Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Задачи и упражнения по химической технологии неорганических веществ. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 66

Вариант 7

1. Определите степень окисления аммиака, если для полу-

чения 1000 т/сут 100 %-ной азотной кислоты на окисление ежечасно подается 135 000 м

аммиачно-воздушной смеси, содер-

жащей 11,5 % NH

2. В смеситель поступает 500 кг/ч 95 %-ной серной кислоты. Сколько 35 %-ной кислоты нужно добавить, чтобы получить 65 %-ную кислоту? Определите повышение температуры в результате смешения.

3. Составьте материальный баланс производства 1 т азотной кислоты с массовой долей 63 %. Производственными потерями пренебречь. Состав воздуха: 21 % О

и 79 % N2.

Вариант 8

1. В контактный аппарат окисления аммиака подается ам-

миачно-воздушная смесь, содержащая 9,75 % аммиака. Определите состав нитрозных газов на выходе из контактного аппарата, если 97 % аммиака окисляется до оксида азота (II), а остальная масса - до свободного азота. Состав воздуха 21 % О2, 79 % N2.

2. Сколько теплоты выделяется при конденсации 1 т сер- ной кислоты, если H2SО

4 (г)

→ H

2SО4 (ж)

+ 50,28 кДж/моль.

3. Составьте материальный баланс обжига колчедана, со- держащего 38 % серы и 4 % воды. Концентрация оксида серы (IV) в обжиговом газе 11 % (по объему). Расчет вести на 1000 кг колчедана.

Вариант 9

1. Определите массу аммиака и воздуха, необходимую для

получения 4000 кг азотной кислоты 50 %-ной концентрации, при следующих условиях: степень окисления аммиака 0,97, степень абсорбции оксидов азота 0,92. Содержание аммиака и аммиачновоздушной смеси 11,5 % об.

2. В смесителе 15 т 75 %-ной серной кислоты разбавлено до концентрации 65 %-ной. Сколько воды добавлено и сколько теплоты выделяется при этом?

3. Составьте материальный баланс производства 500 м3 аммиака, если в колонну синтеза поступают азото-водородная смесь (N

и Н

в стехиометрическом соотношении) и циркуляци-

онный газ. Концентрация аммиака в газах на входе в колонну синтеза 3 %, после колонны синтеза 15 %.

Вариант 10

1. Сколько кг азотной кислоты можно получить из

21 кмоль оксида азота (IV)? Сколько кислоты получается при абсорбции этой массы NО

водой и сколько воздуха (состава 21 %

, 79 % N

) необходимо добавлять для доокислеиия образую-

щегося оксида азота NO до оксида азота NO

2. В смесителе перемешивают 95 %-ную кислоту с 65 %-ной в соотношении 2:1. Какой концентрации кислота по- лучилась и сколько теплоты выделится в расчете на 1 т?

3. Составьте материальный баланс контактного аппарата окисления аммиака в расчете на 1000 кг аммиака. Концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси 11 % (по объему), 98 % аммиака окисляется до NO, остальное количество до N

. Состав

воздуха: 21 % О

и 79 % N2 по объему.

Вариант 11

1. Определите массу огарка (Fe2O3 + примеси, содержащи-

еся в колчедане), удаляемого за час из печи КС производительностью 200 т колчедана в сутки. На обжиг поступает колчедан, содержащий 41 % серы (в расчете на сухой), при условии, что сера выгорает полностью.

2. Степень окисления SО2 в SО

составляет 0,86. Рассчитайте изменение температуры в зоне реакции, если средняя теплоемкость газовой смеси, содержащей SО

- 8 %, О2 - 11 %,

N2 - 81 % (по объему), условно принимается неизменной и

составляет 1,382 (кДж/м

∙К). Энтальпия реакции

ΔН = - 94400 кДж/кмоль (расчет вести на 100 м3 газовой смеси).

3. Составьте материальный баланс производства 1 т азот-

ной кислоты. Степень превращения аммиака принять равной 98 %, степень абсорбции NO2 – 99 %. Состав воздуха: 21 % О

и 79 % N2.

Вариант 12

1. Рассчитайте объем сухого воздуха, необходимый для

сжигания 100 кг колчедана, и объем полученного обжигового газа, если колчедан содержит 43 % S; влажность колчедана 6,8 %, SО2 в обжиговом газе 11 % по объему. Коэффициент избытка воздуха 1,5. Состав воздуха: 21 % О

и 79 % N2 по объему.

2. Рассчитайте повышение температуры при окислении

SО

в SО

на 1 % при 773 К для газовой смеси состава SО2 -7 %,

- 12 %, N2 - 81 %. Энтальпия реакции окисления

ΔН = - 94400 кДж/кмоль. Теплоемкость C(SО

) = 2,082 кДж/(м

∙К),

C(О2) = 1,402 кДж/(м3∙К); C(N2) = 1,343кДж/(м

∙К).

3. Составьте материальный баланс производства серной

кислоты. Производственными потерями пренебречь. Расчет провести на 3500 м

газа, поступающего в контактный аппарат.

Состав этого газа: 7 % SО2, 79 % N2,

14 % О

Вариант 13

1. Обжигают 1000 кг колчедана, содержащего 40 % серы.

Определите, сколько оксида серы (IV) и огарка получено, если степень выгорания пирита 99 %.

2. Рассчитайте тепловой эффект реакции окисления SО2 в

SО3 если произошло повышение температуры в контактном аппарате от 723 К по 853 К. Среднюю теплоемкость газовой смеси условно принять неизменной и равной 1,382 (кДж/м

∙К).

3. Составьте материальный баланс производства 1 т серной

кислоты. Производственными потерями пренебречь. Состав газа, поступающего в контактный аппарат: 7 % SО2, 79 % N2,

14 % О

Вариант 14

1. Определите часовой расход воды на абсорбцию оксидов

азота из нитрозиого газа, содержащего 9,5 % NО2, поступающего в абсорбционную колонну со скоростью 48 000 м3/ч. Степень абсорбции 0,98.

2. В производстве фосфорных удобрений используется 68 %-ная серная кислота. Сколько воды следует добавить к 75 %-ной кислоте, чтобы получить 1 т 68 %-ной? Сколько тепло-

ты нужно отводить, чтобы температура в смесителе осталась нормальной (298 К)?

3. Составьте материальный баланс производства серной кислоты. Производственными потерями пренебречь. Расчет провести на 500 кг серной кислоты. Состав газа, поступающего в контактный аппарат: 8 % SО2, 80 % N2,

12 % О

Вариант 15

1. Определите объем и состав обжигового газа при сжига-

нии 380 кг серы, коэффициент избытка воздуха 1,02, степень выгорания серы 99,8 %.

2. Определите количество теплоты, выделяющееся при обжиге 1 т колчедана, содержащего 38 % серы, если степень выгорания серы 0,96. ΔН (FeS2) = - 3413,2 кД ж/моль.

3. Составьте материальный баланс производства серной кислоты. Производственными потерями пренебречь. Состав газа, поступающего в контактный аппарат: 7 % SО2, 79 % N2,

14 % О

Расчет вести на 1000 м

газа, поступающего в контактный

аппарат.

Вариант 16

1. Определите объем воздуха, необходимый для сжигания

3000 м

сероводородного газа, содержащего 80 % H2S

(по объему), в воздухе 26 % кислорода.

2. Определите количество теплоты и теоретический расход воздуха при обжиге углистого колчедана, содержащего 35 % се-

ры и 45 % углерода. Энтальпии горения колчедана и углерода соответственно равны 3415700 и 409872 кДж/кмоль. Расчет вести на 100 кг колчедана.

3. Составьте материальный баланс производства аммиака, если в колонну синтеза поступают азото-водородная смесь объемом 500 м

(N2 и Н

в стехиометрическом соотношении) и цирку-

ляционный газ. Концентрация аммиака в газах на входе в колонну синтеза 4 %, после колонны синтеза 15 %.

Вариант 17

1. Определите объемный состав исходной смеси, состоя-

щей из сероводорода и воздуха (21 % кислорода, 79 % азота), если при сжигании сероводорода получено 400 м

оксида серы (IV)

и установлено, что 85 м

кислорода не вступило в реакцию.

2. Определите, сколько теплоты выделяется при сгорании 900 т серы. Степень выгорания 0,98.

3. Составьте материальный баланс обжига сухого колчедана, содержащего 40 % серы. Концентрация оксида серы (IV) в обжиговом газе 10,5 % (по объему). Расчет вести на 500 кг колчедана.

Вариант 18

1. Для получения оптимального соотношения оксида серы

(IV), кислорода и азота в газовой смеси, равного 7 % SО

11 % О

и 82 % N2 (об.), к 100 объемам обжигового газа добави-

ли 30 объемов воздуха. Каков состав исходной смеси?

2. Рассчитайте количество теплоты, выделяемой при окис- лении 1000 м

SО2 в SО3. Энтальпия реакции

ΔН = - 94207 кДж/кмоль, если степень окисления составляет 60 %.

3. Составьте материальный баланс контактного аппарата окисления аммиака в расчете на 1000 м

аммиачно-воздушной смеси. Концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси 11 % (по объему), 99 % аммиака окисляется до NO, остальное

количество до N

. Состав воздуха 79 % (об.) N2 и 21 % (об.) О2.

Вариант 19

1. Производительность единичного агрегата по производ-

ству серной кислоты контактным методом из флотационного колчедана на основе двойного контактирования 1000 т/сут H

2SО4

(100 %). Степень превращения SО2 в SО

0,997. Выброс газов в

атмосферу 16,7 м3/ч. Определите, сколько SО

(в кг) выбрасыва-

ется в атмосферу в сутки? Сколько аммиачного поглотителя с емкостью поглощения 40 - 50 кг SО

/м

необходимо, чтобы

предотвратить выброс SО

в атмосферу?

2. К 500 кг серной кислоты с массовой долей 85 % добави-

ли 30 кг воды. Определите концентрацию получившейся кислоты и повышение температуры в результате разбавления. Удельноую теплоемкость полученной после разбавления кислоты принять равной 1,83 кДж/(кгК).

3. Составьте материальный баланс контактного аппарата

окисления аммиака в расчете на 1000 м

газа, поступающего в

контактный аппарат. Концентрация аммиака в аммиачновоздушной смеси 11 % (по объему), 98 % аммиака окисляется до NO, остальное количество до N

. Состав воздуха: 21 % О2 и 79 %

N2 по объему.

Вариант 20

1. Производительность контактного аппарата 1080 т/сут

H2SO4 (100 % масс.). Газ, поступающий в аппарат, содержит 7,5 % (по объему) SО2, коэффициент использования оксида серы (IV) SО

98 %. Определите объем газа (н. у.), поступающий в

контактный аппарат за 1 ч.

2. Определите количество теплоты, выделяемой в контакт-

ном аппарате при окислении 1000 кг аммиака. 94 % аммиака окисляется до NO, остальное количество – до N2.

3. Составьте материальный баланс процесса упаривания 100 т раствора NaOH, если первоначальная концентрация раствора была 15 % масс. NaOH, а после упаривания стала 60 % масс. NaOH. Потери щелочи при упаривании составляют

0,3 %.

Вариант 21

1. Какой объем оксида серы (IV) нужно пропустить через

контактный аппарат, чтобы получить 500 т 98 %-ной серной кислоты? Степень контактирования 98 %.

2. На окисление поступает сухая аммиачно-воздушная смесь, содержащая 8,5 % (об.) NH3. Степень превращения NH3 в NO составляет 0,98. На сколько градусов повысится температура в результате реакции окисления, если теплопотерями пренебречь? Для решения используйте уравнение:

4NH3 + 3O2 = 4NO + 6H2O + 905,8 кДж.

3. Составьте материальный баланс обжига колчедана, со- держащего 40 % серы (в пересчете на сухой). Влажность колчедана 5 %. Принять, что весь кислород, подаваемый на окисление в составе воздуха (0,21 об. О

, 0,79 об. N

), расходуется полно-

стью. Расчет вести на 500 кг колчедана.

Вариант 22

1. Исходный раствор каустической соды с массовой кон-

центрацией 79 кг/м

подвергли упариванию, после чего его кон-

центрация стала 840 кг/м3. Определите массу испарившейся воды в расчете на 1000 кг исходного раствора.

2. Вычислите количество теплоты, выделяющейся при об- жиге колчедана массой 1 т с массовой долей серы 38 %, если степень выгорания серы из колчедана равна 0,96. Процесс горения колчедана описывается суммарным уравнением

4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 + 3415,7 кДж.

3. Составьте материальный баланс обжига колчедана, со- держащего 41 % S и 4,5 % H2O. Коэффициент избытка воздуха, подаваемого на окисление 1,5. Расчет вести на 100 кг колчедана.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Игнатенков, В. И. Примеры и задачи по общей химиче-

ской технологии [Текст] / В. И. Игнатенков, В. С. Бесков. – М. : Академкнига, 2005. – 198 с.

Химическая технология неорганических веществ.

Книга 1 [Электронный ресурс] / Т. Г. Ахметов [и др.] – Электрон. дан. СПб., 2017. – Режим доступа: https://e.lanbook.com/reader/book/92998. - Загл. с экрана.

Химическая технология неорганических веществ.

Книга 2 [Электронный ресурс] / Т. Г. Ахметов [и др.] – Электрон. дан. СПб., 2017. – Режим доступа:

https://e.lanbook.com/reader/book/89935. - Загл. с экрана.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Показатели эффективности химико-технологических процессов

1.1. Расчет степени превращения реагента, выхода

продукта и селективности........................................................

1.2. Расчет расходного коэффициента, производи-

тельности аппарата и интенсивности процесса......................

Задачи для самостоятельного решения……………….

2. Конверсия метана…………………………………….........

Упражнения с технологическими схемами ………….. Задачи для самостоятельного решения………………..

3. Производство аммиака……………………………………

Упражнения с технологическими схемами ………….. Задачи для самостоятельного решения………………..

20 21

25 26

4. Производство азотной кислоты………………………….

Упражнения с технологическими схемами …………..

Задачи для самостоятельного решения…………….....

33 34

5. Производство серной кислоты…………………………...

Упражнения с технологическими схемами …………..

Задачи для самостоятельного решения…………….....

42 44

Задания для выполнения домашней контрольной работы………………………………………………………….

Библиографический список…………………………….....

Учебное издание

КОЗАДЕРОВА Ольга Анатольевна НИФТАЛИЕВ Сабухи Ильич КИМ Ксения Борисовна

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

ПО ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Подписано в печать 27.11.2019 . Формат 6084 1/16.

Усл. печ. л. 3,5. Тираж 50 экз. Заказ . С -34.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»

(ФГБОУ ВО «ВГУИТ»)

Отдел полиграфии ФГБОУ ВО «ВГУИТ»

Адрес университета и отдела полиграфии:

394036, Воронеж, пр. Революции, 19

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 66

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]