Химическая технология. Пашков Г.Л - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

7
831,2 м
3
.
32 г/моль
22,4 л/моль
= 1187
,
5 кг
n
.
HCl (
израсх.) = 0,132
.
2 = 0,264; n
.
O
2
(
израсх.) = 0,132/2 = 0,066 .
8. Занесем полученные данные в табл. 1.
Материальный баланс печи сжигания серы (на 1 ч)
Таблица 1
Приход кг м
3
Расход кг м
3
S 2500 - S 125 -
O
2
3562,5 2493,8 O
2
1187,5 831,2
N
2
11726,8 9381,4 N
2
11726,8 9381,4
SO
2
4750 1662,5
ИТОГО: 17789,3 11875,2 ИТОГО: 17789,3 11875,1
3. Составление материального баланса промышленных процес-
сов, основанных на обратимых реакциях
Задача 3
Исходная смесь для окисления HCl содержит (мол. %) HCl – 35,5; O
2
– 13,5; N
2
– 51. Процесс окисления протекает при Р = 0,1 МПа и t = 370
0
С
на оксидном хромовом катализаторе. По окончании реакции в газе содер-
жится 13,2 мол % Cl
2
. Рассчитать равновесный состав газовой смеси и зна-
чение константы равновесия.
1. Запишем уравнение химической реакции
и выражение для константы равновесия
.
где p
i
- парциальное давление i-го компонента.
2. Пусть в момент равновесия количество окисленной смеси равно 1 моль,
тогда она содержит: 0,132 моль Cl
2
; 0,132 моль H
2
O и (1 – 0,264) = 0,736
моль HCl + N
2
+ O
2
.
3. Рассчитаем количество израсходованных газов, моль:
4. Определим количество молей смеси в начальный момент.
4 HCl + O
2
2 Cl
2
+ 2 H
2
O
,
pp
pp
К
2
22
O
4
HCl
2
OH
2
Cl
.равн
=
8
0,736 моль – это количество HCl +N
2
+ O
2
в момент равновесия, но ис-
ходная смесь должна была содержать еще дополнительное количество из-
расходованного HCl и O
2
., т.е.
0,264 + 0,066 = 0,330 моль.
Таким образом, число молей исходной смеси равно:
0,736 + 0,330 = 1,066 моль, в том числе
n
0
HCl
= 1,066
.
0,355 = 0,379 моль,
n
0
О2
=1,066
.
0,135 = 0,144 моль,
n
0
N2
=1,066
.
0,135 = 0,144 моль.
5. Найдем состав смеси в момент равновесия:
n
HCl
= n
0
HCl
- n
HCl (
израсх.) = 0,379 – 0,264 = 0,115 моль,
n
О2
= n
0
О2
- n
O2
(
израсх.) =0,144 – 0,066 = 0,078 моль,
n
N2
= n
0
N2
=0,543 моль,
n
Cl2
= 0,132 моль,
n
Н2О
=0,132 моль.
6. Рассчитаем парциальные давления (МПа) компонентов смеси в момент
равновесия и величину К
равн
.
P
i
= P
атм
.
х
i
, (2)
где
х
i
– мольная доля компонента.
х
i
= n
i
/n смеси. (3)
Так как в нашем случае n
смеси
= 1 моль, то х
i
= n
i
p
Н2О
= Р
атм
.
.
n
Н2О
= 0,1
.
0,132;
p
О2
= 0,1
.
0,078;
p
Cl2
=0,1
.
0,132;
p
HCl
= 0,1
.
0,115;
7. Составление теплового баланса
Энергетический (тепловой) баланс любого аппарата может быть пред-
ставлен в виде уравнения, связывающего приход и расход энергии (тепло-
ты) процесса (аппарата).
∑Q
прих
. = ∑Q
расх.
(4)
Для аппаратов непрерывного действия тепловой баланс составляют на
единицу времени, а для аппаратов периодического действия – на время
цикла обработки.
Тепловой баланс рассчитывают на основе данных материального ба-
ланса с учетом тепловых эффектов (экзотермического и эндотермического)
химической реакции, физических превращений (испарение, конденсация и
Kравн. = = = = 222,5 мПа
-1
p
2
Cl2
.
p
2
Н2О
p
4
НCl
.
p
О2
0,1
2.
0,132
2 .
0,1
2 .
0,132
2
0,1
4.
0,115
4 .
0,1
.
0,078
0,132
4
0,115
4 .
0,1
.
0,078

Страницы