Ўзбекистрн республикаси

12-мавзу
Жараёнларнинг эксергетик тахлили
Купчилик кимёвий ишлаб чикаришлар технологик занжирдан иборат булиб, бунинг устига биринчи боскичида – бу купична физикавий ва кимёвий усуллар билан хом ашени тайерлаш (тозалаш), сунгра кимёвий ишлов боскичи келади, кейинги боскичда эса реакцион аралашма махсулотларни ажратиш (ректификациялаш, кристаллаш, абсорбциялаш ва бошк.) боскичи ва яна кайтадан кимёвий ишлов бериш боскичи ва хоказолар.
Бундай жараёнларни боскичма-боскич эксергетик тахлилида турли чегарадаги эксергия кийматларидан фойдаланиб бир окимдаги моддалар эксергияси турли боскичлар учун хар хил булади. Масалан, кумирни углёкислота билан газлаштиришда ва метанол синтезини куриб чикамиз: С+СО₂-2СО; СО+2Н₂-СН₃ОН.
Биринчи холда атроф мухит сифатида каттик углерод ва СО₂ кабул килишга тугри келарди. У холда СО эксергияси 2143 кДж/кг тенг булар эди. Иккинчи холда эса СО учун атроф мухит булиб метанол ва водород хизмат килса СО эксергияси 1041 кДж/кг тенг булар эди. Ушбу холда карама-каршилик осонликча хал килинади. Бу система кандай реакция кечимидан ёки бу системада кечиши мумкин булишидан каттий назар, бу холда водород ва углеродни оксидланиш жараёнини хисобга олса бас. Биринчи холда атроф мухит сифатида каттик углерод ва СО₂ кабул килишга тугри келарди. У холда СО эксергияси 2143 кДж/кг тенг булар эди. Иккинчи холда эса СО учун атроф мухит булиб метанол ва водород хизмат килса СО эксергияси 1041 кДж/кг тенг булар эди. Ушбу холда карама-каршилик осонликча хал килинади. Бу система кандай реакция кечимидан ёки бу системада кечиши мумкин
бўлишидан катъий назар, бу холда водород ва углеродни оксидланиш жараёнини хисобга олса бас. У холда иккала жараён учун атроф мухит бир хил булади, булар СО₂ ва Н₂О.
Агар кандайдир конкрет холларда ягона эксергия кийматини топиш мумкин булса, бошка холларда мутлако мумкин эмас. Масалан кимёвий реакцияларда олинган аралашмаларни ажратиш боскичини тахлилида. Демак, бир турдаги модда бир хил босимда ва температурада иккита (ёки купрок) эксергия кийматига эга булиши мумкин. Бу муаммо эксергия фаркини хисоблашда, жараённинг самарадорлиги "фаркланадиган" ёки "максадли" деб аталувчи ФИК билан бахолаб хал килинади.
Шундай экан, аммиак синтезида ва метанни енишида эксергияни узгаришини хисобини пастда келтирамиз. Аммиакни синтезида эксергияни узгаришининг схемаси II-2 расмда келтирилган.

			NH3	P0T0
½ N2		½ N2			3/2 H2O
PN,O,To		P0,T0			P0T0
			¾ O2	P0T0
			¾ O2	Po2,o,T0

II.2 расм. Аммиак синтезида эксергияни узгариши хисобининг схемаси
Бу схемада хисоб чегараси сифатида дастлабки моддалар азот ва сув кабул килинган. Бу моддалардан аммиак синтези йигиндиси реакцияси куйидаги куринишга эга:
1/2 N₂+3/2H₂O-3/4O₂=NH₃
Шундай килиб, хисоб даврида кислородни “кушимча” хисоб чегараси сифатида (синтезда шартли хосил булган) хам хисобга олиш керак. Аммиак синтези даврида эксергиянинг узгариши натижасида Е_NH3 куйидигига тенг булади:
Реакция компонентлари концентрацияси атмосфераникига утаетганда реакция компонентларининг узгаришини хисобга олганда Т₀ ва Р₀да эксергия узгаришига тенг тоза элементар моддалардан хосил булган мод4даларнинг Гиббс энергияси узгариши маълумотларидан хисоб вактида фойдаланадилар.
Хакикатан, энергия хосил булиши (Е_хос.б)га тенг
(II.41)
(II.42)
Агар белгиласак
(II.43)
Бу тенгламалардан куйидагини оламиз:

Таянч сузлар ва иборалар: моддаларнинг эксергавий чегараси, газ эксергияси, метанни енишидаги эксергия ФИКи, атроф мухит, метан ёнишидаги аммиак синтез килишда эксергияни узгариши ва унинг хисоби, фосфорнинг кимёвий эксергияси, хлорнинг кимёвий эксергияси, ноорганик моддаларнинг эксергияси, порциал, моль эксергияси, аралаш моддалар эксергияси, кумир эксергияси.