
- •Содержание
- •1. Природные ресурсы − топливо и минеральное сырье Республики Беларусь.
- •1.1. Природные ресурсы.
- •1.2. Энергетические ресурсы Республики Беларусь.
- •1.3. Минеральные ресурсы Республики Беларусь.
- •2. Общие принципы энергосберегающих технологий.
- •2.1. Экономия энергоресурсов
- •2.2. Энергетический баланс технологических процессов.
- •3. Эксергетический метод термодинамического анализа.
- •3.1. Роль окружающей среды в промышленных энергетических процессах.
- •3.2. Понятие и свойства эксергии.
- •Уравнение Гюи-Стодолы.
- •3.4. Степень термодинамического совершенства технических процессов.
- •4. Расчёт эксергии физических и химических процессов.
- •4.1. Основное уравнение для расчета термомеханической эксергии. Изменение термомеханической эксергии в процессе
- •Термомеханическая эксергия идеального газа .
- •Доказательство “ бесполезности “ работы проталкивания против внешнего атмосферного давления на примере расширения
- •Уравнение для расчета термомеханической эксергии идеального газа на основе различных процессов.
- •С учетом уравнений Пуассона
- •Суммарная полезная работа
- •Примеры расчета термомеханической эксергии.
- •4.6 Учет фазовых переходов при расчете эксергии.
- •4.7 Расчет концентрационной эксергии.
- •Эксергетический анализ процессов теплообмена
- •Термическая эксергия каждого потока
- •Схемы рекуперации.
- •Рекуперация тепла.
- •3 Pinch - точка
- •5. Химическая эксергия веществ
- •5.1. Принципы расчета химической эксергии.
- •5.2. Модели окружающей среды
- •5.2.1. Модель окружающей среды № 1 Шаргута.
- •5.2.2. Модель окружающей среды Арендтса.
- •5.2.3. Модель окружающей среды Степанова.
- •5.2.4. Модель окружающей среды № 2 Шаргута.
- •5.2.5. Модель окружающей среды Бродянского.
- •5.3. Проблемы выбора параметров окружающей среды, методов расчета химических эксергий.
- •. Принципы построения термохимической модели окружающей среды.
- •Параметры стандартной термохимической модели окружающей среды.
- •5.6. Схема девальвации веществ состава СaHbOcNdSe.
- •5.7. Термодинамические свойства веществ отсчета в термохимической модели окружающей среды.
- •750,45 КДж/моль.
- •6. Аддитивные расчеты химических эксергий органических веществ.
- •6.1. Аддитивные расчеты химической эксергии углеводородов при
- •6.1.1. Алканы
- •6.1.2. Алкилпроизводные циклопентана и циклогексана
- •6.1.3. Алкилпроизводные бензола
- •6.2. Аддитивные расчеты химических эксергий углеводородов в широком интервале температур
- •6.2.1. Химические эксергии углеводородов в состоянии идеального газа в интервале 298,15-1000 к
- •Продолжение таблицы 6.1
- •6.2.2. Химические эксергии жидких углеводородов.
- •7. Расчет химических эксергий смесей.
- •7.1. Расчет химической эксергии смеси в приближении идеального раствора.
- •7.2. Расчет химической эксергии смеси по экспериментальным данным.
- •8. Расчет химической эксергии топлив.
- •Окончательно можно записать
- •9. Термодинамический анализ химических процессов.
- •9.1. Основные положения эксергетического анализа химико- технологических процессов.
- •4´ Рецикл
- •9.2. Взаимосвязь потерь эксергии.
- •9.3. Эксергетический анализ химических производств.
- •9.3.1. Краткое описание технологического процесса стадии оксимирования
- •9.3.2. Исходные данные для проведения эксергетического анализа
- •9.3.3. Расчет эксергетических кпд и эксергетических потерь
- •9.3.4. Кривая регенерации тепла
- •9.3.5. Сравнительный эксергетический анализ некоторых способов получения циклогексаноноксима
- •10. Пример эксергетического расчета для выполнения индивидуального задания.
- •10.2. Расчет мольного содержания компонентов в равновесной смеси при 535 к потока №6 после дегидрирования .
- •10.3 Расчет массы воды, необходимой для нагрева в узле т601
- •10.4. Расчет массы и состава потока №14
- •10.5. Расчет эксергии c6h11oh и c6h10o при температуре 298,15 к с использованием термохимической модели ос.
- •10.6. Расчет эксергии потоков Расчет эксергии потока №1
- •Расчет эксергии потока №2
- •Расчет эксергии потока №3
- •Расчет эксергии потока №5
- •Расчет эксергии потока №6
- •Расчет эксергии потока №15
- •Расчет эксергии потока №16
- •Расчет эксергетических кпд по стадиям
- •Литература
- •Термодинамические свойства циклогексанола при 298.15 к
- •Термодинамические свойства циклогексанона при 298.15 к
Параметры стандартной термохимической модели окружающей среды.
Как уже отмечалось , в качестве температуры и давления СТМОС выбраны Т0 = 298,15 К и Р0 = 101325 Па. К числу параметров модели ОС кроме температуры и давления относятся концентрации веществ отсчета. В случае вещества отсчета для серы Н2SO4115Н2О концентрация водного раствора серной кислоты не используется явно в процедуре расчета эксергии, так как значения термодинамических функций для раствора заранее пересчитаны на соответствующие разбавления, а раствор такой концентрации образуется непосредственно в ходе реакции девальвации. Формально можно считать, что в результате реакции образуется n молей соединения состава [Н2SO4115Н2О], где n число атомов серы в рассматриваемом соединении. Поэтому концентрационная составляющая эксергии для серы не входит явно в число параметров СТМОС. Концентрационная составляющая для эксергии жидкой воды равна нулю, поскольку вода входит в СТМОС как чистое индивидуальное вещество.
Для веществ отсчета из состава атмосферы выбор концентраций производится исходя из среднего содержания их в природной атмосфере при 100 -й влажности. Последнее условие соответствует требованию равновесности модели ОС. Для обоснованного выбора концентраций газообразных веществ отсчета проведено сопоставление состава атмосферы по разным источникам ( таблица 5.6 ). Как видно из приведенных данных, различные источники [17,18,19 ] дают практически одинаковые значения для концентраций СО2, N2 и О2 в атмосфере.
Таблица 5.6: Состав сухой атмосферы по различным литературным
данным, об.
компоненты |
[17] |
[18] |
[19] |
N2 |
78,084 |
78,084 |
78,084 |
O2 |
20,9476 |
20,946 |
20,946 |
Ar |
0,934 |
0,934 |
0,934 |
CO2 |
0,0314 |
0,031 |
0,0324 |
Ne |
0,001818 |
0,00182 |
0,001818 |
He |
0,000114 |
0,000524 |
0,000524 |
Xe |
0,0000087 |
|
0,0000087 |
Kr |
|
0,000114 |
0,000114 |
H2 |
0,00005 |
0,00005 |
0,00005 |
N2О |
0,00005 |
|
0,000035 |
SO2 |
0,0001 |
|
|
CH4 |
0,0002 |
0,00015 |
0,00015 |
O3 |
0,000007 |
|
|
Всего |
99,9993477 |
99,997658 |
99,9990997 |
Температура |
288,15 К |
288,15 К |
298,15 К |
Давление |
101325 Па |
101325 Па |
101325 Па |
В дальнейших расчетах использованы данные из работы [19]. Так как литературные данные по составу атмосферы относятся к нулевой влажности, то необходимо пересчитать парциальные давления с учетом давления насыщенного пара воды при 298,15 К. Полученные результаты представлены в таблице 5.7. Значение давления насыщенного пара воды при 298,15 К принято равным 3167,7 Па [20].
Таблица 5.7: Вещества отсчета в стандартной термохимической модели окружающей среды. Т0 = 298,15 К , Р0 = 101325 Па.
элемент |
простое вещество |
вещество отсчета |
содержание в СТМОС, кПа |
С |
С (графит) |
СО2 (г) |
|
H |
Н2 (г) |
Н2О (ж) |
|
N |
N2 (г) |
N2 (г) |
|
O |
O2 (г) |
O2 (г) |
|
S |
S (ромб) |
Н2SO4115Н2О (р-р) |
|
Добавление новых элементов в модель окружающей среды возможно с использованием приведенных выше принципов.
Таким образом, в представленном материале заданы все параметры окружающей среды, необходимые для расчета эксергии веществ, содержащих C,H,O,N,S элементы. Методика этих расчетов будет рассмотрена в следующем разделе.