Кинетические закономерности процессов делигнификации древесины

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Другое
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    18,19 Кб
  • Опубликовано:
    2015-11-26
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Кинетические закономерности процессов делигнификации древесины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Северный (Арктический) федеральный университет"

Кафедра Теоретической и прикладной химии






КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине:

Физико-химические основы технологических процессов

На тему:

Кинетические закономерности процессов делигнификации древесины

Агафонов Андрей Викторович

Руководитель Н.Л. Иванченко





Архангельск


Задание

Определить кинетические характеристики (константу скорости и порядок) процесса делигнификации в условиях сульфатной варки по следующим экспериментальным данным:

Содержание лигнина в древесном остатке, %

Продолжительность варки, ч

0

1

2

3

4

5

6

1. Сульфитная варка

28,20

27,90

27,30

25,80

24,4

11,40

4,90


.        Построение графиков зависимостей изменения содержания лигнина в древесном остатке по ходу варки в координатах уравнений реакций 1, 2, порядков и уравнения Аврами-Колмогорова-Ерофеева

2.      Графическим методом определяем порядок реакции и константу скорости процесса делигнификации

.        Строим зависимости содержания лигнина в древесном остатке от времени варки по опытным данным и с использованием полученной константы скорости процесса делигнификации

.        Рассчитываем относительную погрешность определения содержания лигнина в древесном остатке по выбранному уравнению


Выполнение задания

Для определения кинетических характеристик делигнификации используем следующие зависимости:

уравнение реакции 1 порядка:

 или lnC=lnCo-K∙t;

уравнение реакции 2 порядка:

 или ;

уравнение Аврами-Колмогорова-Ерофеева:  

Порядок реакции определяем графическим методом: стороим зависимости lnC=f(t), 1/C= f(t), и lg[-ln(1-α)] = f(lgt) и обрабатываем уравнения прямых. Для этого рассчитываем коэффициенты линейной зависимости и коэффициенты достоверности аппроксимации R2.

делигнификация древесина варка лигнин

Промежуточные результаты расчета:

Время, ч

0

1

2

3

4

5

6

lgt

-

0

0,301

0,477

0,602

0,699

0,778

Содержание лигнина в древесном остатке, %

28,20

27,90

27,30

25,8

24,4

11,40

4,90

lnC

3,329

3,307

3,250

3,195

2,434

1,589

1/C

0,035

0,036

0,037

0,039

0,041

0,088

0,204

α

0

0,011

0,032

0,085

0,135

0,596

0,826

lg[-ln(1-α)]

-

-1,971

-1,489

-1,051

-0,839

-0,043

0,243




Рис. 1. Зависимость lnC от продолжительности варки

Рис. 2. Зависимость 1/С от продолжительности варки

Рис. 3. Зависимость lg[-ln(1-α)] от lgt

Наибольшее значение достоверности аппроксимации R2 наблюдается для третьей зависимости, т.е. уравнение Аврами-Колмогорова-Ерофеева наиболее точно описывает процесс делигнификации в заданных условиях. Из уравнения - множитель перед переменной х находим параметр n, n = 2,79.

Величина отрезка отсекаемого прямой на оси ординат (свободный член уравнения прямой), численно равна lgK. К = 0,0065.

Зная константу реакции К, порядок реакции n, время от начала варки и начальное содержание лигнина в твердом остатке Со, определяем расчетные величины С и сравниваем с экспериментальными значениями. Рассчитываем абсолютную погрешность по формуле:


Результаты расчетов заносим в таблицу:

Вид варки

Кинетическое уравнение

Время варки

Значение константы скорости

Содержание лигнина

δ, %





Эксп.

Рассч.


Сульфитная варка

00,006528,2028,200








1


27,90

28,51

2,20



2


27,30

27,44

0,51



3


25,80

24,97

3,23



4


24,40

21,02

13,84



5


11,40

16,06



6


4,90

10,92

122,90


Анализ полученных результатов показывает, что описание процесса варки, с помощью уравнения Аврами-Колмогорова-Ерофеева дает удовлетворительный результат, сходный с результатом эксперимента только в начале варки, при высоком содержании лигнина в древесине, тогда как, в процессе варки содержание лигнина в древесине получается значительно завышенным.


Список использованных источников

1.   Скребец Т.Э. Физико-химические основы технологических процессов: Методические указания К выполнению контрольных и лабораторных работ/ Т.Э.Скребец, А.С.Почтовалова. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2006.- 24с.

2.      Целлюлоза. Бумага. Картон. (обзорная информация), вып.10,1990.

.        К.Г.Боголицын, В.М.Резников. Химия сульфитных методов делигнификации древесины. - М.: Экология, 1994.- 288 с.

Похожие работы на - Кинетические закономерности процессов делигнификации древесины

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!