6830719239

Podstawy technologii chemicznej dr inż, Ewelina Ortyl jeżeli w układzie zachodzi reakcja chemiczna, to jej szybkość można wyrazić za pomocą wypadkowej szybkości powstawania (zaniku) j-tego składnika według:

dn

_ dn.

_Vjr

r =—x—-f- lub —^}-~

Vj dt    &

Szybkość tworzenia / zaniku j-tego składnika jest proporcjonalna do współczynnika stechiometrycznego Vj, Pochodna dnj/dt jest dodatnia dia produktów i ujemna dia substratów reakcji.

Uwzględniając w równaniu bilansu materiałowego reakcji chemicznej w reaktorze

Nc

pracującym wstanie ustalonym prowadzi do: v_jr+^_/F_ix_v = 0,j = l,2 Nc

Vj- szybkość powstawania składnika w reakcji chemicznej; wypadkowa szybkość

powstawania j-tego składnika w reaktorze

Fi - wypadkowa szybkość dopływu składnika do procesu

Wypadkową szybkość powstawania k-tego pierwiastka, która musi dla każdej reakcji chemicznej = 0, otrzymuje się przez pomnożenie szybkości tworzenia j-tego związku przez liczbę atomów k-tego pierwiastka w j-tym związku m^ i zsumowaniu po wszystkich składnikach.

Wypadkowa szybkość powstawania pierwiastków w reaktorze:

Nc Nc    Nc

ij-rrijk (<F w stanie ustalonym tylko ten człon) + ryV_;m_l1f (<- w stanie

i=i    ;=t

Nc

ustalonym ten człon =0, zgodnie z równaniem: ^^vj^mjk = 0, k=l,2,...,Nc) =0

;=i

Przykład

Instalacja produkcyjna wytwarza lOOton/h kwasu siarkowego o zawartości 98% wagowych kwasu. Obliczyć natężenie strumienia S0₃ i strumienia wody, którą

doprowadza się do instalacji do absorpcji i

wyrazić w kg/h.

Mhsscm = 98 kg/mol Mmo = 18 kg/mol Msoa = 80 kg/mol

so₃ + H₂0 = H₂S0₄

FCh2so4 = 100*1000*0,98 = 98000 kg/h Fch2o = 100*1000*0,02 = 2000 kg/h Fc_H2so4 = 98000/98 = 1000 kmoi/h

h₂so₄

Fch2o = 2000/18 = 111 kmol/h H₂0

Równania bilansowe dla [H]

0= -2F_a(H₂0) + 2F_c(H₂S0₄) + 2F_c(H₂0) 2F_b(H₂0) = 2F_c(H₂S0₄) + 2F_c(H₂0) F_b(H₂0) = 1111 kmol/h -» 18*1111 = 20000 kg/h

F_a(S0₃) = F_c(H₂S0₄) = 1000 kmol/h 1000*80 = 80000 kg/h