Химия \ Химическая технология неорганических веществ

Курсовое и дипломное проектирование. Технологическая часть: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов студентов специальности «Химическая технология неорганических веществ», страница 10

Рассчитанная таким образом величина фактически представляет количество тепла, затраченное на нагрев компонентов металла до заданной температуры. Чтобы определить истинное теплосодержание металла с целью более точно проанализировать расходные статьи теплового баланса из величины , необходимо вычесть величины ΔН^М (теплоты смешения компонентов металла). В этом случае величина ΔН^М в приходные статьи теплового баланса не включается.

Пример. При плавке хромистого электрокорунда в качестве попутного продукта в небольшом количестве образуется металлическая фаза, которая содержит до 95 % хрома (остальное, в основном, железо). Металл находится в печи до момента окончания плавки при температурах ~ 2300 К. При нагреве до 2300 К хром претерпевает следующие фазовые превращения:

ТК	Превращение ΔН_ф, Дж/гֹат	ΔС_р = f(T)
298	4061	С_р298-2171 = 24.43 + 9.87ּ 10^-3 – - 3.684ּ 10⁵ Т^-2
2107	1256
2171	плавление 20934	С_р2171-2300 = 39.33

4061 + 24.43 х х (2171 – 298) + 0.00988 ּ 0.5(2171²– 298²) + 3.6840 ּ 10⁵ + + 39.35 · (2300 – 2171) + 1256 +20934 = 101387 Дж/гֹат Cr

= 101387 - 4061 = 97326 Дж/гֹат_Cr.

Аналогично можно рассчитать ΔH^Fe или принять ее по справочным данным, например [5, с. 24]:

Н₂₃₀₀ - Н₂₉₈ = 95696 Дж/гֹат Fe.

Тепло на нагрев 1 кг металла определится как аддитивная сумма изменений теплосодержаний хрома и железа:

кДж/кг.

Так как хром и железо образуют растворы, близкие к идеальным, теплоты смешения не учитываются.

Теплосодержание шлака может быть также определено как аддитивная сумма теплосодержаний составляющих его компонентов, рассчитанная по аналогичным формулам, или (при отсутствии справочных данных) оценено по приближенным формулам. Например, для многих оксидных шлаковых расплавов теплосодержание шлака с удовлетворительной точностью может быть найдено по формуле

=1.172t + 210 Дж/кг, (16)

где t - температура шлака, °С.

Теплосодержание газов обычно находится как аддитивная сумма энтальпий, составляющих газ компонентов при температуре выхода газа из печи:

. (17)

Пример. По результатам расчета материального баланса получено 20 кг газа, отходящего из печи при 500 °С, который имел состав в % (по массе)

СО СО₂ N₂ H₂O 60 10 25 5

Определяется количество компонентов газовой фазы в Н м³ и состав газовой фазы в объемных процентах (см. таблицу 1).

Таблица 1 – Состав газовой фазы

Компонент	Расчет	Н м³	%, об.
СО		9.6	60.5
СО₂		1	6.3
N₂		4	25.2
Н₂О		1.25	8
	Итого:	15.85	100

Мольные значения Н _т– Н ₂₉₈для газов могут быть определены также как и для конденсированных веществ, например из приложения Е, или рассчитаны в соответствии со справочными данными, например, при Т = 773 К:

СО =