Термодинамический анализ химических процессов. Производство азотной кислоти

NH₃ + 9,6 (воздух) =NО + 3/2Н₂0 (ж) + 3/4О₂ + 7,6N₂.    

1,3Н₂О (ж) + NО + 3/2Н₂О (г) + 3/4О₂ + 7,6N₂=HNО₃ + 2,34H₂0 + 7,6N₂.                  

Поскольку S = G/Т, то T₀S=-(Т₀/Т)

Денбиг не пользовался понятием «эксергия», но суть расета была та же самая 

Для реакции (1.2) величина G при 1123 К равна 326,6 кДж/моль N0,

T₀S = (288/1123) 326,6=83,7 кДж/моль N0            

Аналогично, для  реакции (1.3)                                 

T₀S = (288/298)53,2=51,4 кДж/моль HNО₃.             

В итоге потери эксергии равны 135,1 кДж/моль HNО₃. Отсюда, зная максимальную работу обратимого процесса, рассчитанную выше и равную 311,9 кДж/моль HNO₃, Денбиг рассчитал, что за вычетом неизбежных потерь потери эксергии равны 311,9-135,2=176,7 кДж/моль HNО_3.Однако в реальном процессе, как указано выше, производится за вычетом затрат лишь 19,7 кДж/моль HN0₃ Некоторые другие потери также трудно устранить. К ним относятся потери, связанные с гидравлическим сопротивлением системы (т. е. затраты на перекачивание жидкости и газа). Но большая часть потерь связана с тем, что в ходе рассмотренного Денбигом процесса энергия химической реакции окисления аммиака используется крайне нерационально. Реакция протекает при 850 °С, а получаемый пар имеет температуру лишь 138 °С.

Поэтому в современном  производстве азотной кислоты получение пара высоких параметров является одним из главных требований. Ряд усовершенствований технологии азотной кислоты позволили, как это показано выше, увеличить КПД процесса в 8.5 : 6.3= 1,35 раза.                                                    Важнейший практический вывод, сделанный Денбигом, относится к любым химическим реакциям и заключается в требовании проводить их в условиях «противодействия», что позволяет получить при этом полезную работу и частично использовать свободную энергию химической реакции.