книги / Эксергетические расчеты технических систем
..pdf§ 2. Химическая эксергия
Как видно из табл. 1.2, химическая эксергия Ех в общем случае складывается из двух составляющих — реакционной Еп связанной с химическими реакциями, и концентрационной Ек, определяемой концентра цией данного вещества в смеси (растворе).
Реакционная эксергия
Реакционная эксергия особенно важна для практики, поскольку в большинстве технических систем протекают не только термоме ханические процессы, но и химические реакции.В результате поступающие в такую систему и выходящие из нее потоки вещества имеют разные темпера туры, давления и концентрации, а также разный химический состав. (Именно такой характер взаимодействия с окружающей средой имеют все биологичес кие системы.)
Общая формула для определения эксергии потока вещества (3.7) не подхо дит непосредственно для расчета реакционной эксергии. Здесь необходимо учитывать два обстоятельства.
1. Значения энтальпии h и энтропии s для рассматриваемых состояний и для условий равновесия с окружающей средой, входящие в формулу (3.7), от носятся к одному и тому же веществу. Положение уровня их отсчета не имеет значения, поскольку при вычитании аддитивная составляющая сокращается. При подсчете химической эксергии энтальпия h и энтропия s относятся к раз ным веществам, и поэтому для каждой из функций нужно иметь один уровень отсчета. Здесь следует использовать методику подсчета энтальпии h и энтропии 5, разработанную в химической термодинамике.
2. При определении реакционной эксергии веществом отсчета* служит вещество другого химического состава. Выбор его из окружающей среды — задача, решение которой неоднозначно.
В отличие от равновесия по температуре и давлению, которые в окружа ющей среде (в том смысле, как она определена выше) вполне достижимы, рав новесия по химическим потенциалам химически реагирующих веществ в ней практически никогда не встречается. Состав окружающей среды весьма неод нороден, в особенности в литосфере, даже если исключить из нее источники вещества и энергии, отличающиеся по химическому потенциалу в наибольшей степени. Поэтому столь же точный расчет абсолютных значений химической эксергии, как величин ер и ет, принципиально невозможен. Для практических расчетов необходимо ввести некоторые допущения, однако при условии, что они будут соответствовать требованиям эксергетического анализа и достаточ но объективно отражать реальную окружающую среду данного технического объекта.
В эксергетическом анализе уровни отсчета химической эксергии компонен тов, выбранные в окружающей среде, должны оставаться одинаковыми как
* Вещества отсчета эксергии — вещества окружающей среды, для которых эксергия может быть принята равной нулю, поскольку они находятся в состоянии, близком к равнове сию с другими ее компонентами. Такими веществами служат продукты выветривания (высшие оксиды, карбонаты, силикаты и т. п.), гидросфера и атмосфера.
для веществ, поступающих в систему, так и для веществ, выходящих из нее
(независимо от изменения их химического состава).
Наиболее общий способ выбора уровня отсчета и методика расчета хими
ческой эксергии приведены в [190, 729].
После выбора вещества отсчета производится расчет эксергии — в данном случае максимальной работы изотермически-изобарной (при Тос и р0.с) реак ции девальвации (обесценивания), при которой данное вещество превращается в вещество отсчета .Полученная при этом работа будет мерой реакционной эксергии етвещества в том случае, если девальвация протекает обратимо. Та же методика используется и для определения эксергии ионов, если необходи мо ее учитывать.
Концентрационная эксергия
Концентрационную эксергию потока вещества необхо димо учитывать в тех случаях, когда в самом анализируемом объекте либо при его взаимодействии с окружающей средой происходят процессы разделе ния смеси или ее образование. Такие процессы возможны как в закрытых системах, где используются циклы, работающие на смесях, так и в открытых, где протекают процессы разделения смесей или смешения (например, в возду хоразделительных установках, агрегатах опреснения морской воды и т. д.).
Вещества или смеси, концентрационную эксергию которых необходимо найти, содержатся в окружающей среде как компоненты раствора в свободном, химически не связанном состоянии. Концентрационная эксергия вещества оп ределяется максимальной работой, которая может быть получена при давлении рос и температуре Го.с окружающей среды в процессе выравнивания концент рации компонентов смеси с их концентрацией в окружающей среде, или, что, то же самое, минимальной работой, которая необходима, чтобы извлечь эти компоненты в данной концентрации при давлении р0.с и температуре Т0.с из
окружающей среды. Это положение относится |
как к твердым растворам, так |
и к жидким и газообразным. Таким образом, |
подсчет концентрационной эк |
сергии связан не с температурой и давлением окружающей среды, а только с ее составом. При этом химические соединения рассматриваются как индиви дуальные вещества.
Химическая эксергия некоторых веществ
Поскольку количество химических соединений огромно, составление таблиц химической эксергии е%различных веществ и соединении чрезвычайно трудоемкая работа Такие таблицы очень громоздки и, кроме этого, не позволяют учитывать особенности состава локальной окружающей среды 11541 Поэтому целесообразно рассчитывать значение ехпростых веществ (381 (далее в тексте они именуются элементами), в качестве которых принимает
ся |
I моль одноатомного и 1/2 моля двухатомного простого вещества). На осно |
|
ве |
полученных значений можно вычислить эксергию любых |
сложных ве |
ществ, для которых известна свободная энергия образования. |
|
|
|
П р и м е р Расчет эксергии сложного вещества. Пусть имеется химичес |
|
кая реакция образования сложного вещества из элементов |
|
|
|
аА + ЬВ + сС = АаВьСс, |
(3-2б> |
где Л, Б, С — элементы; а, 6, с — стехиометрические коэффициенты; АаВьС0— сложное вещество. Если известна свободная энергия образования вещества АаВьСс, равная AG при давлении р0.с и температуре Г0.с окружающей среды, то химическую эксергию этого вещества можно рассчитать по уравнению
|
ех (AaBbCc) = |
AG + аеА+ beв + сес, |
(3.27) |
|
где еА, ев, |
— эксергии соответствующих |
элементов. |
задачи! |
|
Расчет |
химической эксергии |
элементов |
включает две |
1)обоснование и выбор одного вещества отсчета в окружающей среде для каждого элемента;
2)собственно расчет химической эксергии ех элемента относительно выб
ранного вещества и той среды (атмосферы, литосферы, гидросферы), в кото
рой оно находится.
Выбор веществ отсчета в локальной окружающей среде. Обе составляю щих химической эксергии веществ следует рассчитывать локально (см. § 2 гл. 1), применительно к условиям процессов, в ходе которых эти вещества по лучаются и перерабатываются. В локальную окружающую среду (см. § 1 гл. 1) должны входить те вещества отсчета, до которых могут девальвироваться участвующие в данном процессе элементы, а также те девальвированные ве щества, из которых получают рассматриваемые элементы.
П р и м е р . Получение очищенной воды для производства водорода элек тролитическим методом.
Пусть этот процесс осуществляется двумя различными способами, опре деляемыми местоположением объекта:
1) обессоливанием и очисткой морской воды (подобным методом пресную воду получают в г. Шевченко);
2) очисткой речной воды.
Минимальная работа получения водорода в первом и втором случаях раз лична. Поэтому, если взять за основу в каждом из них свою локальную окружа ющую среду (/?'), т. е. принять за вещество отсчета в одном случае морскую воду, а в другом — пресную, то для каждого способа значение эксергии полу чения водорода, соответствующее реальной ситуации, будет свое. И морская, и речная вода будут девальвированными веществами отсчета для водорода в выбранной для каждой из них локальной окружающей среде (/?').
В зависимости от вещества, из которого вырабатывают рассматриваемый элемент в среде /?', все элементы условно делятся на две группы: элементы Эх, получаемые из девальвированных веществ, и элементы Эу, получаемые из цен ного недевальвированного сырья. К элементам группы X, например, относятся железо, если его добывают из Fe20 3, или выделенная из гипса сера, к элемен там группы V — углерод, добываемый в виде угля, или самородная сера.
Вещество отсчета для элементов группы X — максимально девальвирован ное среди веществ, из которых получают элементы Эх в рассматриваемой сре де /?', и веществ (в состав которых входит элемент 5 а), образующихся в ходе анализируемых процессов.
На рис. 3.9, а проиллюстрирован случай, когда за вещество отсчета при нят максимально девальвированный материал DA, из которого получают эле мент Эл (например, Fe20 3 при производстве железа). На рис. 3.9, б за вещество отсчета принято максимально девальвированное вещество В1побразующееся в рассматриваемом процессе. Так, натрий можно добывать из девальвирован-
Рис. 3.9. К расчету химической эксергии ех элементов Эх , получаемых из девальвированных веществ Dx (а) и Вг (б):
В 1, B t , В л — девальвированные |
вещества, образующиеся в ходе анализируемого |
процесса, R ' — ло |
кальная окружающая среда; |
— затраты эксергии на получение элемента Э х |
из D x |
Рис. 3.10. К расчету химической эксергии ех элементов Эу, получаемых из недевальвированного сырья:
D y — вещество, образующееся в результате взаимодействия элемента Эу со средой /?'; е^у — эксергия,
получаемая в результате перехода элемента Эу в вещество D y (остальные обозначения те же, что на рис. 3.9)
ного Na2S 04. В ходе процессов, протекающих в системе, образуется еще более девальвированное вещество NaNOa, которое и принимается за вещество от счета.
Такой подход в отличие от методик [168, 169, 190] принципиально исклю чает возможность появления отрицательных значений химической эксергии, не имеющих физического смысла.
Для элементов группы У за вещество отсчета принимают максимально де вальвированное из веществ, образующихся в результате взаимодействия рас сматриваемого элемента со средой /?', и веществ (в состав которых входит эле мент Эу), образующихся в ходе анализируемых процессов. Это положение ил люстрирует рис. 3.10. В тех случаях, когда затруднительно установить, какое вещество группы Y получится в условиях контакта со средой R*, применяет ся следующий прием. Несмотря на то, что элемент группы Y принадлежит к рассматриваемой среде R ', в других локальных средах его можно получить из девальвированных веществ. Максимально девальвированное из них и следует принять за вещество отсчета. Например, пусть в рассматриваемой среде R' серу получают в виде самородной. Так как гипс — самое девальвированное ве
щество, из которого в промышленности получают серу, то его и принимают за вещество отсчета.
Расчет химической эксергии элементов и соединений относительно ве ществ отсчета локальной окружающей среды. Химическая эксергия элемента ех складывается из двух слагаемых: реакционной составляющей эксергии ег, по лученной в результате проведения реакции девальвации, продуктами которой служат выбранные вещества отсчета, и концентрационной составляющей ек, полученной в результате изменения концентрации веществ отсчета до их кон
центрации в окружающей среде:
ех = ег + ек. |
(3.28) |
Каждую из составляющих уравнения (3.28) рассчитывают следующим образом.
Пусть в химической реакции (3.26) АаВьСс — вещество отсчета, эксергия которого равна нулю. Тогда, если эксергии элементов В и С уже определе ны, найти реакционную составляющую эксергии ег элемента Л можно по урав нению (3.27), принимающему вид
6гА — |
— Ьев — сес — ДG |
(3.29) |
|
а |
|||
|
|
где ев, вс — эксергии соответствующих элементов; AG — свободная энергия образования вещества АаВьСс. Концентрационную составляющую эксергии ек.л элемента А вычисляют по общему уравнению
|
|
|
екА = РаАьвссс — РАаВьСс, |
(3.30) |
где ил в.с |
и UA в. с |
— химические потенциалы |
чистого вещества отсчета |
|
' |
а о с |
1 а о |
с |
|
АаВьСси этого же вещества в локальной окружающей среде R , соответственно. |
||||
Расчет каждой из составляющих химической эксергии по уравнениям |
||||
(3.29) |
и (3.30) в зависимости от природы среды R ' (атмосфера, литосфера или |
гидросфера) имеет свои особенности. Так, если за локальную окружающую среду принята атмосфера и вещества отсчета простые, то
е, = 0, |
(3.31) |
eK= ± R T 0.c\n jr , |
(3.32) |
где п — количество атомов в молекуле простого вещества отсчета; R — уни |
|
версальная газовая постоянная; N — молярная доля |
вещества отсчета в ат |
мосфере. Если же вещества отсчета сложные, то реакционную составляющую ег определяют по уравнению (3.29), а концентрационную ек — по уравнению (3.32), в котором /1 = 1.
Если за локальную окружающую среду принята литосфера, то концентра ционная составляющая эксергии ек принимается равной нулю, поскольку в целом литосфера представляет собой не раствор, а смесь, для которой понятие о термодинамической работе разделения, т. е. ек>вообще не имеет смысла. Реак ционная составляющая ег определяется из уравнения (3.29). Лишь в тех слу чаях, когда вещество отсчета находится в литосфере в виде раствора определен ной концентрации, концентрационную эксергию ек вычисляют по уравнению
(3.30).
Формулы для расчета реакционной ег и концентрационной ек составляю щих эксергий элементов относительно ионов высшей степени окисления гид
росферы (морской воды) следующие [729]: |
|
|
е, = — /AG0 + |
jzeH, + 2nkeK; |
(3.33) |
ек = — 2,303RTo.cjz (pH) — jRT0.cIn my, |
(3.34) |
где / — количество ионов отсчета, образующихся из одной молекулы рассмат риваемого элемента; AG0 — свободная энергия образования иона в водном
№ п/п |
Элемент |
1Ag
2А1
3Ар
4As
5Au
6В
7Ва
8Be
9Bi
10V2Br2
11С
12Са
13Cd
14l/2Cla
15Со
16Сг
17Cs
18Си
19V.F.
20Fe
21Ga
22Ge
23V2Ha
24He
25Hf
26Hg
27V A
28In
29IP
30К
31Кг
32La
33Li
34Mg
35Mn
36Mo
37V»Na
38 Na
Тип элемента |
|
|
Вещество отсчета |
Эксергия, |
|
(X, У' |
|
|
кДж/кмоль |
||
X |
1. |
AgCl |
|
|
86 503 |
X |
А120 3 з н 2о |
790 003 |
|||
|
2. |
А1оО, |
|
|
788 789 |
X |
3. Al2Si06 |
|
855 907 |
||
|
Аг |
|
|
11 682 |
|
X |
|
AS20 5 |
|
381 561 |
|
X |
|
Аи |
|
|
0 |
X |
1. |
Н3В03 |
|
610 716 |
|
X |
ВаС03 |
|
722 969 |
||
X |
2. |
BaS04 |
|
742 983 |
|
|
ВеО |
А120 3 |
594 680 |
||
X |
1. |
Bi20 3 |
|
245 568 |
|
X |
Вг |
|
|
45 852 |
|
У |
2. |
КВг |
|
|
26 964 |
|
с о 2 |
|
|
410 828 |
|
X |
|
СаС03 |
|
712 879 |
|
X |
|
CdC03 |
|
254 025 |
|
X |
|
NaCl |
|
|
56 106 |
X |
|
Со30 4 |
|
222 960 |
|
X |
|
Сг20 3 |
|
520 863 |
|
X |
|
CsCl |
|
|
345 680 |
X |
1. СиС03 |
|
101 618 |
||
X |
2. |
Си20 |
|
|
72 268 |
1. |
Са1вР,024Р. |
308 247 |
|||
X |
Fea0 3 |
|
368 414 |
||
X |
2. |
Fe30 4 |
|
335 672 |
|
|
Ga20 3 |
|
496 536 |
||
У |
|
GeOa |
|
|
493 480 |
/ X |
1. |
H20 |
(пресная) |
117 697 |
|
X |
2. |
Н20 |
(морская) |
117 738 |
|
|
Не |
|
|
30 146 |
|
X |
|
ШС1а |
|
677 457 |
|
У |
1. |
HgCl2 |
|
132 016 |
|
|
2. |
HgO |
|
|
16 957 |
X |
3. |
HgS04 |
|
56 608 |
|
1. ю 3 |
|
|
92 028 |
||
X |
2. КЮ 3 |
|
60 293 |
||
|
1п20 3 |
|
412 713 |
||
У |
|
1 |
|
|
184 647 |
|
Юа |
|
|
352 504 |
|
X |
|
КС1 |
|
|
|
X |
|
Кг |
|
7Н20 |
34 279 |
X |
|
LaCl3 • |
983 610 |
||
X |
|
LiCl |
|
6Н20 |
186 740 |
X |
1. MgCl2 |
584 715 |
|||
|
2. |
MgC03 |
MgC03 |
613 270 |
|
X |
3. CaC03 |
618 671 |
|||
1. MnOa |
|
461 575 |
|||
|
2. Mn03 |
|
401 408 |
||
У |
3. |
Мп30 4 |
|
1 273 350 |
|
|
Mo03 |
|
672 181 |
||
X |
|
Na |
|
|
335 |
X |
1. Na2S04 |
10HaO |
328 345 |
||
|
2. |
Na2S04 |
330 940 |
№ п/п |
Элемент |
39Nb
40Ne
41Ni
42v«o2
43Os
44P
45Pb
46Pd
47Pt
48Rb
49Re
50Rh
51Ru
52S
53Sb
54Sc
55Se
56Si
57Sn
58Sr
59Та
60Те
61Ti
62T1
63V
64W
65Xe
66Y
67Zn
68Zr
Тип элемента |
|
Вещество отсчета |
Эксергия, |
(X. У) |
|
кДж/кмоль |
|
X |
|
Nb20 6 |
878 726 |
X |
|
Ne |
27 090 |
X |
|
NiO |
214 500 |
X |
|
о 2 |
1968 |
У |
|
Os0 4 |
297 361 |
X |
|
Са3 (Р04)2 |
866 583 |
X |
1. РЬС03 |
210 062 |
|
X |
2. |
PbS04 |
200 725 |
|
Pd |
0 |
|
X |
|
Pt |
0 |
X |
1. |
RbCl |
325 160 |
У |
Re20 7 |
542 510 |
|
|
2. |
Re0 3 |
508 846 |
X |
3. |
Re02 |
392 615 |
|
Rh |
0 |
|
X |
|
Ru |
0 |
X |
|
CaS04 2HaO |
603 221 |
У |
|
Sb20 6 |
409 991 |
X |
|
Sc20 3 |
907 407- |
У |
|
Se02 |
167 438 |
X |
|
Si02 |
853 352 |
X |
|
Sn02 |
516 090 |
X |
1. SrC03 |
721 713 |
|
X |
2. |
SrS04 |
724 142 |
|
Ta20 5 |
951 370 |
|
У |
|
Te02 |
266 544 |
X |
|
Ti02 |
886 220 |
X |
|
T120 3 |
315 658 |
X |
|
v 2o 6 |
705 384 |
X |
1. CaW04 |
818 810 |
|
X |
2. |
FeW04 |
708 566 |
|
Xe |
40 250 |
|
У |
|
Y (OH)3 |
933 115 |
X |
|
ZnC03 |
315 155 |
X |
1. |
ZrSi04 |
1 059 353 |
|
2. |
Zr02 |
1 019 367 |
П р и м е ч а н и е . Значения химической эксергнн элементов даны |
относительно девальвированных ве |
|
ществ атмосферы и литосферы. Исключение составляют иод и бром, |
которые добывают |
из гидросферы. |
Для ряда элементов указано несколько значений ех , соответственно нескольким веществам |
отсчета. Каж |
дое из этих веществ отсчета отмечено номерами, возрастающими в порядке убывания их значимости для практики. Так, вещество за № 1 чаще используется в качестве сырья для получения рассматриваемого элемента, чем вещество за № 2, и т. д. В таблице отмечено также, к какому типу (X или У) принадлежит каждый элемент
растворе (рассчитывается относительно водородного электрона); г — заряд иона отсчета (в случае отрицательных ионов г < 0); ен, — эксергия водорода; nk, ek — число молей и эксергия 6-го дополнительного элемента; k — индекс элементов, входящих помимо рассматриваемого в состав иона отсчета (допол нительные элементы); т, у — средняя молярная доля и коэффициент активнос ти иона отсчета в морской воде; pH — водородный показатель морской воды.
Рис. 3.11. Алгоритм расчета химической эксергии элементов
I
П р и м е р 1. |
Расчет химической эксергии NH4OH. |
|
|
|
||||||
Расчет ведется согласно уравнению (3.27): |
|
|
|
|
|
|
|
|||
AGNH4OH “Ь ^NH4OH = |
AGNH4OH + £ I м |
* |
I |
|
+ |
£ г . |
|
|||
|
|
|
“2 |
|
Т н' |
|
“2~и* |
|
||
Подставив в это уравнение значение AGNH4OH из [156] и значения химичес |
||||||||||
кой эксергии азота, |
водорода, |
кислорода из |
табл. |
3.1, |
|
можно |
получить |
|||
еш 4он = —254306 + |
335 + 5117697 + 1968 = |
336482 |
(кДж/кмоль). |
|||||||
П р и м е р 2. |
Расчет химической эксергии РЬО. |
|
|
|
|
|
||||
Расчет ведется согласно уравнению (3.27): |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
£pbOa = |
AGpbO, + ^Pb + |
|
2 ^0 f |
|
|
|
|
|
Подставив в это уравнение значение AGpbo2 из |
|
[156] и значение |
химической |
|||||||
эксергии свинца и кислорода из табл. 3.1, получим |
|
|
|
|
|
|||||
£рьо, = — 21 7504 + 21 0062 + 2 1968 = |
|
— 3506 (кДж/кмоль). |
Отрицательная химическая эксергия означает, что в рассматриваемой локальной окружающей среде за вещество отсчета для производства свинца нужно брать не РЬС03, как это сделано в табл. 3.1, а более девальвированное
вещество РЬ02, т. е. следует считать |
еръо, = 0. |
уже не |
|
При этом эксергия |
свинца |
относительно РЬ02 составит |
|
210 062 кДж/кмоль, как в табл. 3.1, а будет иметь другое значение, |
которое |
||
можно рассчитать по уравнению 3.24: |
|
||
еРЪ= — AGpbo, — 2е i |
= 21 7504 — 2 1968 = 21 3568 (кДж/кмоль). |
||
7 ° ’ |
|
|
|
Приведенная методика расчета химической эксергии элементов и соедине |
ний позволяет в наибольшей степени учесть реальные условия производства как в настоящее время, так и в перспективе. Вместе с тем удается свести к ми нимуму (а в ряде случаев исключить полностью) предварительную расчетную работу по определению значений химической эксергии, сконцентрировав вни мание на самом процессе тер
модинамического и термоэко |
Таблица 3.2. Эксергия неорганических веществ |
|||||||||||||
номического анализа. |
|
|
относительно веществ отсчета, |
указанных в табл. 3.1 |
||||||||||
|
|
(Т о .с |
= 298 К, |
р о .с = 1,01325 |
|
106 Па) |
|
|||||||
Значения |
реакционной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
эксергии ег элементов относи |
Вещество |
Эксергия, |
Вещество |
Эксергия, |
||||||||||
тельно |
локальной окружаю |
кДж/кмоль |
кДж/кмоль |
|||||||||||
щей среды R' не могут |
быть |
|
|
|
|
|
|
|
118 701 |
|||||
табулированы |
заранее; |
их |
А1С1-. (Т) |
329 466 |
КСЮ, (Т) |
|||||||||
надо |
каждый |
раз рассчиты |
Al, (S04)3 (Т) |
313 150 |
MgO (Т) |
|
17 241 |
|||||||
вать |
применительно |
к |
кон |
ВаО (Т) |
199 845 |
MgS04 (Т) |
25 125 |
|||||||
СаО (Т) |
110 803 |
МпО (Т) |
|
100 623 |
||||||||||
кретным условиям. Для |
того |
СаС12 (Т) |
76 992 |
N0 (г) |
|
88 870 |
||||||||
чтобы свести расчетную рабо |
СО (г) |
275 644 |
N 0 |
2 г |
|
55 56Z |
||||||||
|
( ) |
|
336 941 |
|||||||||||
ту при |
определении |
химиче |
С02 (г) |
20 405 |
NH, (г) |
ж |
||||||||
336 482 |
||||||||||||||
ской эксергии ех к минимуму, |
Си.О (Т) |
59 182 |
NH4OH |
( ) |
28 928 |
|||||||||
FeO (Т) |
118 936 |
Na2C03 (Т) |
||||||||||||
можно |
воспользоваться |
таб |
Fe (ОН), (Т) |
30 773 |
РЬО (Т) |
|
23 081 |
|||||||
лицей эксергий элементов от |
НС1 (г) |
78 504 |
S02 (г) |
|
306 963 |
|||||||||
2 |
4 ж |
156 386 |
SO, (г) |
|
240 138 |
|||||||||
носительно |
девальвирован |
H S0 |
( ) |
43 143 |
|
805 059 |
||||||||
ных |
веществ, |
наиболее часто |
HNO, (ж) |
HaS (г) |
|
|||||||||
используемых |
на практике в |
Пр и м е ч а н и е . T — твердое, ж |
жидкое, |
г — газооб |
||||||||||
качестве сырья для получения |
||||||||||||||
разное состояния вещества. |
|
|
|
|
|
Вещество |
Эксергия, |
кДж/кмоль |
|
СН4 (г) |
830544,2 |
С2н , (г) |
1494485,7 |
СзН8 (г) |
2150013,3 |
Ql^lO (Г) |
2802401,4 |
Q H 12 ( г ) |
3457259,2 |
С6Н12 (ж) |
3456045,3 |
СвН14 (г) |
4111447,3 |
0 >н14 (ж) |
4107345,0 |
Q H j, (г) |
4765719,1 |
с ,н 1в (ж) |
4758728,5 |
С2Н4 (г) |
1360282,5 |
СзН» (г) |
2000908,0 |
СН2СНСН2СН3 (г) |
2655556,5 |
С2Н2 (г) |
1266097,5 |
СН,ССН (г) |
1897388,2 |
С5Н10 (ж) |
3266670,7 |
СвН12 (ж) |
3903026,4 |
СвН8 (ж) |
3294758,7 |
CH3Q H 5 (ж ) |
3930235,4 |
СН3ОН (ж) |
717061,8 |
С2Н6ОН (ж) |
1355217,5 |
СзН,ОН (ж) |
2004717,2 |
|
Вещество |
Эксергия, |
|
кДж/кмоль |
|
С4Н9ОН (ж) |
2660370,4 |
|
С5Нп ОН (ж) |
3306270,2 |
|
НСНО (г) |
538068,4 |
|
СН3СНО (г) |
1160735,9 |
|
(СН3) СО (ж) |
1784701,1 |
|
НСООН (ж) |
288373,5 |
|
СНдСООН (ж) |
904008,5 |
|
НСООСН3 (г) |
998737,7 |
|
СН3СООС2НБ (ж) |
2255333,0 |
|
(СН3)20 |
(г) |
14164.58,6 |
(С2Н5)20 |
(ж) |
269854В,7 |
CH3NH2 ( г ) |
1031681,5 |
|
CHgCN (ж) |
1273716,0 |
|
(NH2) СО (т ) |
686797,0 |
|
CeH5N 0 2 (ж ) |
3203294,6 |
|
C6H5NH2 (ж ) |
3437543,2 |
|
СвН12Ов (т) |
2968334,4 |
|
С12Н22Ои (Р-лактотоза) |
5971370,8 |
|
Ci2H22On (сахароза) |
5993724,1 |
|
C5H6N (ж ) |
2823791,8 |
|
C9H7N (ж ) |
4785435,2 |
П р и м е ч а н и е . Т — твердое, ж — жидкое, г — газообразное совтояьия вещества.
того или иного элемента (табл. 3.1). Если вещества отсчета в рассмат
риваемой окружающей среде R' |
не совпадают с веществами отсчета, |
указан |
|
ными в таблице, |
химическую |
эксергию следует пересчитать (например |
|
так, как показано |
в алгоритме на рис. 3.11). Этот алгоритм, на основе |
которо |
го рассчитаны значения ех элементов, помещенные в таблицу, построен таким образом, чтобы расчеты эксергии последующих элементов проводились на ос нове уже полученных значений ех предыдущих. Все расчеты проводятся па уравнениям (3.28) — (3.34). Необходимые для этого значения свободной энер гии образования AG соединений из элементов взяты из справочника [167].
Используя данные, приведенные в табл. 3.1, можно по уравнению (3.27) рассчитать значения ех сложных веществ. Найденные относительно веществ отсчета за № 1 значения эксергий некоторых неорганических соединений пред ставлены в табл. 3.2. Значения эксергии органических веществ, взятые из [190], представлены в табл. 3.3. Вещества отсчета для элементов С; 1/2 Н2; 1/202; 1/2N2 в табл. 3.3 совпадают с веществами отсчета, принятыми для расчета хи мической эксергии ех в [190].
Если вещества отсчета в рассматриваемой локальной окружающей среде совпадают с таковыми для соответствующего элемента табл. 3.1, то можно прямо использовать значения ех элемента из этой таблицы. В этом случае мож~