Контрольная работа по "Химии"

  кг/м³.

Чому  дорівнює густина газової суміші наступного складу, % об.: 12 SO₂; 2,8 О₂; 85,2 N₂ при Т=293 К? (молярні маси М_і = 64 (SO₂); 32 (О₂); 28 (N₂).

кг/м³.

Яким  повинен бути діаметр газоходу для  відводу 20000 м³/годину сірчистого газу при Т = 1173 К з печі КШ (киплячого шару), якщо лінійна швидкість цього газу в газоході дорівнює 25 м/с?

 м²;

 м.

Відповідь: ~ 1,1 м.

Вірним  чи невірним є твердження про те, що сірчистий газ на виході з печі киплячого шару буде мати температуру більшу, аніж температура цього газу в самому киплячому шарі?

Вірним (тому що в надшаровому просторі частинки продовжують догорати, а охолоджуючих елементів там немає).

Підрахуйте  залишкову запиленість сірчистого газу після циклону, якщо на вході  до нього запиленість дорівнювала 290 г/м³, а ступінь очищення дорівнює 90,1 %. Температура газу при цьому не змінювалася.

~ 28,7 г/м³.

Буде чи не буде ефективно працювати електрофільтри для очищення сірчистого газу від пилу при підключення електрофільтру до джерела змінного току?

Не буде (тому що часта зміна полярності коронуючого і осаджувального електродів не дасть змоги частинкам (зарядженим) пилу досягти осаджувального електроду)

Підрахуйте  кількість чистого селену за реакцією відновлення 1 кг SeO₂ – домішки сірчистого газу у виробництві сульфатної кислоти з сірчаного колчедану:

SeO₂ + 2SO₂ + 2H₂O ® Se¯ + 2H₂SO₄

Вихід Se – 100 %; ; .

~ 711,3 г (0,711 кг).

Сполуки фтору переходять у випалювальний  газ (при випалі сірчаного колчедану) з флюориту CaF₂ за реакцією пірогідролізу:

CaF₂ + H₂O CaO + 2HF­

Підрахуйте при 100 %-му виході кількість утвореного фтороводню з 1 т флюориту.

~ 512 кг = 0,512 т.

Підрахуйте  необхідний об’єм ванадієвого каталізатора (в м³), якщо на контактування надходить 30000 м³/годину сірчистого газу при часі контактування 0,57 сек. Коефіцієнт запасу для каталітичного шару дорівнює 4.

~ 19 м³.

Якщо з відомими припущеннями вважати, що швидкість реакції окиснення сірки(ІV) підкоряється кінетичному рівнянню   , підрахуйте, у скільки разів зросте ця швидкість при збільшенні тиску у 2 рази.

~ в 2,8 разів.

Якщо  в викидних газах виробництва контактної сульфатної кислоти міститься 0,01 % об. SO₂, то чи перевищує цей показник ГДК по SO₂ в атмосфері населених пунктів (0,15 мг/м³)? Отже переведіть концентрацію SO₂ (в %) в мг/м³ (чи навпаки - мг/м³ в % об.).

Перевищує набагато: 0,01 % об. SO₂ @ 290 мг/м³; 0,15 мг/м³ @ 0,000005 % = 5×10^-6 %.

Швидкість каталітичного окиснення  SO₂ у виробництві сульфатної кислоти підкоряється рівнянню Арреніуса. На скільки відсотків підвищиться константа (К) швидкості цієї реакції при зміні температури від 673 К до 773 К (к₀=0,225; Е=59871 Дж/моль; R=8,31 Дж/(моль×град))

К₆₇₃ @ 5×10^-6 (Па^-1×с^-1);

К₇₇₃ @ 2×10^-5 (Па^-1×с^-1);

себто збільшиться на ~ 333 %

Розрахуйте  коефіцієнт надлишку повітря на контактне окиснення 100 м³ SO₂, якщо об’єм повітря на цей процес складає 339 м³ (прийняти, що концентрація кисню в повітрі дорівнює 21 % об.).

~ 1,42.

Розрахуйте  коефіцієнт надлишку повітря на повне спалювання 1 т чистого мінералу піриту (FeS₂), якщо об’єм цього повітря складає 3081 м³ (прийняти, що концентрація кисню в повітрі дорівнює 21 % об., а рівняння реакції має наступний вигляд: 4FeS₂ + 11O₂ ® 2Fe₂O₃ + 8SO₂). .

V_теор. = 2464 м³; V_практ. = 3081 м³.

Коефіцієнт надлишку: 1,25.

Як  зміною температури в промислових  баштах відділення „мокрого” очищення від пилу і домішок сірчистого газу у виробництві сульфатної кислоти можна запобігти утворенню туману (мряки)?

Підвищенням температури (вище точки критичного пересичення газу парою сульфатної кислоти).

Опишіть режим зрошення башт кислотами (у  відділеннях „мокрого” очищення газу, абсорбційного одержання сульфатної кислоти тощо) під назвою „зрошення на себе”.

Після витікання кислоти з башт вони (кислоти) коректуються за складом, охолоджуються  і знов поступають на зрошення тих  же башт.

Підрахуйте ступінь (%) очищення сірчистого газу від пилу в циклонах, якщо на вході до циклонів ця запиленість складала 250 г/м³, а після циклонів – 1,7 г/м³ (Т=const).

99,3 % (приблизно).

В сірчаному колчедані міститься 0,03 % мас. CaSe (селеніду кальцію). При випалі колчедану в печах КШ („киплячого шару”) ~ 50 % селену переходить у газ у вигляді SeO₂. Підрахуйте кількість SeO₂ в газі, якщо випалу підлягає 1 т сірчаного колчедану. .

~ 0,14 кг (приблизно).

Спалювання  мінералу піриту протікає за реакцією:

4FeS₂ + 11O₂ ® 2Fe₂O₃ + 8SO₂ + 3415,7 кДж. Підрахуйте тепловий ефект цього процесу з розрахунку на 1 кг чистого піриту (при умові 100 %-го його спалювання). .

Приблизно 7116 кДж/кг.

При реалізації процесу «мокрого каталізу»  у виробництві сульфатної кислоти  з сірководневого газу прийнято проводити  процес окиснення H₂S у дві стадії: на першій стадії – при нестачі кисню (повітря), дозуючи останній у кількості 80 % від стехіометрії.

Розрахуйте цю кількість (нм³ повітря) на 1000 куб. метрів (нм3) сірководневого газу при об’ємній концентрації H₂S в ньому на рівні 56 %.

672 нм³ кисню або 3200 нм³ повітря

Розрахуйте потужність (N) на валу насосу (в кВт) для перекачування сульфатної кислоти за формулою:

При розмірності кВт  , якщо продуктивність насосу (Q) по розчину сульфатної кислоти задана в м³/годину, повний напір (Н) в [м]. Як представити Q і питому вагу (γ) розчину кислоти в цьому випадку, (себто, в якій розмірності), при наступних умовах: Q=65 м³/год, густина ρ=1360 кг/м³, H=120 м, η (ККД)=0,8?

N=36 кВт. Питому вагу слід представити не в кг (сили), а в кг (маси), себто . Q перевести в м³/с.

При вмісті в викидних газах в виробництві нітрозної H₂SO₄ 0,1 % (об.) NO₂, перевищується (і наскільки) чи ні при цьому ГДК в атмосфері населених пунктів (0,15 мг/м³)

Перевищується в 13 666 разів.

Аргументуйте необхідність при спалюванні сірчаного колчедану  в пічах КШ (киплячого шару) підтримувати температуру нижче температури  підплавлення поверхні частинок колчедану.

В такому випадку частинки (зерна) сірчаного колчедану при  частому контакті одне з одним  можуть злипнутись за рахунок адгезії  і утворити агломерати, що зупинить роботу пічей КШ.

Чим обумовлюється невелика лінійна швидкість газового пильового  потоку в електрофільтрі?

Під дією електричного полю частинки пилу, що заряджаються повинні  мати час, щоб подолати відстань від  коронуючого електроду до осаджуючого. Отже лінійна швидкість газового потоку повинна бути такою, щоб частинки у своєму русі на всьому шляху руху до осаджуючого електроду знаходилися в полі дії електростатичних сил.

Підрахуйте об’ємну  концентрацію SO₂ в сірчистому газі при повному спалюванні 1 т чистої сірки за участю 5350 нм³ повітря.

~13 % (об.) SO₂