Пример 2. В реакторе для окисления аммиака на катализаторе из платиновой сетки используется воздух, обогащенный кислородом

В реакторе для окисления аммиака на катализаторе из платиновой сетки используется воздух, обогащенный кислородом.

Газовая смесь, поступающая на окисление, содержит (об. %): NH₃ – 11,30; O₂ – 23,14; N₂ – 63; Н₂О – 2,56. Реакция протекает в двух направлениях:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O;

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O.

Степени превращения аммиака:

Рассчитать концентрацию кислорода в газах после реакции, приняв, что реагенты ведут себя как идеальный газ.

Решение.

Используем уравнение (35).

Исходным веществом K, для которого определяется степень превращения, будем считать аммиак. В качестве реагента J примем кислород. В соответствии со стехиометрическими уравнениями и условиями задания получаем:

;

= - 4 - 5 + 4 + 6 = 1; = - 4 - 3 + 2 + 6 = 1.

Подставив эти значения в уравнение, имеем

N

Газы после реакции будут содержать 8,94 об. % кислорода. Использование уравнения (35) дало возможность решить задачу значительно быстрее, чем при составлении полного стехиометрического баланса.