Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O
Нами было рассчитано повышение температуры реакционного газа в зависимости от содержания окиси углерода в сухой исходной газовой смеси, степени превращения окиси углерода (соответственно асо, αсо и соотношения объемов пар: газ (n)....
Збережено в:
| Дата: | 1983 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Назва видання: | Украинский химический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/182568 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O / А.Я. Лобойко, О.В. Остапенко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 5. — С. 483-485. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-182568 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1825682022-01-09T01:26:04Z Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O Лобойко, А.Я. Остапенко, О.В. Неорганическая и физическая химия Нами было рассчитано повышение температуры реакционного газа в зависимости от содержания окиси углерода в сухой исходной газовой смеси, степени превращения окиси углерода (соответственно асо, αсо и соотношения объемов пар: газ (n). 1983 Article Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O / А.Я. Лобойко, О.В. Остапенко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 5. — С. 483-485. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/182568 541.127 ru Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Лобойко, А.Я. Остапенко, О.В. Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O Украинский химический журнал |
| description |
Нами было рассчитано повышение температуры реакционного газа в зависимости от содержания окиси углерода в сухой исходной газовой смеси, степени превращения окиси углерода (соответственно асо, αсо и соотношения объемов пар: газ (n). |
| format |
Article |
| author |
Лобойко, А.Я. Остапенко, О.В. |
| author_facet |
Лобойко, А.Я. Остапенко, О.В. |
| author_sort |
Лобойко, А.Я. |
| title |
Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O |
| title_short |
Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O |
| title_full |
Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O |
| title_fullStr |
Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O |
| title_full_unstemmed |
Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O |
| title_sort |
расчет изменения температуры при конверсии co c h₂o |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
1983 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/182568 |
| citation_txt |
Расчет изменения температуры при конверсии CO C H₂O / А.Я. Лобойко, О.В. Остапенко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 5. — С. 483-485. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT lobojkoaâ rasčetizmeneniâtemperaturyprikonversiicoch2o AT ostapenkoov rasčetizmeneniâtemperaturyprikonversiicoch2o |
| first_indexed |
2025-07-16T01:18:01Z |
| last_indexed |
2025-07-16T01:18:01Z |
| _version_ |
1837764380924575744 |
| fulltext |
УДК 541.127
РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
ПРИ КОНВЕРСИИ СО С Н2О
А. Я. Лобойко, О. В. Остапенко
Одним И3 основных методов получения водорода в промышленных
условиях является конверсия окиси углерода парами воды. Поскольку
данная реакция протекает с выделением тепла, то с целью предотвра
щения перегрева катализатора необходимо определить повышение
температуры конвертированного газа за счет тепла реакиии в зависи·
мости от различных технологических параметров.
Нами было рассчитано повышение температуры реакционного газа
в зависимости от содержания окиси углерода в сухой исходной газовой
смеси, степени превращения окиси углерода (соответственно аса, аса)
и соотношения объемов пар: газ (n).
Уравнение для расчета повышения температуры реакционного газа
может быть записано на основании [-го закона термодинамики:
(1)
(3)
где lи, {н - конечная и начальная температура парогазовой смеси, ОС;
С«, Сп -- конечная и начальная средняя теплоемкость парогазовой
смеси, кДж/кмоль-град; Q - количество теплоты, сообщенное парога ..
завой смеси в процессе реакции, кДж (на моль сухой газовой смеси).
Q определяется согласно уравнению [1]
Q= А ·q ·аса ·аса' (2)
где А - коэффициент, учитывающий потери тепла 'П окружа ющую срс
лу; q - тепловой эффект реакции, кДжfкмо.пь; аса - концентрация СО
в сухой исходной газовой смеси, д. ед.; аса - степень превращения
СО, д. ед.
Выражение ДЛЯ определения средней теплоемкости парогазовой
смеси согласно закону аддитивности можно записать в виде
Спгс=(l- n: 1)ССУХ + n~- 1 Сн,о,
где Ссух и СН2О - средняя теплоемкость сухой газовой смеси и ВОДЯНОГО
пар а соответственно, кДж/кмоль, град.
Обычно теплоемкость парогазовой смеси различного состава рас
считывают по правилам смешения, что является довольно трудоемким
процессом. Поэтому целесообразно получить единое уравнение, позво
ляющее определить теплоемкость парогазовой смеси конверсии СО.
Теплоемкость парогазовой смеси зависит от состава исходных ком ..
понентов, не содержащих влаги, соотношения объемов пар: газ и тем
пературы. Состав сухого газа на 1 и 11 ступенях конверсии изменяетс~
по СО от 20 до 0,3 о/о; по С02 - от 7,0 до 17,5 О/о; по Н2 - от 52,0 до
61,7 о/о [1, 2]. Расчеты теплоемкости по правилам смешения показали,
что средняя величина, определенная для среднего состава газа
(10,15 Dio СО; 12,38 О/О С02 ; 59,92 О/О Н2 ; 20,62 О/О N2) , отличается от сред"
ней теплоемкости смеси перед 1 и после 11 ступени конверсии на 1,9
2,3 О/О в интервале температур 150-550°.
Добавление водяного пара существенно изменяет теплоемкость
смеси (рис. 1). Теплоемкость начального, конечного и среднего состава
парогазовой смеси при n=О,5+2,5 отличается друг от друга 'в преде ..пах
0,5-1,0 о/о. Отсюда следует, что при расчете теплоемкости парогазовой
смеси при конверсии СО с Н'20 С достаточной для практики точностью
можно пользоваться средним составом сухой газовой смеси.
Зависимость теплоемкости исходной газовой смеси и водяного па
ра от температуры в интервале 150-5500 линейна. Следовате..льно,
УКРАИНСКИй химичвскии ЖУРНАЛ, 1983, Т. 49, Ne 53] * 483
можно использовать уравнение, коэффициенты которого находятся по
способу наименьших квадратов:
Ссух = 29,902 + 0,00295t;
Ссух = 29,902 + 0,00590t;
CHJO = 32,539 + 0,00615t;
СН2О = 32,539 + 0,01230t,
(4)
(5)
(6)
(7)
(9)
(8)
где с, с - средняя и истинная теплоемкость.
Уравнения для определения теплоемкости парогазовой смеси с
учетом (3) - (7) приобретают вид
С = 29 902 ~+- 2,637n +(о 00295 + О,0032n) ,.
пгс , п + 1 \ ' п -t- 1 '
С = 29 902 + 2,637n + 2 (о 00295 I О,О032n ')t
пгс , n + 1 ' -r n + 1 .
Расчеты показали, что разница между теплоемкостями, посчитан
ными по уравнению смешения и по (9) при n=O,5-;--2,5 и температуре
150-550°, составляет менее 0,5 о/о. Анализ результатов расчетов, вы
полненных по уравнению (1), позволяет сделать вывод, что повышение
°CIJ
«" ~
~'! Г
О2
.. ' J
~'2 ~ 10 ~ 0.04
- J<дЖ
,o.~' '
[пгс) вмоль- граи 1J,~6
15 ~ 0,06
20 15.34-
....------х- 0,08
»>: 0,50 25 20
-> 0,54 -
30 25 0,10
JS
З} /
40 30 0,12
о,5Ь
50 н
0,62 1,.0 0,14-
авв 60
32 0,70 70 J'D lJ,!G
80 60 0/8
0,00 90
100 70
490 110 00 0,20
J7О 120 90n 100 ~' ,ои 0,22"
Рис. 1. Зависимость средней теплоемкости парогазовой СМССН от соотношения пар: газ
при /=400°.
Рис. 2. Номограмма Д.ПЯ определения повышения температуры конвертированного газа
при n= 1,0-71,5.
температуры парогазовой смеси 'В процессс конверсии СО незначитель
но зависит от ее начальной температуры tп в заданном интервале тем
ператур. Поэтому можно допустить, что начальная теплоемкость паро
газовой смеси равна конечной и средней для среднего состава газа в
интервале температур 150-550°. Она соответствует истинной мольной
теплоемкости смеси при температуре конверсии tcp = 350°, согласно
уравнению
С = 29 902 _1 2,637n + 2 (о 00295 + О,ОО32n) 350=31 967 I 4,607n
ер , Г п + 1 ' п + 1 ,т п + 1 '
. (1 о)
тогда уравнение (1) преобразуется:
Q
~t=tк-tв=-----
(l+n)·Сср
(11 )
484 Уl\РЛИНСКИff химичвскии ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, H~ 5
Уравнение (11) для определения повышения температуры реакци
онного газа конверсии СО принимает вид
М= A·q.aco·aco (12)
(1 + n) (31,967 + ~~7~ )
При коэффициенте А, равном единице, разница между значениями
/),t, рассчитанными по основному уравнению (1) и полученному нами
(СМ. (12)), составляет не более 2,5 0/0. Но расчет даже по упрощенному
уравнению остается довольно трудоемким, поэтому для практических
целей решено номографировать полученное уравнение. Для этого была
изучена возможность представления взаимосвязи между ~t, аса, аса
при различных значениях 12 с помощью элементарной номограммы, ко
торая дает ответ при простом наложении линейки. Анализ номогра
фируемых уравнений, необходимых для построения элементарных но
мограмм нз выравненных точек, показал, что уравнение типа (12)
можно представить номограммой с двумя параллельиыми и одной пря ..
молинейной наклонной шкалами [3, 4]. Расчетные данпые свидетель-
.сгвуют о том, что при всех заданных значениях 12 значения ~t уклады
ваются на одну и ту же шкалу, поэтому для большей наглядности
нами были построены три элементарные номограммы: для n==О,5+ 1,0;
n==1,0+1,5; п=1,5+2,О (рис. 2).
Для примера определяли повышение температуры конвертирован
ного газа при aco=O,15; асо=О,50. На параллельных шкалах находили
соответствующие значения аса и псо, соединяли их прямой и при ее
пересечении с наклонной шкалой получали результат: при n == 1,0 тем
пература повышалась на 450, при n= 1,5 - на 350.
1. Курс технологии связанного азота / Под ред. В. ]1. Атрощенко, - М. : ХИМИЯ, 1969.
382 с.
2. Методы расчетов по технологии связанного азота / Под ред. В. И. Атрощспко.
Киев: Внша школа, 1978.-310 с.
3. Хованский г. с. Осповы номографии.- М. : Наука, 1976.- 351 с.
4. Хованский г. с. Номография и ее возможности. - М. : Наука, 1977.---·128 с.
Ха рьковский
политехнический институт
УДК 535.217
Поступила
26 июля 1982 г.
ЛА3ЕРОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ГЕКСАФТОРИДА СЕРЫ
С МЕТАНОМ И КИСЛОРОДОМ
В. и. Лутошкин, л. В. Марченко, с. В. Волков, А. Г. Дружерученко
Лазерохимические реакции гексафторида серы (SF6) следовало изу
чить, поскольку гексафторид серы - инертное к химическим и физи
ческим воздействиям соединение; оно не разлагается при нагревании
до 8000, реагирует с кислородом, образуя фтороксиды серы только при
непрерывном пропускании электрических искр; с магнием, кальцием
и стеклом реагирует только при температуре красного каления [1]. Это
свидетельствует о том, что при умеренных интенсивностях лазерного
излучения гексафторид серы может быть хорошим сенсибилизатором
различных лазерохимических реакций. Большое содержание фтора в.
гексафториде серы позволяет рассматривать его в качестве хорошего
фторирующего агента [2, 3] в ряде случаев, когда непосредственное
получение фтора связано со значительными техническими трудностями.
Наиболее детально изучена лазерохимическая реакция гексафторида
УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, -N'q 5 485
|