Энергетический баланс.

Все основные химико-технологические процессы сопровождаются поглощением или выделением тепла, изменением температуры и совершением работы над содержанием реактора или против внешних сил.

Тогда согласно закону сохранения и превращения энергии можно написать уравнение энергетического баланса.

E- + U- + A- = E+ + U+ + A+

E- – подведенная энергия

U- – внутренняя энергия входных потоков

A- – работа, совершаемая над системой

E+ – отведенная энергия

U+ – внутренняя энергия выходных потоков

A+ – работа системы

Частный случай энергетического баланса - тепловой

Тепловой баланс составляется на основе материального баланса и имеет цель определить потребности в расходе тепла на химические процессы.

Приходная Расходная

Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5

Q1 – физическое тепло веществ вступающих в реакцию

Q2 – тепло реакции

Q3 – тепло вносимое из вне

Q4 – физическое тепло продуктов

Q5 – потери тепла

 

Выход продукта.

Это главное для чего составляется материальный баланс.

Выход продукта для различных процессов определяется по разному:

– выход по массе

– выход по току

 

У необратимых реакций, когда возможно полное превращение веществ, Х=1, и это условие выполняется лишь во времени.

У равновесных реакций Х<1 т.к. равновесие наступает при неполном превращении вещества, и выход будет зависеть от условий проведения процесса.

Для увеличения производительности и выхода продукта в реакцию вводят избыток одного из реагирующих веществ (обычно дешевого) и смещают равновесие, но это до определенного предела:

 

Выход вещества от температуры изменяется по следующим закономерностям

A + B D – Q A + B D + Q

Влияние на Ф, Х, φ основных параметров химико-технологического процесса (Т, τ, р).

1. Влияние температуры

а. Простая необратимая реакция Ф = X

A → B A + B → D

Для этого случая увеличение температуры приводит к увеличению Ф

 

Для обратимых A + B C + D, A B все зависит от Q

а) Экзотермическая реакция

влияние T на кинетический фактор и термодинамику противоречиво

При повышении температуры увеличивается константа скорости реакции и уменьшается X

 

б) Эндотермическая реакция

при увеличении T происходит увеличение Кн, Кс

в) сложная реакция D A B

E2>E1 E2<E1

 

Зависимость Ф = f(τ)

1. A → B, A B простая необратимая и обратимая реакции 2. D A B сложнопараллельные реакции
K1>K2

 

 

3. Сложно последовательные реакции Ф = f( ), (τ)

A B D

 

Это особенно в органическом синтезе: неполное окисление спиртов, алканов

CH3OH → CH3O → CO2 + H2O или неполного гидрирования

CO + 2H2 CH3OH

 








Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 712;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.01 сек.