Kimyo-texnologik jarayonlarni issiqlik kirim-chiqim hisoblari
Odatda kimyo-texnologik jarayonlar uchun energiyani saqlash qonuni
asosida issiqlik balans tuziladi: uning umumiy tenglamasi:
Q
кирим
= Q
чиҚим
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 (to‘xtab-to‘xtab harakatlanuvchi) jarayonlar uchun shu
sikl vaQti uchun tuziladi.
Q
Қ
+ Q
c
+ Q
г
+ Q
ф.у.
+ Q
p
+ Q
т.к.и.
= Q
/
к
+ Q
/
..
.
/
/
.
.
/
/
и
ч
т
P
у
ф
г
c
Q
Q
Q
Q
Bu yerda: Q
Қ
, Q
c ,
Q
г
– apparatga qattiq, suyuq, gaz moddalar bilan
kiritiladigan issiqlik; Q
Қ
/
, Q
c
/
,
Q
г
/
- qattiq, suyuq, gaz holdagi maxsulot,
reaksiya yarim maxsulotlari, reaksiyaga kirishaolmay qolgan dastlabki moddalar
issiqligi; Q
ф.у.
ва Q
ф.Ў
/
- issiqlik chiqarish yoki yutilioshi bilan fizik o‘zgarishlar
issiqligi. Q
p.
ва
Q
p
/
-endo, ekzotermik reaksiyalar issiqligi; Q
т.к.и.
ва Q
т.к.и.
/
-
apparatga tashqaridan kiritiladigan va tashqariga chiqariladigan issiqlik miqdori.
Q
Қ
, Q
c,
Q
г
;Q
/
к
,Q
/
/
г
c
Q
larni quyidagicha xisoblash mumkin:
Q = Gct = kg/soat; kkal/kg*grad.; kkal/soat.
Gazlar issiqlik sig‘imini Т
0
К uchun:
C = C
0
+ a
1
T + a
2
T
2
;
C
o
, a
1,
a
2
- kitoblardan olinadi.
Aralashma issiqlik sig‘imi:
С
ар
=
...
...
3
2
1
3
3
2
2
1
1
G
G
G
c
G
c
G
c
G
Q
ф.у
= G
1
r
1
+ G
2
r
2
+ G
3
r
3
+ …
60
r
1
,r
2
,r
3
- fazaviy o‘zgarish issiqliklari (kondensatsiya, kristallanish, эриш,
Gess qonuniga muvofiq reaksiya issiqlik effekti q
p
0
(standart sharoit
Т=298
0
С (+25
0
); Р=1 atm uchun) reaksiya natijasida hosil bO‘lgan moddalr
yaratilish issiqliklar yig‘indisidan, reaksiyaga kirishuvchi moddalar yaratilish
issiqliklari tengdir: А + В == С + D +q
p
izobar sharoitda:
q
0
P
= (q
ярат.D
+ q
ярат.Е
) - (q
ярат.А
+ q
ярат.В
)
q
0
.
ярат
= -ΔH
0
Nerxst tenglamasiga muvofiq har xil Tda q
p
:
q
p
= q
0
P
+ Δa
c
T + 1/2Δa
1
T
2
+ 1/3Δa
2
T
3
Q
t.k.i.
= GcΔt, yoki Q
t.k.i.
= К
n.a.k.
F(t
is
- t
sovuk
)
Yoqilg‘ilarni yoqish issiqligi. Mendeleyev tenglamasiga muvofiq:
Q
ё.ё.и.
= 339,3*с + 1256*Н – 109(0 - S) – 25,2(9Н +W)
С, Н, О, S –uglerod, vodorod, kislorod, oltingugurt % miqdorlari.
W – nomlik % miqdori.
G
1
= 105 ohaktosh va koksdan iborat bo‘lgan shixtani kuydirishda
aniqlansin: 1) tarkibida а = 91% С, в = 7% ?, с = 2% suv bO‘lgan koks sarfi; 2)
O‘choq gazi % tarkibida; 3) Kuydirish reaksiyasi issiqligi, agarda moddalarning
hosil bo‘lish issiqliklari quyidagicha bo‘lsa:
Q
CaCO3
= 1206000 kDj/kmol; Q
CaO
= 635100 kDj/kmol;
Q
CO2
= 393510 kDj/kmol;
Ohaktoshni parchalanish darajasi х = 95,0 va α = 1,4 marta ko‘p bulayotgan
bulsa;
Yechim: 1) 1 kmol, ya’ni 100 kg oxaktoshni termik parchalanishi
CaCO
3
CaO +CO
2
–Q
Issiqligi Q
1
=Q
CaO
+ Q
CO2
– Q
CaCO3
=635100 +393510 –1206000 = 177390
kDj/kmol.
Pargalanish darajasi e’tiborga aniksa
Q
2
=Q
1
100
Х
=(-177390) 0,95 = - 168520kj/kmol
61
YA’ni shuncha issiqlik 100kg yoki 1 kmol ohaktoshni kuydirish uchun
keark ekan, ya’ni reaksiya endotermik ekan.
Toza uglerod yonish issiqligi q
c
= 32784 кДж/ кг бЎлса G1 = 105
oxaktoshni kuydirish uchun kerak bO‘lgan issiqlikni (agarda uglerod tuliq yonsa)
hosil qiluvchi uglerod miqdori:
G
2
=
кг
q
G
Q
c
514
100
32784
10000
168520
100
1
2
uglerod
Agarda koksdagi uglerod miqdori a = 91% С bo‘lsa, koks sarfi:
G
3
=
кг
a
G
564
91
100
514
100
2
koks.
2.O‘choq gazi % tarkibini aniqlash: (СО
2
+ О
2(ozod)
+ N
2
) СО
2
miqdori:
а) СаСО
3
= СаО + СО
2
– Q
1
Б) С + О
2
= СО
2
+ Q
2
10т ohak tosh parchalanganda chiqadigan СО miqdori:
100kg СаСО
3
__ 22,4м
3
СО
2
10000 kg СаСО
3
__ V
1
V
1
=
2
3
1
2128
100
%
100
10000
4
,
22
%
95
100
%
100
4
,
22
СО
м
кг
кг
кг
G
х
Б) 514 uglerod yonganda СО2:
V
2
=
2
3
2
5
,
959
12
4
.
22
СО
м
кг
G
hosil bO‘ladi.
Barcha СО
2
: V3 = V1 + V2 = 2128 + 959,5 = 3087,5 м
3
СО
2
Kislorod miqdori :
Koks yoqish uchun СO2 miqdoriga teng O2 miqdori:
V
4
= V
2
= 959.5м
3
О
2
Agarda α = 1,4 ligini e’tiborga olsak, О
2
miqdori:
V
5
= V4*α = 959.5*1.4 = 1343.3 м
3
О
2
Reaksiyaga kirishmay qolgan ozod O2 miqdori:
V
6
= V
5
– V
4
= 1343.3 – 959.5 = 383.8 м
3
О
2
Havo bilan kiradigan N
2
miqdori:
62
V
7
=
7
.
5060
%
21
%
79
2
2
5
O
N
V
м
3
N
2
Shunday qilib, o‘choq gazi tarkibi:
СО
2
= V
3
= 3087.5 м
3
yoki Р
СО2
= 36,2%(h)
O
2
= V
6
= 383.3 м
3
Р
О2
= 4,5% (h)
N
2
= V
7
= 5060.7 м
3
Р
N2
= 59.3% (h)
Jami:8532м
3
Р = 100%
Do'stlaringiz bilan baham: |