3. Обробка і представлення результатів

Таблиця 7.1 – Експериментальні дані

Маса вугільної шихти, г
Маса отриманого коксу, г
Об’єм отриманого коксового газу, см3
Об’єм проби коксового газу, що взятий на аналіз, см3
Атмосферний тиск Р і температура t в лабораторії на момент проведення аналізу коксового газу, Па іоС

Зауваження: барометр вказує тиск у гПа, тобто у гектопаскаль.

Приклад розрахунку визначення об’ємної частки СО₂, ненасичених вуглеводнів, водню таСОв отриманому коксовому газі представлений нижче.

1) Об’ємні частки СО₂і ненасичених вуглеводнів у коксовому газі визначають безпосереднім поглинанням розчинамиКОНіКMnO₄у посудинах (поз. 25) та (поз. 24), відповідно.

Приклад 1. У поглинаючій посудині з гідроксидом калію (поз. 25) із 100 см³коксового газу поглинулося 5 см³. Це означає, що у досліджуваній газовій пробі міститься 5 см³СО₂, причому його об’ємна частка складає 5 %[CO₂]=5%. Об’єм газу, що залишився після поглинання,см³.

Приклад 2. У поглинаючій посудині з перманганатом калію (поз. 24) поглинулося 8 см³коксового газу. Це означає, що у досліджуваній газовій пробі міститься 8 см³ненасичених вуглеводнів, об’ємна частка яких дорівнює 8% (по відношенню до об’єму вихідного коксового газу, що дорівнює 100 см³). У подальших розрахунках приймаємо, що ненасичені вуглеводні представлено етиленом[С₂Н₄]=8%. Об’єм газу, що залишився після поглинання у посудині (поз. 24), складаєсм³.

2) Об’ємні долі Н₂таСОв коксовому газі визначають послідовним каталітичним спалюванням та поглинанням у посудинах із водою (поз. 21) та розчином гідроксиду калію (поз. 25).

Приклад 3. Для спалювання з 87 см³коксового газу було залишено

см³ та розбавлено повітрям до 100 см³. Після каталітичного спалювання об’єм газу зменшився і складав 81 см³. Зміна об’єму газу становиласм³. Об’єм оксиду вуглецю (IV), що утворився при спалюванніСОта поглинувся у посудині ізКОН(поз. 25), становивсм³.

Співвідношення між Н₂таСОвстановлюють на підставі реакцій горіння, що описуються рівняннями:

; (7.1)

. (7.2)

Згідно реакції (7.1) з трьох газових об’ємів (2 об’єми Н₂і 1 об’ємО₂) на частку водню доводиться 2/3 об’єму (об’єм сконденсованої води не враховується). Оскільки паралельно реакції (7.1) перебігає реакція (7.2), то в загальне значення зміни об’єму (К) входить ще кисень, витрачений на утворенняСО₂. Отже, для визначення об’єму водню зКнеобхідно відняти об’єм кисню, який буде дорівнювати, оскільки за реакцією (7.2) на утворення 2 мольCO₂витрачається 1 мольО₂. Тоді об’єм водню розраховують за формулою:

; (7.3)

см³.

Враховуючи, що 10,37 см³Н₂міститься в 30 см³газу, об’ємна частка водню у 100 см³первинної проби коксового газу складає:

; (7.4)

%.

Об’ємна частка СОв коксовому газі становить:

; (7.5)

%.

Об’ємна частка метану визначається за різницею:

; (7.6)

%.

3) Розрахувати середню молярну масу коксового газу на основі його об’ємної частки і молярних мас компонентів за правилом адитивності:

. (7.7)

4) На основі отриманих експериментальних даних скласти матеріальний баланс процесу коксування. Результати зведіть у таблицю 7.2.

Масу отриманого коксу визначають зважуванням (по різниці мас човника з коксом та без нього).

Масу коксового газу розраховують за формулою, г:

; (7.8)

де – об’єм коксового газу, що отриманий в роботі та приведений до нормальних умов, дм³,

,(7.9)

де V– об’єм газу в умовах досліду, дм³;Р – барометричний атмосферний тиск, Па;Р_Н2О– парціальний тиск водяної пари у коксовому газі при температуріt, Па (таблиця 7.3).

Масу продуктів коксування (смола, сирий бензол, NH₃ та інші), що поглинені в елементах(поз. 4, 5, 6)установки, знаходять за різницею мас приходу та статей витрат 1 і 2.

Таблиця 7.2 – Матеріальний баланс коксування

Прихід			Витрати
Найменування статті	Маса, г	%	Найменування статті	Маса, г	%
1. Вугільна шихта			1. Кокс 2. Коксовий газ 3. Поглинені компоненти коксового газу
Разом			Разом

Таблиця 7.3 – Тиск насиченої водяної пари

Температура, ºС	Тиск, Па	Температура, ºС	Тиск, Па
10	1227,56	21	2486,04
11	1312,20	22	2642,34
12	1402,05	23	2808,36
13	1497,09	24	2982,85
14	1597,87	25	3166,67
15	1704,64	26	3360,36
16	1817,41	27	3564,31
17	1936,85	28	3778,92
18	2063,08	29	4004,73
19	2196,38	30	4242,14
20	2337,55	31	4491,54