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1 | Equilibrium Ammonia Reactor | |||||||||||||||||||||||||||

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5 | Instructions: The objective is to determine the extents of reaction for an equilibrium ammonia reactor This spreadsheet uses the Solver Add-on available at no cost from the Chrome App Store. Green cells denote user input, yellow are decision variable determined by the solver, the red cell is the problem objective. | |||||||||||||||||||||||||||

6 | Solver Add-on: | Solver | ||||||||||||||||||||||||||

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8 | Reaction Stoichiometry | |||||||||||||||||||||||||||

9 | Stoichiometric | Delta Hf | Delta Gf | |||||||||||||||||||||||||

10 | Coefficient | [Joules] | [Joules] | |||||||||||||||||||||||||

11 | Nitrogen | -1.0 | 0.0 | 0.0 | ||||||||||||||||||||||||

12 | Hydrogen | -3.0 | 0.0 | 0.0 | ||||||||||||||||||||||||

13 | Ammonia | 2.0 | -45900.0 | -16400.0 | ||||||||||||||||||||||||

14 | WEIGHTED SUM | -91800.0 | -32800.0 | |||||||||||||||||||||||||

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16 | Operating Conditions | |||||||||||||||||||||||||||

17 | Temperature | 750 | Kelvin | |||||||||||||||||||||||||

18 | Pressure | 200 | atm | |||||||||||||||||||||||||

19 | Gas Constant (R) | 8.314 | J/K/gmol | |||||||||||||||||||||||||

20 | ln Ka | -9.079500799 | << computed using van't Hoff equation | |||||||||||||||||||||||||

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22 | Stream Table | |||||||||||||||||||||||||||

23 | Inlet Flow | Outlet Flow | Outlet Mole | Partial Pressure | ln(P) | |||||||||||||||||||||||

24 | [kg-mol/hr] | [kg-mol/hr] | Fraction | [atm] | ||||||||||||||||||||||||

25 | Nitrogen | 1000.0 | 407.7 | 0.1069 | 21.37 | 3.06 | ||||||||||||||||||||||

26 | Hydrogen | 4000.0 | 2223.2 | 0.5827 | 116.54 | 4.76 | ||||||||||||||||||||||

27 | Ammonia | 0.0 | 1184.5 | 0.3105 | 62.09 | 4.13 | ||||||||||||||||||||||

28 | TOTAL | 5000.0 | 3815.5 | 1.0000 | 200.00 | |||||||||||||||||||||||

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30 | Extent | 592.27 | kgmol/hour | << the solver adjusts thiis variable to satisfy equilibrium condition. | ||||||||||||||||||||||||

31 | ln Kp | -9.079500799 | << computed by weighted sum of ln(P) | |||||||||||||||||||||||||

32 | ln Ka - ln Kp | 0.000000000 | << will be zero for the equilibrium extent of reaction | |||||||||||||||||||||||||

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