Лабораторный практикум по дисциплинам "Технология и оборудование отрасли" и "Макрокинетика и расчет реакторов", страница 7

                                                                               (2.2)                                                           

          При расчетах промышленного процесса конверсии принято использовать концентрации компонентов в расчете на сухой газ, а концентрацию  водяного пара выражают соотношением пар:газ (отношение объемов водяного пара и сухого газа).

          При расчете конверсии оксида углерода водяным паром обычно принимают следующие обозначения: а₀, b₀, с₀ и d₀ – соответственно начальные концентрации  СО, Н₂, СО₂ и инертных компонентов, выраженные в мольных или, что равносильно, объемных долях на сухой газ; n₀ – начальное отношение пар:газ. В состав инертов входят азот, аргон и  метан.

Равновесные концентрации компонентов реакционной смеси, выраженные в мольных долях, обозначим а, b, c и d. Равновесное соотношение  пар:газ  n. Примем, что имеется 1 моль сухого газа, тогда  общее число молей влажной газовой смеси  равно 1+n₀, таким оно и останется в момент равновесия. Обозначим через Х_Р равновесную степень превращения СО.  В этом случае равновесные концентрации компонентов  во влажном газе в мольных долях будут равны:

          - для оксида углерода              ;                              (2.3)

          - для водорода                          ;                               (2.4)                    

          - для диоксида углерода          ;                               (2.5)

          - для инертных примесей                ;                              (2.6)

          - для водяного пара                                                  (2.7)

Константа равновесия, выраженная через  равновесные концентрации, будет равна:

            или                                  (2.8)

          Для расчета константы равновесия реакции (2.1) при различных температурах можно использовать уравнение:

          0,297ℓgT + 0,3525∙10^-3T - 0,0508∙10^-6T² – 3,26      (2.9)

 

          При пересчете состава равновесной смеси на сухой газ в общее число молей компонентов будет равно:

                    а₀(1 - Х_Р) + b₀ + а₀Х_Р +  c₀ + а₀Х_Р + d₀ = 1 +  а₀Х_Р 

          Состав равновесной смеси на сухой газ рассчитывается по формулам:

          - для оксида углерода              ;                              (2.10)

          - для водорода                          ;                               (2.11)                    

          - для диоксида углерода           ;                               (2.12)

          - для инертных примесей             ;                             (2.13)

          - для водяного пара                                                  (2.14)

         Цель работы:

Изучить влияние температуры и  состава исходной смеси  (концентрации компонентов в исходном газе, соотношения пар:газ)  на константу равновесия, равновесную степень превращения СО в водород  и состав равновесной газовой смеси. Представить полученные данные в виде графиков и объяснить полученные результаты.

Порядок выполнения работы

Запустить имитатор  лабораторной работы.

          Имитатор к лабораторной работе позволяет при заданных составе исходной смеси, соотношении пар:газ и различных температурах  вычислить константу равновесия и равновесный состав газовой смеси (на сухой и влажный газ)

                                                                                                               Таблица 2.1.

          Варианты заданий к лабораторной работе 2 (часть I)