Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Февраля 2013 в 13:49, контрольная работа
Задание 1.
Перечислите основные составляющие теплового баланса.
Задание 2.
Рассчитать материальный баланс реактора синтеза метанола. Объемный расход конечной смеси 52000 м3/ч. В исходной смеси объёмная доля оксида углерода (2) составляет 0,14. Концентрации компонентов в конечной смеси (объёмные доли): водород 0,58; оксид углерода (2) 0,12; метанол 0,05; остальное метан. Дополнительно рассчитать теоретические расходные коэффициенты по сырью.
Рассчитать температуру смеси на выходе из реактора, если температура входной смеси 300 С, потеря тепла в окружающую среду составляет 3% о теплоты, поступающей с потоком исходных веществ, а с помощью теплообменных устройств отводят 80% теплоты химической реакции.
Задача 3.
Рассчитать материальный баланс реактора окисления оксида серы(IV). Производительность 9500 м3/ч оксида серы (6). Объёмный расход исходной смеси 110000 м3/ч. Концентрации компонентов в исходной смеси: оксид серы (4) 0,11; оксид серы (6) 0,01; остальное азот. Концентрации компонентов в конечной смеси: азот 0,83; остальное оксид серы (4); оксид серы (6); кислород. Дополнительно рассчитать степень превращения диоксида серы.
Рассчитать количество теплоты, которое необходимо отвести из реактора, чтобы температура на выходе составляла 650С. Температура входной смеси 480С, потери тепла в окружающую среду составляют 5% от теплоты, поступающейс потоком исходных веществ.
Теоретический расходный коэффициент оксида серы(IV):
Для определения температуры смеси на выходе из реактора найдем в справочнике теплоемкости и энтальпии всех компонентов смеси.
Вещества |
Сp, Дж/(мольК) |
ΔH, кДж/моль |
SO2 (A) |
39,87 |
-296,90 |
O2 (B) |
29,37 |
0 |
SO3 (C) |
50,09 |
-395,85 |
N2 (I) |
29,12 |
0 |
Определим теплоту, поступающую с потоком сырья и уходящую с продуктами.
Для этого необходимо рассчитать количество теплоты, вносимое каждым компонентом
Qi=CPi∙Ni∙T1
Для того, чтобы соблюсти размерность, переводим температуру в К, а кмоль в моль.
Результаты записываем в таблицу
T1=273+T10С = 273+480=753К
T2=273+T20С = 273+650=923К
Вещества |
Qi, Дж (поступающая с потоком) |
Qi, Дж (уходящая с потоком) |
SO2 (A) |
16220000 |
4270000 |
O2 (B) |
9320000 |
5680000 |
SO3 (C) |
1850000 |
21878000 |
N2 (I) |
85510000 |
104820000 |
Итого |
112900000 |
136650000 |
Рассчитаем теплоту потерь:
Qп = 0,05∙Q01 = 0,05∙112900000=5650000 Дж
Определим теплоту химической реакции
ΔH= ΔHC – 0,5ΔHB – ΔHA = (-395,85) – 0,5∙0 – (-296,90)= -98.95 кДж/моль =
= -98950Дж/моль
Реакция экзотермическая.
Qх.р. = - ΔH∙Y = 98950∙424,107 =41970000 Дж
Теплообменные устройства отводят
Qотв= Qвх – Qп + Qх.р. – Qвых = 12570000 Дж