«Кимёвий технология назарий асослари» фанидан амалий машђлуотларни мазмуни

Kimyo-texnologik jarayonlar muvozanati

Download 0,85 Mb.

Pdf ko'rish

bet	3/4
Sana	01.01.2022
Hajmi	0,85 Mb.
	#295441

1 2 3 4

Bog'liq
Αzbekiston respublikasi oliy va о‘rta maxsus ta’lim vazirligi q

Kimyo-texnologik jarayonlar muvozanati.

Ma’lumki, hom ashyoni tashkil qiluvchi moddlar qatori, mahsulotni tashkil etuvchi moddalar ham

о‘zaro reaksiyaga kirishishi mumkin, ya’ni bir vaqtning О‘zida tо‘G‘ri va teskari reaksiyalar ketishi

mimkin va ular tezliklari teng bО‘lgan vaqtda kimyoviy muvozanatdagi erishini va u moddalar

konsentratsiyasi, harorati va bosimi doimiy bо‘landa – о‘zgarmasdir.

Massalar ta’siri qonuniga muvofiq:

mA + nB pC + qD bО‘lsa,

tо‘G‘ri reaksiya tezligi:

= K

[A]

[B]

Teskari reaksiya tezligi:

= K

[C]

[D]

Muvozanat sharoitida: V

= V

[C]

[D]

= K

[A]

[B]

va K

- tezlik konstantalari, K – muvozanat konstantasi va u haroratga boG‘liqdir.

Vant-Goff tenglamasiga muvofiq muvozanat konstantasi: haroratga quyidagicha boG‘liqdir:

ln

RT

q

dT

K

d

p

MK



- muvozanat konstantasi; T –

K harorat; q

- reaksiyani issiqlik effekti va uni Tga nisbatan

tenglamasi Kirx-Goff tenglamadan topiladi.12 mol modda uchun q

= C

*ΔT; C

= f(T); q

= f(T)

Vant-Goff tenglamasi integrallab:

lnK

MK

= f(T) topiladi; Bu yerda integral doimiysi ,

- har xil ifodalanishi mumkin:

;

]

[

]

[

]

[

]

[

n

P

P

P

P

B

m

B

q

d

p

c

;

]

[

]

[

]

[

]

[

N

B

m

A

q

D

p

c

C

C

C

C

ΔN = [q + p]-[m+n];

;

]

[

]

[

]

[

]

[

n

B

m

A

q

d

p

c

N

N

N

N

= P*K

№ 3.

Kontakt usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarishda SO

ni SO

ga oksidlash jarayenida forkontakt

qurilmasiga quyidagi tarkibdagi о‘choq gazi kiradi: SO

= a = 11%(h); O2 = b =10% (h); N2 = v

=79% (h)

Oksidlash jarayoni harorati t= 570

Cda va R=1,2*10

Pa bosimda olib boriladi. Oksidlanish darajasi

X=70% ga teng. Oksidlangan gaz tarkibi va muvozanat doimiysi miqdori aniqlansin.

Yechimi: SO

ni SO

ga oksidlanishi kuyidagi reaksiya bо‘yicha amalga oshiriladi:

2

+ 0,5O

= SO

+ Q

Bu reaksiyalar amaliy qaytar, gomogen va ekzotermikdir. Masala shartiga kura muvozanatga

erishilgan vaqtda, ya’ni SO

ga X=70% oksidlangan vaqtda, о‘choq gazi tarkibiga kiruvchi

gazlar molekulalari soni mollar hisobida quyidagicha о‘zgarishi mumkin:

Reaksiyaga qadar:

Reaksiyadan sung, ya’ni muvozanat vaqtida

hosil bо‘ladi. SO

dan:

= 0.11 mol

/

2

= 0.10 mol

/

2

= 0.79mol

00

.





n

mol

3

SO

= n

2

SO

x = 0.11*0.7= 0.077 mol

qoladi SO

dan

SO2

= n

- n

3

SO

= 0.11-0.077 = 0.033 mol

qoladi O

dan:

2

O

= n

/

2

0615

077

100







SO

Azot

reaksiyaga

kirishmagani

uchun

о‘zgarmaydi:

2

N

= n

/

2

= 0.79 mol

моль

n

9615





Shunday qilib, reaksiya natijasida о‘choq gazining umumiy hajmi 1,000-0,9615 = 0,0385 molga

kamayib, 0,9615 molga teng bо‘lib qoladi. BuG‘ vaqti о‘choq gazini muvozanat sharoitidagi

tarkibi, mollar ulushida quyidagicha bо‘ladi:

SO3

0797

9615

077





n

n

SO

m.u.

SO2

0342

9615

033





n

n

SO

m.u.

0638

9615

0615





n

n

O

m.u.

8223

9615





n

n

N

m.u.



M = 1.0000 m.u.

о‘choq gazining muvozanat sharoitidagi hajmiy % dagi tarkibi:



M 100% (%)

)

100

000

0797

100

3

x

M

M

SO





SO3

3

SO

(x) P

)

100

2

x

M

M

SO





2

O

)

100

2

x

M

M

O





2

N

)

100

2

x

M

M

N





)

100

/

x





Endi о‘choq gazi komponentlarining muvozanat sharoitidagi parsial (umumiy) bosimini

aniqlaymiz:

R

SO3

= M

SO3

P = 0.0797*1.2*10

= 0.096*10

SO2

= M

SO2

P = 0.0342*1.2*10

= 0.041*10

= M

P = 0.0638*1.2*10

= 0.076*10

= M

P = 0.8223*1.2*10

= 0.987*10

Па

Р







Kimyo-texnologik jarayonlarni issiqlik kirim-chiqim hisoblari

Odatda kimyo-texnologik jarayonlar uchun energiyani saqlash qonuni asosida issiqlik balans

tuziladi: uning umumiy tenglamasi:

kirim

= Q

chiQim

Issiqlik balansi doimiy tuxtovsiz harakatdan apparatdan (jarayonlar) uchun odatda ma’lum bir vaqt

birligida (kol./soat, kal./kun, kkal./soat, kkal./kun yoki dj/soat, kdj/kun,), davriy (tо‘xtab-tо‘xtab

harakatlanuvchi) jarayonlar uchun shu sikl vaQti uchun tuziladi.

Q

+ Q

+ Q

f.u.

+ Q

t.k.i.

= Q

/

к

+ Q

и

ч

т

P

у

ф

г

c

Q

Q

Q

Q



Bu yerda: Q

, Q

c ,

– apparatga qattiq, suyuq, gaz moddalar bilan kiritiladigan issiqlik; Q

, Q

- qattiq, suyuq, gaz holdagi maxsulot, reaksiya yarim maxsulotlari, reaksiyaga kirishaolmay

qolgan dastlabki moddalar issiqligi; Q

f.u.

va Q

f.О‘

- issiqlik chiqarish yoki yutilioshi bilan fizik

о‘zgarishlar issiqligi. Q

-endo, ekzotermik reaksiyalar issiqligi; Q

t.k.i.

va Q

t.k.i.

- apparatga

tashqaridan kiritiladigan va tashqariga chiqariladigan issiqlik miqdori.

, Q

/

к

/

/

г

c

Q



larni quyidagicha xisoblash mumkin:

Q = Gct = kg/soat; kkal/kg*grad.; kkal/soat.

Gazlar issiqlik siG‘imini T

K uchun:

C = C

+ a

T + a

;

, a

- kitoblardan olinadi.

Aralashma issiqlik siG‘imi:

...





G

G

G

c

G

c

G

c

G

f.u

= G

+ G

+ …

- fazaviy о‘zgarish issiqliklari (kondensatsiya, kristallanish, erish, )

Gess qonuniga muvofiq reaksiya issiqlik effekti q

(standart sharoit T=298

S (+25

); R=1 atm

uchun) reaksiya natijasida xosil bО‘lgan moddalr yaratilish issiqliklar yiG‘indisidan, reaksiyaga

kirishuvchi moddalar yaratilish issiqliklari tengdir: A + V == S + D +q

izobar sharoitda:

0

P

= (q

yarat.D

+ q

yarat.YE

) - (q

yarat.A

+ q

yarat.V

)

ярат

= -ΔH

Nerxst tenglamasiga muvofiq har xil Tda q

= q

0

P

+ Δa

T + 1/2Δa

T

2

+ 1/3Δa

t.k.i.

= GcΔt, yoki Q

t.k.i.

= K

n.a.k.

F(t

- t

sovuk

YoqilG‘ilarni yoqish issiqligi. Mendeleyev tenglamasiga muvofiq:

Q

yo.yo.i.

= 339,3*s + 1256*N – 109(0 - S) – 25,2(9N +W)

S, N, O, S –uglerod, vodorod, kislorod, oltingugurt % miqdorlari.

W – nomlik % miqdori.

= 105 ohaktosh va koksdan iborat bо‘lgan shixtani kuydirishda aniqlansin: 1) tarkibida a = 91%

S, v = 7% ?, s = 2% suv bО‘lgan koks sarfi; 2) О‘choq gazi % tarkibida; 3) Kuydirish reaksiyasi

issiqligi, agarda moddalarning xosil bо‘lish issiqliklari quyidagicha bо‘lsa:

CaCO3

= 1206000 kDj/kmol; Q

CaO

= 635100 kDj/kmol;

CO2

= 393510 kDj/kmol;

Ohaktoshni parchalanish darajasi x = 95,0 va α = 1,4 marta kо‘p bulayotgan bulsa;

Yechim: 1) 1 kmol, ya’ni 100 kg oxaktoshni termik parchalanishi

CaCO

CaO +CO

–Q

Issiqligi Q

CaO

+ Q

CO2

– Q

CaCO3

=635100 +393510 –1206000 =

177390 kDj/kmol.

Pargalanish darajasi e’tiborga aniksa

100

Х

=(-177390) 0,95 = - 168520kj/kmol

YA’ni shuncha issiqlik 100kg yoki 1 kmol ohaktoshni kuydirish uchun keark ekan, ya’ni reaksiya

endotermik ekan.

Toza uglerod yonish issiqligi q

= 32784 kDj/ kg bО‘lsa G1 = 105 oxaktoshni kuydirish uchun

kerak bО‘lgan issiqlikni (agarda uglerod tuliq yonsa) xosil qiluvchi uglerod miqdori:

=

кг

q

G

Q

c

514

100

32784

10000

168520

100









uglerod

Agarda koksdagi uglerod miqdori a = 91% S bо‘lsa, koks sarfi:

кг

a

G

564

100

514

100









koks.

2. О‘choq gazi % tarkibini aniqlash: (SO

+ O

2(ozod)

+ N

)

miqdori: a) SaSO

= SaO + SO

– Q

B) S + O

= SO

+ Q

10t ohak tosh parchalanganda chiqadigan SO miqdori:

100kg SaSO

__ 22,4m

10000 kg SaSO

__ V

2128

100

10000

100

СО

м

кг

кг

кг

G

х









B) 514 uglerod yonganda SO2:

959

22

СО

м

кг

G





xosil bО‘ladi.

Barcha SO

: V3 = V1 + V2 = 2128 + 959,5 = 3087,5 m

Kislorod miqdori :

Koks yoqish uchun SO

miqdoriga teng O

miqdori:

4

= V

= 959.5m

Agarda α = 1,4 ligini e’tiborga olsak, O

miqdori:

5

= V4*α = 959.5*1.4 = 1343.3 m

Reaksiyaga kirishmay qolgan ozod O

miqdori:

= V

– V

= 1343.3 – 959.5 = 383.8 m

O

2

Havo bilan kiradigan N

miqdori:

5060





O

N

V

Shunday qilib, о‘choq gazi tarkibi:

= V

= 3087.5 m

yoki R

SO2

= 36,2%(h)

= V

= 383.3 m

= 4,5% (h)

2

= V

= 5060.7 m

= 59.3% (h)

Jami:

8532m

R = 100%

Download 0,85 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:

1 2 3 4