Задача

или

Где x - количество молей H2SO4 по реакции 2, моль;

Y - количество молей H2SO4 по реакции 3, моль.

Решая систему уравнений, получим следующее:

Теплота (Q2), полученная в результате разбавления серной кислоты, определяется как сумма теплоты при разбавлении по 2 и 3 пути:

(1.21)

Где 41,92 и 54,06-удельная теплота разбавления, соответственно по реакции 2 и 3, кДж/моль.

Затраты энергии на подогрев реакционной смеси могут компенсироваться тепловыделением в ходе непрерывного производства. В этом случае эти затраты энергии включаются только в расходную часть энергетического баланса. В данном примере принимается, что производство работает периодически и при запуске эти затраты энергии не могут быть компенсированы тепловыделением. Поэтому они включаются также и в приходную часть энергетического баланса.

Подогрев реакционной смеси от t1 до t2, определяется количеством тепловой энергии, затраченной в единицу времени, на нагревание ее компонентов:

(1.22)

Где Мi - масса исходных продуктов (М1, М2, М3), кг;

Сi - удельная теплоемкость исходных веществ (C1, C2, С2), кДж/(кг · ºС),

t1 и t2 - соответственно, начальная температура реакционной смеси и температура реакции, °С.

Расход тепловой энергии.

Выходной поток тепловой энергии показывает распределение входного потока тепловой энергии в зависимости от производственных потребностей. В данном примере, входной поток тепловой энергии расходуется на технологические нужды (осуществление химического процесса) и компенсацию тепловых потерь в окружающую среду. Следуя этому, запишем уравнение выходного теплового потока для производства нитробензола:

(1.23)

Полезная тепловая энергия, используемая для осуществления процесса получения нитробензола, определяется количеством тепловой энергии затраченной на подогрев реакционной смеси:

(1.24)

Тепловые потери (Q4), по условию нормируемые от прихода тепловой энергии, рассчитываются по формуле

(1.25)

Тепловая энергия (Q5), поступающая в систему охлаждения, определяется из основного уравнения теплового баланса (1.18):

(1.26)

Понятно, что сравнивать энергетические потоки нет необходимости, так как уравнение (1.26) раскрывает взаимосвязь между компонентами прихода и расхода энергии в системе. В таком случае требуется лишь тщательный подсчет известных компонентов энергетического баланса во избежание расчетной ошибки.

Другое по теме

Свет как экологический фактор
Жизнь на Земле возникла и существует благодаря лучистой энергии солнечного света. Если бы на нашей планете не было атмосферы, которая лишь частично пропускает энергию Солнца к земной поверх ...

Озоновая защита живого проблема сохранения и возможность восстановления
Газообразный озон, открытый в середине прошлого века, долгое время привлекал внимание ученых лишь своими уникальными химическими и физическими свойствами. Интерес к озону существенно возрос, ...