范文一:电化学反应方程式和电极反应方程式的书写
电化学反应方程式和电极反应方程式的书写
一、常见的电解类型:()
电解饱和食盐水:阳极 阴极 总方程式
电解硫酸铜溶液:阳极 阴极 总方程式
电解硝酸银溶液:阳极 阴极 总方程式
二、常见蓄电池:
1、铅蓄电池: 放电
总反应式:P b + P b O 2 + 2H 2S O 4 2P b S O 4 + 2H 2O 充电 放电:
负极: 正极:
2、燃料电池:
(1)氢氧燃料电池
碱性燃料电池:总反应式:2H 2 + O2 =2H2O
负极:
正极:
酸性燃料电池:总反应式:2H 2 + O 2 =2H 2O
负极:
正极:
(2)已知C H 4、O 2、N a O H 溶液组成的燃料电池
总反应: C H 4+2O H -+2O 2→ C O 3 2 -+3H 2O
负极:
正极:
三、新型电池及其应用
1、已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4],铬的化合物有毒,由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此,必须对含铬的废水进行处理,可采用电解法: 将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe 2+和Cr 2O 72发生反应,生成的Fe 3+和Cr 3+在阴极区与OH 结合一一 ― 生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。
(4)写出阴极的电极反应式 。
(5)电解法中加入氯化钠的作用是:。
2、右图为熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图。 熔融碳酸盐燃料电池的正极反应可表示为: ____ ____ 。
2
(第2题) (第3题)
3、在800℃~1000℃时电解TiO 2可制得海绵钛(Ti ),装置如右
图所示。图中b 是电源的 极,阴极的电极反应式
为 。
4、以NO 2、O 2、熔融NaNO 3组成的燃料电池装置如下图所示,在
使用过程中石墨I 电极反应生成一种氧化物Y ,有关电极反应
可表示为 。
(第4题) 5、工业上在碱性条件下电解水,氧气在特制的阴极上反应可以得到HO 2-离子,从而制得过氧化
氢。写出电解过程中氧气参与的阴极反应方程式 。
6、写出甲醇—空气—KOH 溶液的燃料电池负极的电极反应式: 甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,
其原理是:通电后,将Co 2+氧化成Co 3+,然后以Co 3+做氧化剂把
水中的甲醇氧化成CO 2而净化。实验室用右图装置模拟上述过程:
① 写出阳极电极反应式 。
② 写出除去甲醇的离子方程式 。
7、Li -SOCl 2电池可用于心脏起搏器.该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl 4—SOCl 2. 电池的总反应可表示为:4Li +2SOCl 2 ===4LiCl +S +SO 2.
(1)电池的负极材料为__________,发生的电极反应为__________________;
(2)电池正极发生的电极反应为_____________________________________;
范文二:离子方程式和氧化还原反应方程式的书写小专题训练
新情景(信息)条件下离子反应方程式(含氧化还原反应方程式)的书写训练 1. (2014广东高考·32)石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO 2(7.8%)、Al 2O 3(5.1%)、Fe 2O 3(3.1%)和MgO (0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:SiCl 4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,气体I 中的碳氧化物主要为________________,由气体II 中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为 (4)由溶液IV 生成沉淀V 的总反应的离子方程式为 2. (2011广东高考·32)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,
(1)粗铝精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为① 和②
3.(2008广东高考·23)(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。写出实验现象并写出有关反应的离子方程式进行解释 。 4.(2007广东高考·24改编)二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO 2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu (0.86%)等元素的化合物。
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO 2还原为MnSO 4,酸浸时发生的主要反应的离子方程式
→…→高纯MnO 2
为 。
5. (2014茂名二模·32) 工业上利用电镀污泥(主要含有Fe 2O 3、CuO 、Cr 2O 3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属,回收流程如下:
3...
Cr
(3)写出还原步骤中加入NaHSO 3生成Cu 2O 固体的离子反应方程式 NaHSO 3
得到Cu 2O 的产率为95%,若NaHSO 3过量,除了浪费试剂外,还会出现的问题是 。 6.(2014韶关调研·32)工业上生产高氯酸(沸点:90°C )时还同时生产了亚氯酸钠,其工艺流程如下:
1
滤液X
(3)反应器II 中发生反应的离子方程式为
。 7.(2014届湛江二模·32)工业上可用软锰矿(主要成分是MnO 2)和黄铁矿(主要成分是FeS 2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO 3)。其工业流程如下:
回答下列问题:
(2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH 前,加入适量的软锰矿,其作用是
(5)沉锰工序中有CO 2生成,则生成MnCO 3的离子方程式是___________ 。 8. (2014广州一模·32)某地煤矸石经预处理后含SiO 2(63%)、Al 2O 3(25%)、Fe 2O 3(5%)及少量钙镁的化合物等,一种综合利用工艺设计如下:
(4)已知Fe 开始沉淀和沉淀完全的pH 分别为2.1和3.2,Al 开始沉淀和沉淀完全的pH 分别为4.1和
3+
3+
5.4。为了获得产品Al(OH) 3,从煤矸石的盐酸浸取液开始,若只用CaCO 3一种试剂,后续操作过程是 。写出有关反应的离子方程式 、 。 9.(2014肇庆二模·31)(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H 2将NO 3还原为N 2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为 。
10.(2014深圳二模·32)粗铜精炼后的阳极泥含有Cu 、Au (金)和PbSO 4等杂质,湿法处理阳极泥进行
-
。 (10-13,K sp(PbSO4)= 1.82×10-8,用离子方程式表示加入碳酸钠溶液(6)已知298K 时,K sp(PbCO3)=1.46×
的作用 。
2
新情景(信息)条件下离子反应方程式(含氧化还原反应方程式)的书写训练
2.(1)2Al +Fe2O 3= Al 2O 3+2Fe 4Al+3SiO2错误!未找到引用源。3Si+ 2Al 2O 3 3. 试管中有白色胶状沉淀生成,并且有刺激性的气体产生。 SiO 32- + 2NH4+ = H2SiO 3↓+ 2NH3↑
4. (1)MnO 2+2Fe 2+ +4H + =Mn 2+ +3Fe 3++2H 2O
5. (3)2H 2O + HSO 3— + 2Cu 2+ = Cu2O↓+ SO42— + 5H+ (3分) ; 产生SO 2污染环境(3分) 6.(3)2ClO 2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O 7.(2)使残余的Fe 2+转化为Fe 3+
(5)Mn 2++2HCO3- = MnCO3↓+CO2↑+H2O
8.(4)加入CaCO 3调节pH 到3.2,过滤除去Fe(OH) 3后,再加入CaCO 3调节pH 到5.4,过滤得到 Al(OH) 3
2Fe 3+ +3H2O + 3CaCO3= 2Fe(OH) 3↓+ 3Ca2+ +3 CO 2↑; 2Al 3+ +3H2O + 3CaCO3= 2 Al (OH) 3↓+ 3Ca2+ +3 CO 2↑ 催化剂--
9. (3)①2 NO3+5H2 ===== N 2+2OH+4H2O 10. (4)2AuCl 4-+3SO2+6H2O=2Au+3SO42-+8Cl-+12H+
(6)PbSO 4(s)+CO32-(aq)
PbCO 3(s)+SO42-(aq)
3
范文三:电离方程式和离子反应方程式的书写专题练习
电离方程式和离子反应方程式的书写专题练习
出题人:邹阳
一、写出下列电解质的电离方程式。
(1) HSO (11) KClO 243
(2)CHCOOH (12) Al(SO) 3243
(3) HCO (13) Al(OH) 233
(4) HO (14)KAl(SO)242
(5)Ba(OH) (15)(NH)Fe(SO)24242
(6)NH.HO (16) BaSO 324
(7) NaSO (11) HClO 24
(8)NaHCO (18)KMnO34
(9) NaHSO(溶液) (19) NHNO 443
(10) NaHSO(熔融) (20)KHPO424
二、先写出下列化学方程式,再改写成相应的离子方程式。
(1)氢氧化钠和稀硫酸
(2) 氢氧化钡与稀硫酸
(3)氢氧化铁和稀盐酸
(4)氢氧化钠和氯化镁
(5)氢氧化钡与硫酸钠
(6)硝酸银和氯化钠
(7)实验室制备二氧化碳
(8)铁和稀硫酸
(9) 醋酸钠与稀盐酸
(10)铁与硫酸铜溶液
(11)磁性氧化铁与稀盐酸 (12)二氧化碳通入澄清石灰水 (13)二氧化碳通入石灰乳中 (14)小苏打与氢氧化钠
(15)氯化铵加入热的氢氧化钠溶液中
(16)实验室制氢氧化铁胶体 (17)硫酸铜与氢氧化钡
(18)小苏打溶液中加醋酸溶液 (19)钠与水的反应
(20)碳酸钡与盐酸反应
(21)碳酸氢钡溶液与稀硫酸反应
(22) 三氯化铁溶液中滴入氨水
23)用醋酸溶解大理石 (
(24)纯碱溶液与澄清石灰水
(25)碳酸氢钙与过量氢氧化钠
(26)氢氧化钠与过量碳酸氢钙
(27)过量的锌与三氯化铁
(28)硫酸氢钠与氢氧化钡按物质的量2:1反应
(29)硫酸氢钠与氢氧化钡按物质的量1:1反应
30)过量二氧化碳通入澄清石灰水中 (
(31)铝与氢氧化钠反应
(32)钠投入硫酸铜溶液中
(33)钠投入氯化铵溶液中
三、根据给出的化学方程式写出对应的离子方程式并表示电子转移的
方向和数目
(1) MnO+4HCl(浓)==MnCl+Cl?+2HO 2222
(2)2NaO+2HO==4NaOH+O? 2222
(3) SO+ Cl+2HO==2 HCl+ HSO 22224
(4)3Cu+8HNO(稀)==3Cu(NO)+2NO?+4HO 3322
(5)Si+2NaOH+HO=NaSiO+2H? 2232
(6)2KMnO + 5SO + 2HO = 2KHSO + 2MnSO + HSO 4224424
(7)2KMnO+5HO+3HSO=MnSO+KSO+5O?+8HO 4222442422(8)实验室可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,反应的化学方程式如下:
(9)2KMnO + 16HCl(浓)=" 2KCl" + 2MnCl + 5Cl? + 8HO 4222a.写出离子反应方程式并标出电子转移的方向和数目。 b.在该反应中,氧化剂是 ,还原剂是 。
c.当有0.10mol电子发生转移时,生成氯气的体积为 (标准状况),发生反应的KMnO的质量为 。 4
(10) 4Zn+10HNO=4Zn(NO)+NHNO+3HO 332432
范文四:有机方程式和反应类型的书写
有机方程式和反应类型的书写
班级: 姓名: 一、 烃 有关的方程式:
1、 乙烯、乙炔使溴水褪色(两个)
2、 丙烯和溴化氢反应(两个)
3、 1,3-丁二烯和溴一比一反应;完全反应(三个)
4、 天然橡胶(聚异戊二烯)的制备(并注明单体、链节)
5、 以乙炔为原料制备塑料(聚氯乙烯)(两个)
6、 溴苯和硝基苯的制备(两个)
7、 TNT的制备
8、 甲苯和液溴的反应(两种情况)
1
9、 苯乙烯和1,3-丁二烯反应生成高分子
二、 卤代烃、醇、酚 有关方程式
10、 2-溴丙烷的消去和水解(两个)
11、 乙醇和金属钠的反应
12、 乙醇转变为溴乙烷
13、 实验室制乙烯
、 乙醇转变成乙醚 14
15、 乙醇的催化氧化(一个或分两步写,共三个方程式)
-CO>苯酚>HCO的两个化学方程式并改写成离子方程式 16、 证明酸性:H233
17、 苯酚和浓溴水的反应
2
18、 以方程式或实验事实说明基团间的相互影响:(乙醇、苯酚、苯)
19、 以方程式或实验事实说明基团间的相互影响:(苯、甲苯、乙烷)
三、 醛 有关的方程式
20、 银氨溶液配置过程的离子方程式
21、 乙醛转化为乙醇
22、 三种方式使乙醛转化为乙酸
23、 乙二醛分别生成银镜和红色沉淀
24、 甲醛分别生成银镜和红色沉淀
25、 酚醛树脂的制备
26、 葡萄糖的银镜反应和红色沉淀反应
3
四、 酸、酯 有关的方程式
27、 乙酸乙酯的制备
28、 聚对苯二甲酸乙二酯的制备
29、 三分子乳酸分别生成环状和链状的酯
30、 聚乳酸的制备
31、 环状乙二酸乙二酯的制备
、 聚乙二酸乙二酯的制备 32
33、 二乙酸乙二酯的制备
34、 乙二酸二乙酯的制备
35、 乙二酸乙二酯分别在稀硫酸和氢氧化钠溶液中的水解
36、 硬脂酸甘油酯发生皂化反应
4
范文五:反应器计算的内容和基本方程式
一、釜式反应器的结构
1、釜式反应器是生产中广泛采用的反应器。它可用来进行均相反应,也可用于以液相为主的非均相反应。如非均相液相、液固相、气液相、气液固相等。
2、釜式反应器的结构, 主要由壳体、搅拌装置、轴封和换热装置四大部分组成。 釜式反应器的壳体结构
3、釜式反应器的壳体结构包括筒体、底、盖(或称封头)、手孔或人孔、视镜及各种工艺接管口等。
(1)、筒体:圆筒形
(2)、封头
, 平面形:适用于常压或压力不高时;
, 碟 形:应用较广。(蝶形封头,又称带折边球形封头。由一个球面、一个某一高度
的圆筒直边和连接以上两个部分的曲率半径大大小于球面半径的过渡部分组成。蝶
形封头为一个连续曲面,在三部分连接处,经线曲率半径有突变,与椭圆形封头相
比,应力分布不如其均匀,但加工较之容易。 )
, 球 形:适用于高压场合;
, 椭圆形:应用较广。
, 锥 形:适用于反应后物料需要分层处理的场合。
(3)、手孔、人孔:安装和检修设备的内部构件。(人孔已有成型产品,直径通常为600mm。人孔中心距地板一般为750mm。便于工作人员在安装、清洗、维护时进出油罐和通风。 (4)、视镜:观察设备内部物料的反应情况,也作液面指示用 (5)、安全装置: 安全阀和爆破膜
(6)、其它工艺接管
, 进料管:伸向釜内成对45:切口指向中央。
, 出料管:下出料管;
上出料管:管子设在最低处并成对45:角
, 仪表接管:测P、T、取样等
一、搅拌器
1、搅拌目的
使物料混和均匀,强化传热和传质。
包括:均相液体混合;液-液分散;气-液分散;固-液分散;结晶; 固体溶解;强化传热等
2、搅拌液体的流动模型
液体在设备范围内作循环流动的途径称作液体的“流动模型”,简称“流型”。 (a)轴向流 (b)径向流 (c)切线流 打漩现象
3、常用搅拌器的型式、结构和特点
化学工业中常用的搅拌装置是机械搅拌装置,包括
, 搅拌器:包括旋转的轴和装在轴上的叶轮;
, 辅助部件和附件:包括密封装置、减速箱、搅拌电机、支架、挡板和导流筒等。
搅拌器是实现搅拌操作的主要部件,其主要的组成部分是叶轮,它随旋转轴运动将机械能施加给液体,并促使液体运动。
a、桨式搅拌器
由桨叶、键、轴环、竖轴所组成。桨叶一般用扁钢或不锈钢或有色金属制造。桨式搅拌
器的转速较低,一般为20,80r,min。桨式搅拌器直径取反应釜内径Di/3,2/3,桨叶不宜过长,当反应釜直径很大时采用两个或多个桨叶。
桨式搅拌器适用于流动性大、粘度小的液体物料,也适用于纤维状和结晶状的溶解液,物料层很深时可在轴上装置数排桨叶。
b、涡轮式搅拌器
涡轮式搅拌器分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器;按照叶轮又可分为平直叶和弯曲叶。涡轮搅拌器速度较大,300,600r,min。
涡轮搅拌器的主要优点是当能量消耗不大时,搅拌效率较高,搅拌产生很强的径向流。因此它适用于乳浊液、悬浮液等。
c、推进式搅拌器
推进式搅拌器,搅拌时能使物料在反应釜内循环流动,所起作用以容积循环为主,剪切作用较小,上下翻腾效果良好。当需要有更大的流速时,反应釜内设有导流筒。
推进式搅拌器直径约取反应釜内径Di的1/4,1/3,300,600r,min,搅拌器的材料常用铸铁和铸钢。
d、框式和锚式搅拌器
, 框式搅拌器可视为桨式搅拌器的变形,其结构比较坚固,搅动物料量大。如果
这类搅拌器底部形状和反应釜下封头形状相似时,通常称为锚式搅拌器。
, 框式搅拌器直径较大,一般取反应器内径的2/3,9/10,50,70r,min。框式
搅拌器与釜壁间隙较小,有利于传热过程的进行,快速旋转时,搅拌器叶片所带动
的液体把静止层从反应釜壁上带下来;慢速旋转时,有刮板的搅拌器能产生良好的
热传导。
, 这类搅拌器常用于传热、晶析操作和高粘度液体、高浓度淤浆和沉降性淤浆的搅
拌。
f、螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器,常用扁钢按螺旋形绕成,直径较大,常做成几条紧贴釜内壁,与釜壁的间隙很小,所以搅拌时能不断地将粘于釜壁的沉积物刮下来。螺带的高度通常取罐底至液面的高度。
螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器的转速都较低,通常不超过50r/min,产生以上下循环流为主的流动,主要用于高粘度液体的搅拌。
4、搅拌附件
搅拌附件通常指在搅拌罐内为了改善流动状态而增设的零件,如挡板、导流筒等。 1、挡板:目的是为了消除切线流和“打漩”。一般为2-4块,且对于低速搅拌高粘度液体的锚式和框式搅拌器安装挡板无意义。
2、导流筒
目的是控制流型(加强轴向流)及提高混合效果。不同型式的搅拌器的导流筒安置方位不同。
5、搅拌器的选型
主要根据物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的性能特征来进行。
1、按物料粘度选型
, 对于低粘度液体,应选用小直径、高转速搅拌器,如推进式、涡轮式;
, 对于高粘度液体,就选用大直径、低转速搅拌器,如锚式、框式、螺带螺杆式和
桨式。
2、按搅拌目的选型
, 对低粘度均相液体混合,主要考虑循环流量。
各种搅拌器的循环流量按从大到小顺序排列:推进式、涡轮式、桨式。
, 对于非均相液-液分散过程,首先考虑剪切作用,同时要求有较大的循环流量。
各种搅拌器的剪切作用按从大到小的顺序排列:涡轮式、推进式、桨式。 6、轴封
静止的搅拌釜封头和转动的搅拌轴之间设有搅拌轴密封装置,简称轴封,以防止釜内物料泄漏。
轴封装置主要有填料密封和机械密封两种。
a、填料密封:结构简单,填料装缷方便, 但使用寿命较短,难免微量泄漏。 b、机械密封:结构较复杂,但密封效果甚佳。
7、 换热装置
换热装置是用来加热或冷却反应物料,使之符合工艺要求的温度条件的设备。
其结构型式主要有夹套式、蛇管式、列管式、外部循环式等,也可用直接火焰或电感加热。
a、夹套式
夹套是套在反应器筒体外面能形成密封空间的容器,既简单又方便。
夹套的高度取决于传热面积,而传热面积由工艺要求确定。夹套高度一般应比釜内液面高出50,100mm左右,以保证传热。
当反应器的直径大或者加热蒸汽压力较高(>0.6MPa)时,夹套必须采取加强措施。分支撑短管加强的“蜂窝夹套”,冲压式蜂窝夹套,角钢焊在釜的外壁上夹套。 b、蛇管式
当工艺需要的传热面积大,单靠夹套传热不能满足要求时,或者是反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时,可采用蛇管、插入套管、插入D形管等传热。
蛇管浸没在物料中,热量损失少,且由于蛇管内传热介质流速高,它的给热系数比夹套大很多。
对于含有固体颗粒的物料及粘稠的物料,容易引起物料堆积和挂料,影响传热效果. c、列管式
对于大型反应釜,需高速传热时,可在釜内安装列管式换热器。
d、外部循环式
当反应器的夹套和蛇管传热面积仍不能满足工艺要求,或无法在反应器内安装蛇管而夹套的传热面积又不能满足工艺要求时,可以采用外部循环式。
e、回流冷凝式
反应在沸腾下进行或蒸发量大的场合。
换热装置的比较
换热装置类优点 缺点 适用 型
夹套式 简单方便 传热面积小,衬有内衬时优先选用
导热系热小
蛇管式 传热介质流速高,给含有固体颗粒的物料及单靠夹套传热不能满足
热系数大;热损失少 粘稠的物料,容易引起物要求时,或者是反应器
料堆积和挂料;传热面积内壁衬有橡胶、瓷砖等
受釜体积限制 非金属材料 列管式 高速传热 传热面积受釜体积限制 大型反应釜
外部循环式 传热面积不受釜体多一台泵和换热器,使得反应器的夹套和蛇管传
积限制,温度可较精流程复杂,增加了设备费热面积仍不能满足工艺
确控制 用和操作费用 要求,或无法在反应器
内安装蛇管而夹套的传
热面积又不能满足工艺
要求 回流冷凝式 利用物料蒸发带走只能用于放热反应 反应在沸腾下进行或蒸
热量,不必额外采用发量大的场合
冷源
高温热源的选择
一般的低压饱和水蒸汽加热时最高只能达到150-160?,需要更高温度时则需考虑高温热源的选择问题。化工厂常用的高温热源有以下几种
1、压力高的饱和水蒸汽
压力可达一至数MPa,来源有高压蒸汽锅炉、利用反应热的废热锅炉或热电站的蒸汽透平。
缺点:需高压管道输送蒸汽,费用高,且远距离输送时热损失大。
2、高压汽水混合物
个别设备需高温加热时,较经济可行。可用于温度为200-250?的加热要求。 3、有机载热体
, 联苯与联苯醚的混合物以及以烷基萘为主的石油馏分。
, 利用其常压沸点高、熔点低、热稳定性好等特点可提供高温的热源。
, 优点:能在较低的压力下得到较高的加热温度。
, 温度范围:能用于200,350?的范围。
、强制循环加热法 、电加热法。 导生油加热方案:自然循环加热法
4、无机熔盐
硝酸钾,硝酸钠及亚硝酸钠的混合物
可用于300,400?的情况。
熔盐(molten salt)
应用最广的是含40,NaNO2、7,NaN03和53,KN03的熔化物,其熔点是142?,可用于300,400?的情况。
5、烟道气加热
, 用煤气、天然气、石油加工废气或燃料油等燃烧时产生的高温烟道气作热源加热
设备。
, 缺点是热效率低,给热系数小,温度不易控制。
, 可用于600?以上的高温加热。
热源的比较
种类 适用温度范围 特点
水 10,30 ? 最为常用,一般控制冷却水终温
不超过40 ,50 ?以防结水垢。常生产上大多使用循环水,在换热温器内用过的冷却水,送至凉水塔冷内,与空气逆流接触,部分汽化却而冷却,再重新作为冷却剂使剂 用。
空气 10,30 ? 不会在传热面产生污垢,但给热
系数小,比热容较低,因此其耗
量较大(达到同样的冷却效果,
空气的质量流量大约是水的5
倍)。
载冷冻盐水(氯一般用于-30?以上 氯化钠盐水及氯化钙盐水均对冷化钠及氯化由于盐的存在,使水的凝固温度金属材料有腐蚀性,使用时需加体 钙 等盐的大为下降(其具体数值视盐的种缓蚀剂重铬酸钠及氢氧化钠。
水溶液) 类和含量而定)。盐水的低温由
制冷系统提供。
有机水溶液-10?效果最好 对金属材料无腐蚀性,但粘度
(乙二醇、丙乙二醇和丙二醇溶液的凝固温大,传热性能较差。
二醇的水溶度随其浓度而变。有机水溶液的
液) 低温由制冷系统提供。
制冷剂 可达-50 ?以下 温度越低,单位能量消耗越大 (氨和氟里昂等)
冷源的比较
种类 适用温度范围 特点
水 10,30 ? 最为常用,一般控制冷却水终温
不超过40 ,50 ?以防结水垢。常生产上大多使用循环水,在换热温器内用过的冷却水,送至凉水塔冷内,与空气逆流接触,部分汽化却而冷却,再重新作为冷却剂使剂 用。
空气 10,30 ? 不会在传热面产生污垢,但给热
系数小,比热容较低,因此其耗
量较大(达到同样的冷却效果,
空气的质量流量大约是水的5
倍)。
载冷冻盐水(氯一般用于-30?以上 氯化钠盐水及氯化钙盐水均对冷化钠及氯化由于盐的存在,使水的凝固温度金属材料有腐蚀性,使用时需加体 钙 等盐的大为下降(其具体数值视盐的种缓蚀剂重铬酸钠及氢氧化钠。
水溶液) 类和含量而定)。盐水的低温由
制冷系统提供。
有机水溶液-10?效果最好 对金属材料无腐蚀性,但粘度
(乙二醇、丙乙二醇和丙二醇溶液的凝固温大,传热性能较差。
二醇的水溶度随其浓度而变。有机水溶液的
液) 低温由制冷系统提供。
制冷剂 可达-50 ?以下 温度越低,单位能量消耗越大 (氨和氟里昂等)
高温热源的选择
, 一般的传热问题,要移走热量,可以采用很大的温差,也可以采取增大传热系数或
传热比表面积的措施。
但化学反应器中的传热条件不能任意选择,因为反应器内的化学反应和传热过程,
相互交联。这种交互作用具体表现在对传热温差的限制。
对一个在高温条件下进行的强放热反应,必须采用高温介质作为冷却剂。否则将,
影响稳定操作。
冷、热源选择应考虑
1、满足反应的温度要求
2、能量消耗
3、安全性
4、环保
练习
1、适用于粘稠物料的搅拌器是 ___A_____。
A、框式 B、推进式 C、涡轮式 D、桨式 2、对低粘度均相液体混合,应优先选择______D______搅拌器。
A、螺带式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式
3、对于气-液分散过程,应优先选择________B____搅拌器。
A、锚式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式
4、为维持200?的反应温度,工业生产上常用_B______作载热体。
A、水 B、导生油 C、熔盐 D、烟道气
5、反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时,不宜采用夹套式换热。 对 应采用蛇管
式
6、含有固体颗粒的物料及粘稠的物料,不宜采用蛇管式换热器。对
釜式反应器操作参数的检测与控制 搅拌釜式反应器主要适用常压或低压、以液相为主的反应。
釜式反应器操作参数:如温度、浓度、反应时间等。
常用温度检测仪表
常用热电偶及主要性能
热电偶的测温场合与特点
高温测量,用于温度较高的场合测量的误差较多,需要经常校验安装时需要补偿导线,较为复杂。
热电阻
在低温区使用热电偶电势小,又不易得到完全补偿,可使用热电阻。
工业常用热电阻:
铜电阻,测温范围 -50,150? 。
铂电阻,测温范围 -200,650 ?
工业常用热电阻性能比较
温度变送器
变送器:以24V DC为能源,以4,20mA DC为统一标准信号,其作用是将来自热电偶或热电阻或者其它仪表的热电势、热电阻阻值或直流毫伏信号,对应的转换成4,20mADC电流(或1,5VDC电压)。再送给其它单元进行指示、记录或控制,以实现对温度(温差)变量的显示、记录或自动控制。
温度变送器的种类很多,变送器通常与热电偶、热电阻组合在一起。
常用温度显示仪表
显示仪表直接接受检测仪表、变送器或传感器送来的信号,经测量电路和显示装置,对被测变量予以指示、记录,以字、符、数、图象显示。
显示仪表可分为模拟式、数字式和图象式三大类
测温仪表的选择要求:
1、工艺要求,被测介质的温度是否需要指示、记录和自动控制;
2、仪表的测温范围、精度、稳定性、变差及灵敏度;
3、仪表的防腐蚀性、防爆性及连续使用的期限;
4、测温元件的体积大小及互换性;
5、被测介质和环境条件对测温元件是否有损害;
6、仪表的反应时间;
7、仪表使用是否方便、安装维护是否容易。
被控对象:指需要控制的设备或装置。
检测元件和变送器:将被测变量转换成规定信号送给控制器(或远传显示仪表(或计算机系统)进行显示)处理。
输出信号为国际统一标准信号4,20mA DC电流(或20,100kPa气压)。 比较机构:是将设定值与测量值进行比较并产生偏差。
控制器:依据偏差、按预定的控制规律实施控制。有内-外设定;正反作用之分。 执行器:也叫操纵器,执行控制器的信号、相应调节操纵变量。
控制器及控制规律
控制器:检测变送仪表将被控变量转换成测量信号后,除了送至显示仪表进行指示和记录以外,更重要的是要送至控制器,在控制器内与设定值进行比较后得出偏差,然后由控制器按照预定的控制规律对偏差进行运算,输出控制信号,操纵执行机构动作,使被控变量达到预期要求,最终实现生产过程的自动化。
经常使用电动控制器、数字控制器
控制规律:是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律。 被控变量能否回到设定值位置,以何种途径、经多长时间回到设定值位置,很大程度上取决于控制器的控制规律。
基本控制规律有四种,即双位控制规律、比例(P)控制规律、积分(I)控制规律和微分(D)控制规律。
基本控制规律有的可以单独使用,有的需要组合使用。
如:双位控制、比例控制、比例,积分(PI)控制、比例,微分(PD)控制、比例,积分,微分(PID)控制
控制规律选择
比例、积分、微分三作用小结表
名称 控制的依据 关系 规律的作用
比例P 偏差的大小 迅速、及时克服偏差,粗调;有余差存在。 积分I 偏差对时间的累积 精调,消除余差。但有一个累积过程,响应
较缓慢。
微分 偏差变化的速度、趋 超前调节,克服滞后;
D 势。 与偏差无关,响应快速,易引起振荡。对固
定偏差无动作,不能单独使用
控制规律选择参考表
变量 流量 压力 液位 温度
控制规律 PI PI P、PI PID
执行器
作用:用来执行控制器下达命令的仪表,以改变操纵变量实现对工艺变量的控制作用。
执行器按其使用的能源,可以分为气动执行器、电动执行器和液动执行器三大类。
应用最多的是气动执行器。气动执行器习惯上称为气动调节阀,它以纯净的压缩空气作为动力,具有结构简单、动作平稳可靠、输出推力较大、维修方便、防火防爆等特点,广泛应用于石油、化工等工业生产的过程控制中。
气动执行器由执行机构和调节机构两部分组成。
执行机构是执行器的推动装置,它根据控制信号的大小产生相应的推力,推动调节机构动作。 调节机构是执行器的调节部分,它直接与被控介质接触,以控制介质的流量。
调节阀的类型
类型 特点 适用
直通单结构简单,价格低廉,全关时的泄漏量小。但 适用于低差压的场合 座阀 因为阀座前后有压力差的作用,使得阀芯不易
平衡,尤其是高压差大口径时的阀芯稳定性很
差
直通双不平衡力小,阀芯的稳定性好,动作较灵敏,应用很普遍 座阀 阀的口径可以做得较大,但由于加工装配等原
因,很难使两个阀芯同时关闭,因此全关时的
泄漏量较大。
角型阀 流路简单,阻力小,易于清洗,阀体内不易积特别适合于高粘度以及含有
存污物 悬浮颗粒介质的控制 三通阀 三个出入口与管道相连,分为分流式和合流式一般用于代替两个直通阀,对
两种 热交换器等装置的旁路进行
控制。
蝶形阀 适用于低压差,大流量的气体
控制;也可用于含少量悬浮物
及纤维或粘度不高的液体控
制,但泄漏量大。 隔膜阀 流路简单,几乎无泄漏 适合于腐蚀性介质的控制,也
可用于控制有毒介质、易燃易
爆介质、贵重介质以及真空场
合等。
笼式阀 笼式阀的可调比(调节阀所能控制的最大流量特别适用于差压较大以及需
与最小流量之比)大,不平衡力小,振动小,要降低噪音的场合。但使用中
结构简单,套筒的互换性好,更换不同的套筒要求流体洁净,不能含有固体
即可得到不同的流量特性,部件所受的汽蚀也颗粒。
小,是一种性能优良的调节阀,
凸轮挠可调比大(可达50比1或100比1),使用温适用于粘度大的介质及一般曲 阀 度范围宽(,195,,400?),对流体的阻力场合。
小,密封性能好,体积小,重量轻,价格低。
球阀 “O”形阀芯的球阀,它一般
用于双位式控制的切断场合;
“V”形阀芯的球阀一般用于
流量特性近似等百分比的控
制系统。
结构型式的选择
首先要考虑工艺条件,如介质的压力、温度、流量等;其次考虑介质的性质,如粘度、腐蚀性、毒性、状态、洁净程度;还要考虑系统的要求,如可调比、噪声、泄漏量等。 例如:当阀前后压差较小,要求泄漏量小时,可选用直通单座阀; 当阀前后压差大,且允许有较大的泄漏量时,宜选用直通双座阀; 对于高粘度、含有悬浮物或压力较高的介质,最好选用角型阀;
腐蚀性强的介质要用隔膜阀;
要求低噪声时应选笼式阀;
对于低压大流量大口径管道可用蝶形阀等等。
一般情况下优先选用直通单座阀、直通双座阀和笼式阀。
调节阀的工作方式
1、气开式:有气则开,无气(?20kPa)则关
2、气关式:有气则关,无气(?20kPa)则开
气开/气关型式的选择
主要是考虑生产的安全。当信号压力中断时,应避免损坏设备和伤害人员。 例如:控制加热炉的燃气流量时,一般应选用气开式。当控制器出现故障或执行器供气中断时,气开式的阀门会全关,停止燃气供应,可避免炉温继续升高而导致事故。 再如:对于易结晶的流体介质,应选用气关式,当出现意外时,气关式的阀门全开;若选用气开式,则阀门全关,就会使得管道内的介质结晶,导致不良后果。
调节阀的流量特性
类型 特点 适用
快开型 阀芯行程达到阀座口径的四分之多用于双位控制或程序
一时,流量就已经达到最大,再开控制等
也不会改变流量了
直线型 相对流量与相对开度成直线关系不利于负荷变化大的对
小开度时控制作用太强,容易引起象控制
振荡;在大开度时控制作用太弱,
调节缓慢,不够及时
等百分比型 (对在行程变化相同的数值情况下,流一般选择等百分比(对数型) 量小时,流量变化量小,调节平稳数)型调节阀比较有把握
缓和;流量大时,调节灵敏有效。
抛物线型 相对流量与相对开度之间成抛物
线关系
流量特性的选择
常用的有快开型、直线型和等百分比(对数)型三种。
快开型调节阀符合两位式动作的要求,适用于双位控制或程序控制的场合。 直线型和对数型调节阀的选用,要根据系统特性、负荷变化等因素来决定。 一般选择等百分比(对数)型调节阀比较有把握。
简单控制系统的组成:一个检测变送器、一个控制器、一个执行器和一个控制对象所构成的闭环控制系统
控制符号图
五大变量与功能符号
P L F T A 变 量 压液位 流量 温度 成分
力
T I R C A 功能 传指示 记录 控制 报警
送
复杂控制系统总结
类型 组成 特点 适用
串级两个测量变送器,两1、主回路为定值控制系统,而副回路特别适用于控制个控制器,两个对象,是随动控制系统。 滞后大的对系统 一个控制阀 2(结构上是主、副控制器串联,主控象如温度等
制器的输出作为副控制器的外设定,系统。
形成主、副两个回路,系统通过副控
制器操纵执行器。
3.抗干扰能力强,对进入副回路扰动
的抑制力更强,控制精度高,控制滞
后小。
均匀结构上与一般串级控不仅要使被控变量保持不变(不是定多数均匀控控制制系统完全一样,但值控制),又要使两个互相联系的变量制系统都是系统 目的不一样。整个系都在允许的范围内缓慢变化。 要求兼顾液
统要求一个“慢”位和流量两
字,与串级系统的个变量,也有
“快”要求相反。 兼顾压力和
流量的 比值开环比值控制系统 实现两种或两种以上物料的比例关系 要求按比例控制单闭环比值控制系统 进料时 系统
分程一个控制器控制两个 实现几种不控制或两个以上工作范围同的控制手系统 不同的控制阀 段;
用于扩大控
制阀的可调
范围,改善控
制品质 选择有两套控制系统可供正常工况时,选择一套,而生产短期 性控选择 内处于不正常状态时,则选择另一套。制系这样既不停车又达到了自动保护的目统 的。
前馈按扰动变化大小来进比反馈控制及时有效; 克服滞后,将控制行控制的系统 属于开环控制系统; 扰动克服在系统 前馈控制没有通用的控制器,而是视其对被控变
对 量产生影响
象而定“专用”控制器; 之前
一种前馈只能克服一种干扰。
前馈- 用前馈来克服主要干扰,再用反馈来
反馈克服其它干扰以使被控变量稳定在所
控制 要求的设定值上
转载请注明出处范文大全网 » 电化学反应方程式和电极反应方