>
Розрахуваті и критично оцініті початкова температуру газової Суміші, ЯКЩО процес відбувається адіабатічно. Обгрунтувати конструкцію реактора и розрахуваті его об'єм, ЯКЩО йо інтенсівність дорівнює 1000 м 3 /(м 3 рік).
ВРАХОВУЮЧИ вихідні концентрації [молярна Частка,%]
аміаку - 9 + 0,1 * 40 = 13%
кисни - 17 + 0,1 * 40 = 21%
азот - 56%
Молярні масі компонентів Реакції становляит
М (NO) = 30 г/моль,
М (Про 2 ) = 32 г/моль,
М (NО 2 ) = 46 г/моль.
Р (NO) = 30/22,4 = 1,34,
Р (О 2 ) = 32/22,4 = 1,42;
P (NО 2 ) = 46/22,4 = 2.05.
Тоді V (NO) = 40000/1,34 = 29850,7 м 3 ,
m 0 NO =
V 0 (NO) =
V 0 =
V 0 O 2 = 362974.97 * 0.21 = 76224.7 м 3
m 0 O2 = 76224.7 * 1,42 = 108239.1 кг
V 0 NO 2 = 362974.97 * 0.56 = 203265,98 м 3
m 0 NO 2 = 203265,98 * 2.05 = 416695,25 кг
Результати розрахунків заносяться до табліці до статьи "Прихід". После Закінчення Реакції у Суміші залішається:
m NO = 63230.2 * (1 - 0,97) = 1896,9 кг;
V N Про = 47186.7 * (1 - 0.97) = 1415,6 м 3
m O 2 = 108239,1 -
V O2 = 76224,7 - 23956,348 * 0.97 = 52987,04 м 3
m x NO 2 = 416695,25 + 40000 = 456695,25 кг
V N О2 = 456695,25/2,05 = 222778,0 м 3
матеріальний баланс Перетворення оксиду азоту (ІІ) на оксид азоту (ІV)
компонентів
Прихід
Витрати
кг
% мас.
м 3
% об.
кг
% мас.
м 3
об.%
Оксид азоту (ІІ)
63230,2
10,0
29850,7
9,65
6323,02
1,15
4718,67
1,68
Кисень (O 2 )
108239.1
17,23
76224.7
24,64
12703.8
2,3
52987,04
18,89
Оксид азоту (ІV) NO 2
456695,25
72,7
203265,98
65,7
531105,1
96,54
222778,0
79,43
Разом
628164,55
100
309341,38
100
550131,92
100
280483,71
100
3.2 Теплові розрахунки хімічного реактора
За рівнянням проводимо розрахунок ентропії та ЕНЕРГІЇ Гіббса даного процеса.
4NH 3 + 5О 2 = 4NO + 6H 2 O: ? Н = -946 * 10 3 Дж/кмоль
О”S = 4 О”S NO + 6 О”S Н2О - (4О”S ОќН3 + 5О”S О2 )
О”S = 4 * 210,6 + 6 * 188,7 - (4 * 192,0 + 5 * 205,0) = 181,6 Дж/моль * К
О”G = 4 О” G NO + 6 О” G Н2О - (4О” G ОќН3 + 5О” G О2 )
О”G = 4 * 86,6 + 6 * (-228,6) - (4 * (-16,7) +5 * 0) = -958,4 КДж/моль
Візначімо початкова температуру даного процеса
Т =
Початкова температура становіть 68,28 К
Проведемо розрахунок масі каталізатора необхідного для одержании 400 т оксиду азоту на першій стадії добування азотної кислоти.
Візначімо інтенсівність роботи каталізатора за 1 годину.
3,84 т/24 = 0,16 т
Маса каталізатора становітіме: 0,16 * 400 = 64 т
Розрахунок
За рівнянням проводимо розрахунок ентропії та ЕНЕРГІЇ Гіббса даного процеса.
2NO + О 2 ↔ 2ОќО 2 ;? Н = -112 * 10 3 кДж/моль
О”S = 2 * О”S NO 2 - (2 * О”S ОќО + О”S О2 )
О”S = 2 * 240,2 - (2 * 210,6 + 205,0) = -145,8 Дж/моль * К
О”G = 2 О” G NO 2 - (2О” G ОќО + О” G О2
