ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамика эндотермических процессов фиксации азота Кобозев, С. С. Васильев и Я. С. Казарновский из "Связанный азот" Термодинамический анализ эндотермических процессов фиксации элементарного азота должен дать ответ на следующие три основные вопроса 1) каких равновесных концентраций связанного азота можно ожидать для данной реакции при различных температурах и давлениях 2) каков удельный расход энергии на данный процесс, т. е. какой минимум энергии необходимо подвести к реагирующей системе, чтобы получить 1 г-атом (или какую-нибудь другую единицзО связанного азота 3) какова при данном процессе затрата вещестаа, через которое фиксируется азот, на 1 г-атом или какую-нибудь другую единицу связанного азота. [c.93] Отдел катализа Государственного института азота. [c.93] Мы рассмотрим проблему фиксации азота с трех вышеперечисленных точек зрения последовательно и дадим общие методы расчета подобных процессов. [c.94] При термодинамическом расчете выходов, которых можно ожидать при тех или иных реакциях, следует всегда принимать во внимание возможность того, что наряду с основной реакцией, будут протекать различные побочные процессы, смещающие равновесие и этим изменяющие величину выхода. [c.94] На примере реакции фиксации азота через углекислоту мы рассмотрим более подробно методы расчета равновесий, осложненных побочными реакциями диссоциации. [c.95] Таким образом принципиально учитывая все возможные процессы, мы практически всегда должны выбирать из них лишь те, которые являются независимыми. Этим правилом мы будем постоянно пользоваться при расчете других равновесий реакций фиксации азота. [c.97] Изложим теперь тот принцип, который, с нашей точки зрения, следует положить в основу расчетов энергетических расходов ца фиксацию азота вообще на любую эндотермическую реакцию. Прежде всего заметим, что с точки зрения химической термодина-, МИКИ мы должны оставить в стороне вопрос как о потерях энергии через теплорассеяние, так и о возможностях частичной регенерации тепла посредством создания различных теплотехнических устройств. Наш расчет должен дать лишь теоретические значения расходов энергии, которые, разумеется, могут быть в какой-то степени снижены подобными устройствами или повышены вследствие несовершенного использования подводимой энергии. [c.97] После этих общих соображений перейдем к конкретному расчету расхода энергии на фиксацию азота через СОг. [c.98] Нами вычислен удельный расход энергии на фиксацию азота при этой реакции в случае стехиометрической смеси и в случае воздуха в качестве исходного продукта. Результаты приведены в сводной таблице (стр. 106—107). [c.101] ТАБЛИЦА 8 Константы и % диссоциации водорода. [c.102] Как видно из таблицы, при Т = 3500 уже 24,13% водорода оказывается ди oцииpoвaш f Iм на атомы, что соответственно отражается и а значении выхода H N. Учет этого побочного процесса, начиная с Т = 3500°, и подсчет расхода энергии и вещества на фиксацию азота по данной реакции произведен нами. Результаты приведены в сводной таблице (стр. 106—107). [c.102] Расчет расхода энергии и вещества на фиксацию азота при этой реакции приводится в сводной таблице (стр. 106—107). [c.103] Вычисленные выхода HON, расходы энергии и вещества на фиксацию азота при этой реакции приводятся в сводной таблице. [c.104] В таблице отмечены также вычисленные нами значения выходов H N при 3000°, соответствующие смеси водорода и азота, которою пользовались Мутман и Шайдгауф (0,5 моля N , 0,2217 моля H и 1,452 моля Hj). [c.104] При получении NO в холодных тлеющих разрядах, как уже говорилось выше, могут быть при определенных условиях достигнуты весьма значительные выхода окислов азота, устойчивость которых обеспечивается сравнительно низкой температурой разряда. Но удельный расход энергии на фиксацию 1 тонны азота и при этом методе оказывается также порядка 60 000—70 000 kWh (см. выше, стр. 93), однако есть веские основания думать, что расход, энергии при холодных разрядах может быть значительно снижен и таким образом прямой способ окисления азота в свое время вероятно сможет.стать способным конкурировать с существующим методом фиксации азота через аммиак. [c.105] Одним из таких путей является ее омыление до аммиака и муравьиной кислоты, представляющей также значительную ценность. [c.105] Другой путь — это окисление синильной кислоты и ее дальнейшая изомеризация в мочевину, которая непосредственно может быть использована в качестве удобрения. [c.105] Вернуться к основной статье