Kimyo-texnologik jarayonlarni issiqlik kirim-chiqim hisoblari
Odatda kimyo-texnologik jarayonlar uchun energiyani saqlash qonuni asosida issiqlik balans tuziladi: uning umumiy tenglamasi:
Qkirim = QchiQim
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.
QQ + Qc + Qg + Qf.u. + Qp + Qt.k.i. = Q + Q
Bu yerda: QQ , Qc , Qg – apparatga qattiq, suyuq, gaz moddalar bilan kiritiladigan issiqlik; QQ/ , Qc/ , Qg/ - qattiq, suyuq, gaz holdagi maxsulot, reaksiya yarim maxsulotlari, reaksiyaga kirishaolmay qolgan dastlabki moddalar issiqligi; Qf.u. va Qf.О‘/ - issiqlik chiqarish yoki yutilioshi bilan fizik о‘zgarishlar issiqligi. Qp. va Qp/ -endo, ekzotermik reaksiyalar issiqligi; Qt.k.i. va Qt.k.i./ - apparatga tashqaridan kiritiladigan va tashqariga chiqariladigan issiqlik miqdori.
QQ , Qc, Qg ;Q ,Q larni quyidagicha xisoblash mumkin:
Q = Gct = kg/soat; kkal/kg*grad.; kkal/soat.
Gazlar issiqlik siG‘imini T0K uchun:
C = C0 + a1T + a2T2;
Co, a1,a2 - kitoblardan olinadi.
Aralashma issiqlik siG‘imi:
Sar =
Qf.u = G1r1 + G2r2 + G3r3 + …
r1,r2,r3 - fazaviy о‘zgarish issiqliklari (kondensatsiya, kristallanish, erish, )
Gess qonuniga muvofiq reaksiya issiqlik effekti qp0 (standart sharoit T=2980S (+250); R=1 atm uchun) reaksiya natijasida xosil bО‘lgan moddalr yaratilish issiqliklar yiG‘indisidan, reaksiyaga kirishuvchi moddalar yaratilish issiqliklari tengdir: A + V == S + D +qp izobar sharoitda:
q = (qyarat.D + qyarat.YE) - (qyarat.A + qyarat.V)
q = -ΔH0
Nerxst tenglamasiga muvofiq har xil Tda qp:
qp = q + ΔacT + 1/2Δa1T2 + 1/3Δa2 T3
Qt.k.i. = GcΔt, yoki Qt.k.i. = Kn.a.k.F(tis - tsovuk)b
YoqilG‘ilarni yoqish issiqligi. Mendeleyev tenglamasiga muvofiq:
Qyo.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.
G1 = 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:
QCaCO3 = 1206000 kDj/kmol; QCaO = 635100 kDj/kmol;
QCO2 = 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
CaCO3 CaO +CO2 –Q
Issiqligi Q1=QCaO + QCO2 – QCaCO3 =635100 +393510 –1206000 =
Pargalanish darajasi e’tiborga aniksa
Q2=Q1 =(-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 qc = 32784 kDj/ kg bО‘lsa G1 = 105 oxaktoshni kuydirish uchun kerak bО‘lgan issiqlikni (agarda uglerod tuliq yonsa) xosil qiluvchi uglerod miqdori:
G2 = uglerod
Agarda koksdagi uglerod miqdori a = 91% S bо‘lsa, koks sarfi:
G3 = koks.
2. О‘choq gazi % tarkibini aniqlash: (SO2 + O2(ozod) + N2)
SO2 miqdori: a) SaSO3 = SaO + SO2 – Q1
B) S + O2 = SO2 + Q2
10t ohak tosh parchalanganda chiqadigan SO miqdori:
100kg SaSO3 __ 22,4m3 SO2
10000 kg SaSO3 __ V1
V1 =
B) 514 uglerod yonganda SO2:
V2 = xosil bО‘ladi.
Barcha SO2: V3 = V1 + V2 = 2128 + 959,5 = 3087,5 m3 SO2
Kislorod miqdori :
Koks yoqish uchun SO2 miqdoriga teng O2 miqdori:
V4 = V2 = 959.5m3 O2
Agarda α = 1,4 ligini e’tiborga olsak, O2 miqdori:
V5 = V4*α = 959.5*1.4 = 1343.3 m3 O2
Reaksiyaga kirishmay qolgan ozod O2 miqdori:
V6 = V5 – V4 = 1343.3 – 959.5 = 383.8 m3 O2
Havo bilan kiradigan N2 miqdori:
V7 = m3 N2
Shunday qilib, о‘choq gazi tarkibi:
SO2 = V3 = 3087.5 m3 yoki RSO2 = 36,2%(h)
O2 = V6 = 383.3 m3 RO2 = 4,5% (h)
N2 = V7 = 5060.7 m3 RN2 = 59.3% (h)
Jami: 8532m3 R = 100%
|
