Главная страница > Контрольная работа: Равновесный состав газа в металлургических реакциях

Контрольная работа: Равновесный состав газа в металлургических реакциях

Форма поиска
Показать/спрятать результаты

Авторизация

Статистика

Последние новости
Новости

Контрольная работа: Равновесный состав газа в металлургических реакциях

C = k – f + n = 2 – 2 + 2 = 2

т.е. равновесный состав зависит от 2-х параметров ( Т и Р )

%CO равн = φ (Т,Р)

Преобразуем уравнение №1, получим:

Р * %CO² + Кр * 100%СО - 100² * Кр = 0 (4)

Решение этих уравнений относительно %СО является решением квадратного уравнения. Один из корней этого уравнения положительный, а другой всегда отрицательный и не имеет физического смысла.

Результаты расчетов равновесного состава газа при разных давлениях представлены в таблице №2.

Таблица 2. Равновесный состав газа.

t° C	Кр	Об. %CO при давлениях (атм.)
t° C	Кр	0,5	1,0	3,5
402	0,0001	1,26	0,89	0,48
579	0,0445	27,5	19,0	10,7
690	0,7152	67,8	56,1	36,1
829	10,53	95,7	92,0	79,2
936	54,74	99,1	98,2	94,3

Данные расчета представлены на рисунке №2

Рисунок 2. Равновесный состав газа при разных давлениях.

Из таблицы 2 и рисунка 2 следует, что повышение температуры вызывает увеличение %СО, т.е. смещение равновесия реакции вправо, что характерно для эндотермических процессов.

∆H = + 8920 * 2,3 * 8,31 = 170 488 Дж,

увеличение давления смещает равновесие влево, т.к. в этом направлении уменьшается число моль газов.

На рисунке 2 изобары %СО = ср(Т) делят поле графика на две части: левую и правую от изобары. В каждой из этих частей равновесие реакции отсутствует и возможно необратимое протекание процесса или реакции вправо (в правой части) и в левой части в обратном направлении.

2СО = Ств + СO2

Задача №3

Рассчитать равновесный состав газа в реакциях восстановления оксидов железа водородом и монооксидом углерода

Уравнения и константы равновесия реакций:

восстановления монооксидом углерода

1. 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 lg K1 = 2726/T + 2,14

2. Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 lg K2 = -1850/T + 2,10

3. FeO + CO = Fe + CO2 lg K3 = 688/T – 0,90

4. ¼ Fe3O4 + CO = ¾ Fe + CO2 lg K4 = 54/T – 0,155

восстановления водородом

1a. 3Fe2O3 + H2 = 2Fe3O4 + H2O lg K1a = 813/T + 3,02

2a. Fe3O4 + H2 = 3FeO + H2O lg K2a = -3736/T + 3,85

3a. FeO + H2= Fe + H2O lg K3a = -1225/T + 0,85

4a. ¼ Fe3O4 + H2= ¾ Fe + H2O lg K4a = -1859/T + 1,59

В любой из приведенных реакций газ – восстановитель В превращается в оксид ВО, поэтому в газовой фазе:

1. %Вравн + %ВОравн = 100 2. Кр = %ВОравн / %Вравн

Решая систему уравнений (1) и (2), получим: %Вравн = 100 / (1 + К)

Значения константы равновесия Кр реакции определяются из эмпирических уравнений, приведенных выше. Результаты расчета приведены в таблицах 3 и 4 и на рис. 3-8.

Таблица 3. Равновесный состав газа в реакциях восстановления оксидов железа монооксидом углерода

Темпе-ратура	Константа равновесия Кр				%COравн в реакции
t, oC	K1	K2	K3	K4	1 (*103)	2	3	4
300	7914000	0,07	2,0	0,87	0,05	93,1	33,4	53,5
400	1554000	0,22	1,33	0,84	0,1	81,7	43,0	54,3
500	465000	0,51	0,98	0,82	0,2	66,3	50,6	55,3
600	183000	0,96	0,77	0,81	0,5	51,0	56,4	55,7
700	87630	1,58	0,64	0,80	1,1	38,8	60,9	56,0
800	48030	2,38	0,55	0,79	2,1	29,6	64,5	56,2
900	29171	3,33	0,49	0,78	3,4	23,1	67,3	56,4
1000	19160	4,43	0,44	0,77	5,2	18,4	69,6	56,8
1200	9809	6,98	0,37	0,76	10,2	12,5	73,0	56,9
1300	7402	8,39	0,34	0,75	13,4	10,6	74,4	60,0

Таблица 4 Равновесный состав газа в реакциях восстановления оксидов железа водородом

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5

Новости