Проведення аналізу

Аналіз газу починають з визначення вмісту СО₂, пропускаючи газ у посудину 6 з розчином КОН. Для цього кран, який поєднує гребінку з поглинальною посудиною 6, ставлять у положення 2 та, повільно піднімаючи і опускаючи напірну склянку, перепускають газ із бюретки у посудину і навпаки. Після трьох-чотирикратного пропускання газу через поглинальну посудину доводять рівень розчину КОН у поглиначі до верхньої мітки і ставлять кран у положення 1. Напірну склянку піднімають на висоту, при якій рівень рідини у склянці і бюретці буде однаковим, і замірюють рівень розчину у вимірювальній бюретці. Потім вказану процедуру повторюють і знову визначають рівень розчину в бюретці. Якщо рівень не змінився або змінився менше ніж на 0,2 см³, то поглинання вважають закінченим. У випадку, коли спостерігається більша різниця у рівнях, визначення повторюють до виконання зазначеної умови. Записують об'єм поглиненого газу по вихідній (лівій) шкалі або об'єм газу, що залишився згідно з правою шкалою. Аналогічно (з обов'язковим виконанням контрольних прокачувань) виконується поглинання О₂ у посудині 7 і поглинання СО у посудині 8.

Одним із факторів, що впливає на рівновагу реакції (1), є об'ємне співвідношення Н₂О_(пара) - вихідний газ.

При невеликій кількості вихідного газу, що пропускається крізь парозмішувач, можна у першому наближенні вважати, що об'ємне співвідношення Н₂О_(пара): вихідний газ - визначається, в основному, парціальним тиском водяної пари (р_в.п.), залежним від температури в парогазозмішувачі (див. таблицю 4), у якій наведені такі парціальні тиски газу (р_г) і відношення для відповідних температур.

Зв’язок між об'ємним відношенням Н₂О (пара): СО, яке ми зазначимо через n і об'ємним відношенням Н₂О (пара): вихідний газ, рівним (див. таблицю 2.1), установлюється формулою:

де V -вміст СО у вихідному газі, % об.

Перетворюючи формулу 11, отримуємо розрахунковий вираз

Підставляючи у вираз 12 значення n, задане викладачем, і значення V, визначене при аналізі вихідної газової суміші, отримуємо робоче відношення

, за яким за допомогою таблиці 1 знаходимо температуру у парагазозмішувачі.

Визначення теоретичного ступеню конверсії СО

Стан рівноваги (реакція 4) визначається температурою і концентрацією реагуючих речовин і може бути розрахований за допомогою виразу для константи рівноваги

де - парціальні тиски відповідних компонентів газової суміші. Визначаючи через х рівноважну ступінь конверсії СО, отримаємо

К_р = .

Числові значення величини К_р для різних температур знаходяться за рівнянням:

lgК_р =

Значення К_р для деяких температур розраховані за рівнянням 15, а також розраховані на їх підставі за допомогою формули (14), значення величини х при змінах відношення Н₂О_(пара):СО наведені у таблиці 2.

Знаючи задані викладачем температуру процесу і об’ємне (мольне) відношення Н₂О_(пара):СО, за допомогою таблиці 2 легко знайти теоретичний (рівноважний) ступінь конверсії СО.

Визначення практичного ступеню конверсії СО

Практичну ступінь конверсії СО х_пр в частках одиниці розраховують за формулою

Х_пр = ,

де m – кількість СО, що прореагував на 100 см³ вихідного газу, см³.

Величина m визначається за процентним вмістом СО в конвертованому газі (d) і у вихідному газі (V), виходячи з того, що збільшення об'єму конвертованого газу дорівнює об’єму СО, що прореагував.

Звідси

,

,

Отримане значення порівнюють з максимальним (рівноважним) значенням х і визначають відносний ступінь конверсії СО х_{відн .} за виразом

х_{відн .}=

Таблиця 2.1 - Залежність співвідношення пар:газ від температури в парозмішувачі

Темпе- ратура, оС	Рвп, Па	Рг, Па		Темпе- ратура, оС	Рвп, Па	Рг, Па
			1,33 1,46 1,61				3,43 4,10 5,03
			1,78 1,99 2,24				6,42 8,76 13,43
			2,55 2,94				27,38 ¥

Таблиця 2.2 - Залежність рівноважного ступеню перетворення СО від температури, константи рівноваги та мольного співвідношення Н₂О:СО

Поиск по сайту: