таблиці 3.
Таблиця 3 - Значення від температури
Температура, К693783873 16923,85,4
. 3 Обчислення рівноважного виходу продукту
Визначаємо вихід SO 3, якщо в контактний апарат надходить 11% оксиду сірки (IV), 10% кисню і 79% азоту:
було 0,11 0,1 0 0,79 моль
стало 0,11-0,11х 0,1-0,055х 0,11х 0,79 моль
, (11)
де - різниця чисел молей продуктів реакції і вихідних речовин, моль;
- сума молей продуктів реакції, моль;
- сума молей вихідних речовин реакції, моль.
=1-0,5-1=- 0,5 моль;
;
.
Для Т =693 К =169
методом підбору знаходимо.
Вихід буде дорівнює:
, (12)
де - рівноважний вихід продукту,%;
- число молей оксиду сірки (VI),, знайдене добором, моль;
- число молей оксиду сірки (VI) з реакції, моль.
Для Т =783 К =23,8
.
Для Т =873 К =5,4
.
Виходячи з розрахунків фізико-хімічних величин, робимо висновок, що реакція йде в прямому напрямку, і максимальний вихід продукту збільшується зі зменшенням температури.
.4 Побудова діаграми t - x для четирехстадійного контактування з проміжним теплообміном
Діаграми t - x характеризує залежність температури від ступеня перетворення для четирехстадійного процесу з проміжним теплообміном при вмісті в газі 11% оксиду сірки (IV) і 10% кисню.
Константа рівноваги реакції окислення оксиду сірки (IV) дорівнює
, (13)
де - рівноважні парціальні тиску оксиду сірки (VI), оксиду сірки (IV) і кисню відповідно, Па.
Величина К р залежить від температури. Значить значення К p в інтервалі температур 390-650? С можуть бути обчислені за формулою (14):
lg K p =4905/ T - 6,1479 (14)
lg K p =4905/673 - 6,1479=1,1463; К р =14,0060;
lg K p =4905/723 - 6,1479=0,6422; К р =4,3873;
lg K p =4905/773 - 6,1479=0,2034; К р =1,5973;
lg K p =4905/823 - 6,1479=- 0,1882; К р =0,6573;
lg K p =4905/873 - 6,1479=- 0,5236; К р =0,2995.
Визначаємо рівноважну ступінь перетворення Х Р за формулою:
, (15)
де P -загальне тиск газу, Па;
а - початкове вміст оксиду сірки (IV) в газовій суміші, об'ємно.%;
b - початкове вміст кисню в газовій суміші, об'ємно.%.
Для Т =400? С=673 До методом підбору знаходимо
;
Аналогічно розраховуємо X P для температур 450? С, 500? С, 550? С, 600? С. Отримані дані зводимо в таблицю 4.
Таблиця 4 - Ступінь контактування при різних температурах
Температура,? СКонстанта рівноваги К р Прийнята ступінь, контактування Х P, пр. Отримана ступінь контактування Х Р 40014,00600,990,9994504,38730,960,9695001,59730,920,9225500,65730,830,8356000,29950,700,709
Отримані дані по рівноважної кривої перетворення наносимо на діаграму Х - t .
Збільшення температури в процесі окислення діоксиду сірки при адіабатичному процесі виражається рівнянням
t до = t н + ?? х , (16)
де t до , t < i align="justify"> н - кінцева і початкова температури,? C;
? - коефіцієнт підвищення температури газу при? х= 1 в адіабатичних умовах [1];
? х - підвищення ступеня перетворення, частки.
t к1 =420 + 302 · 0,6=600? С;
t к2 =420 + 130 · 0,3=459? С;
t к3 =412 + 30 · 0,06=414? С;
t к4 =410 + 15 · 0,036=411? С.
За отриманими даними наносимо на діаграму Х
