Problem der Maßstabsübertragung - Technische Chemie 2 Rößner

i
Reaktionslaufzahl
Extensiv:
ni
ξ =
− ni
ν
i
0
n
= n
0
+ ν ξ
i i i
für M Reaktionen:
n i
= n i
M
0+
∑ν
ijξ
j
j=
1
Intensiv:
ξ
λ = V
′
λ
=
ξ
m
′
λ
ξ λ
= =
n c
0 0
roe 99-12-09-02
Example for the application of extent of reaction
In a plug flow reactor the following stationary reaction takes place
A + 2 B
2 P
At the reactor entrance the mole fraction x A,0 , x B,0 and x P,0 are measured. At the exit the mole fraction
x A is measured.
Determine the mole fraction x p and x B !
n ni,0
+ νξ
i
i
xi
= =
M
n
n0
+ ξ∑ν
j
j = 1
xA ,0
+ νξ
i
xA,0
+ νξ
i
xA
= =
1
1+
ξν
νA
=− 1 ∑ν
= 2−2−1
1+ ξ∑ν
j
j = 1
xA,0
− ξ
xA
=
1−
ξ
xA,0
− xA
ξ =
xB
,0
− 2ξ
xP,0 + 2ξ
1−
x
x
A
B =
xP
=
1−
ξ
1−ξ
Beispiel einer stöchiometrischen Bilanzierung
Pyrit reagiere mit Luftsauerstoff gemäß
2 FeS 2 + 5,5 O 2 Fe 2 O 3 + 4 SO 2
2 A 1 + 5,5 A 2 A 3 + 4 A 4 (Inertstoff A5)
Welches Volumen an Luft bei Normalbedingungen (20,5 Vol% O 2 , 79,5 Vol. % N 2 , ideales Gasverhalten)
ist erforderlich, um n 1,0 =100 mol Pyrit vollständig umzusetzen, wenn das entstehende Röstgas
SO 2 und O 2 im Molverhältnis 1:1 enthalten soll.
Die Stoffmengenanteile aller Komponenten im Röstgas sind zu berechnen.
Stöchiometrische Bilanzierung:
n 1 = n 10 + ν 1 ζ = 100 mol - 2 ζ
n 2 = n 2,0 + ν 2 ζ = n 2,0 –5,5 ζ
n 3 = n 3,0 + ν 3 ζ = 0 + 1 ζ
n 4 = n 4,0 + ν 4 ζ = 0 + 4 ζ
n 5 = n 5,0 + ν 5 ζ = n 5,0
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