3.1.3. Расчет показателей процесса восстановления диоксида

углерода по экспериментальным данным

Определение содержания диоксида углерода

Необходимо вычислить площадь контрольного (S_к.п) и экспериментального (S_э.п) пиков хроматограммы. Площадь пиков, мм², рассчитывают по формуле

S=HL, (22)

где Н – высота пика, мм;L– ширина пика на высоте Н / 2, мм.

Содержание СО₂, об. доля, %, составит

= S_э.п100 /S_к.п. (23)

Определение степени превращения СО₂

В реакторе протекает процесс восстановления СО₂по реакции (1) с изменением объема, и степень превращения СО₂можно рассчитать по уравнению

= , (24)

где – начальная концентрация, об. доля, %;– текущая или конечная концентрация, об. доля, %;V– относительная разность объемов смеси при степенях превращения Х = 1,0 и Х = 0.

V= (V_(X=1)–V_(X=0)) /V_(X=0)= (2 – 1) / 1 = 1. (25)

Определение выхода СО

Выход продукта (В) показывает, как близко реальный процесс приблизился к теоретически возможному, в данном случае – равновесному, определяемому из термодинамического расчета. Выход СО В, %, определяют из уравнения

В = Х / Х* 100, (26)

где Х – экспериментально достигнутая степень превращения СО₂, %; Х* – равновесная степень превращения СО₂, %, которую следует рассчитать, используя программу, приведенную в прил. 1.

Определение скорости превращения СО₂

Скорость процесса восстановления в данном случае определяется количеством диоксида углерода, которое реагирует в единицу времени во всем объеме реакционной зоны. Расчет производится по уравнению

, (27)

где V0– объемный расход смеси, дм³/с; – степень превращения, дол. ед.; V_R– объем рабочей зоны реактора (объем угля), дм³.

Исходные данные и результаты экспериментального исследования заносят в табл. 3.

Табл. 3. Экспериментальные и расчетные данные

Условия опыта, расчетные данные	№ опыта
Концентрация СО2 в исходной смеси, ,об. доля, %	1	2	3	4
Объемный расход смеси, V0, дм3/с
Температура, Т, К
Концентрация СО2 на выходе, , об. доля, %
Степень превращения, , %
Скорость превращения, , дм3/с
Выход, %

3.1.4. Задание к лабораторной работе по восстановлению диоксида углерода

1. Определить влияние температуры на степень превращения и скорость процесса восстановления СО₂. Рекомендуемый диапазон температур – 973–1273 К.

2. Определить влияние объемной скорости газового потока на степень превращения СО₂ и скорость процесса восстановления.

3. По результатам экспериментального исследования следует построить графические зависимости степени превращения и скорости превращения от соответствующих параметров процесса.

4. На основании анализа экспериментальных данных и известных теоретических положений сделать вывод об оптимальных условиях проведения процесса и путях его интенсификации.