Insert or Drag and Drop your Photo Here

Тепловой баланс химического

Обычно,процессадля расчета теплового баланса используют следующее уравнение:

где QT, QЖ, QГ – количество теплоты вносимое в аппарат

твердыми, жидкими и газообразными веществами соответственно;

QТ’, QЖ’, QГ’ – количество теплоты, выносимое из аппарата

выходящими продуктами и полупродуктами реакции не прореагировавшими исходными веществами в твердом, жидком и газообразном состоянии соответственно;

QФ и QФ’ – теплота физических процессов, происходящих с

выделением и поглощением теплоты соответственно;

QР и QР’ – количество теплоты, выделяющееся в результате

экзо- и эндотермических реакций;

QП – количество теплоты, подводимое в аппарат извне;

QП’ – потери тепла в окружающую среду, а также отвод

Insert or Drag and Drop your Photo Here

Тепловой баланс химического

процесса

Величины QT, QЖ, QГ, QТ’, QЖ’, QГ’ рассчитывают для каждого вещества, поступающего в аппарат и

выходящего из него по формуле:

где G – количество (масса) вещества;

с – средняя теплоемкость вещества; t – температура вещества.

Insert or Drag and Drop your Photo Here

Тепловой баланс химического процесса

Теплота физических процессов, происходящих в аппарате, может быть рассчитана по формуле:

где r – теплота фазового перехода;

G – количество вещества, претерпевшего фазовый переход в данном аппарате.

Insert or Drag and Drop your Photo Here

Тепловой баланс химического

Тепловыепроцессаэффекты химических реакций могут быть рассчитаны на основе теплот образования и теплот сгорания веществ, участвующих в реакции. По закону Гесса тепловой эффект реакции определяется как разность между теплотами образования всех веществ в правой части уравнения реакции и теплотами образования веществ в левой части уравнения.

Insert or Drag and Drop your Photo Here

Тепловой баланс химического

процесса

Тепловой баланс используется для определения расхода теплоносителя и хладагента, расчета поверхности греющих и охлаждающих элементов и подбора оптимального теплового режима процесса.

Insert or Drag and Drop your Photo Here

Химическое равновесие

Химическое равновесие — состояние химического обратимого процесса, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.

В равновесное состояние система приходит при постоянных внешних условиях и характеризуется неизменностью во времени

Insert or Drag and Drop your Photo Here

Химическое равновесие

Устойчивое равновесие характеризуется следующими общими условиями:

1) неизменностью равновесного состояния системы во времени при постоянных внешних условиях;

2) подвижностью равновесия (самопроизвольным восстановлением состояния равновесия после снятия внешнего воздействия, вызвавшего отклонение системы от положения равновесия);

3)динамическим характером равновесия, т.е. установлением и сохранением равновесия вследствие равенства скоростей прямого и обратного процессов;

4)возможностью подхода к состоянию

равновесия с двух противоположных сторон (от

Insert or Drag and Drop your Photo Here

благоприятных для его реализации. Они необходимы при кинетическом описании реакции, ее моделировании и оптимизации. Исходным моментом при определении химических равновесий является нахождение константы равновесия. По константе равновесия рассчитывают состав равновесных смесей, равновесную степень превращения (равновесную конверсию). Константа равновесия химической реакции выводится на основании закона действующих масс (в современной

Insert or Drag and Drop your Photo Here

Химическое равновесие

А+В 2

Скорость прямой реакции W пропорциональна

С 1

произведению константы скорости прямой

реакции k1 и активностей аi (моль/л, кмоль/м3) или концентраций Ci (моль/л, кмоль/м3) реагентов А и

В, а скорость обратной реакции W-1 –

произведению константы скорости обратной реакции k-1 и активности (концентрации)

продукта С. Каждая активность (концентрация) возведена в степень, равную стехиометрическому коэффициенту компонента в химическом уравнении:

Insert or Drag and Drop your Photo Here

Химическое равновесие

Из условия равенства скоростей прямой и обратной реакций в момент достижения химического равновесия можно записать

Отношение констант скоростей прямой и обратной реакций называется константой равновесия