
- •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
Окончательно можно записать
(83)
В
качестве примера рассмотрим расчет
топливной эксергии модельной смеси,
рассчитанная по энтальпиям сгорания
индивидуальных компонентов равнв
–46340,05 кДж/кг, брутто состав смеси
выражается формулой С7,317Н14,124.
Тогда
/кг.
Сравнение полученной величины с эксергией
модельной смеси, вычисленной по различным
расчетным методикам в разделе 7.2,
показывает, что разница в их значениях
не превышает 0,2.
Для более детальной проверки выражения (83) была разработана программа, реализующая следующий алгоритм: 1) из всех жидких соединений , входящих в базу данных стандартных химических эксергий епроизвольным образом составляется смесь со случайным содержанием каждого компонента; 2) проводится расчет эксергии полученной смеси и расчет топливной эксергии по выражению (83); 3) проводится сравнение рассчитанных эксергий. Программа была снабжена дополнительными параметрами, которые контролировали общее количество генерируемых смесей, минимальное и максимальное число индивидуальных компонентов смесей, долю компонентов разных классов органических соединений в смеси. В качестве последних сотрудниками кафедры были условно выбраны 5 классов: С,Н-, С,Н,О-, С,Н,N-, С,Н,О,N- и С,Н,S- содержащие соединения, куда входило соответственно 476,521,51,7,123 вещества. Программа работает в двух режимах: а) формируется только общий отчет, куда входят число компонентов в каждой смеси и значения эксергий, рассчитанным по двум выше указанным методам; б) к общему отчету добавляется информация по составу каждой смеси. В результате многократного прогона программы при различных значениях контролирующих параметров установлено, что отклонение химической эксергии смеси от топливной, рассчитанной по выражению (83), не превышает 0,8, причем для смесей, состоящих только из углеводородов это отклонение не более 0,1. Таким образом, можно считать полученное выражение приемлемым для расчета топливной эксергии жидких С,Н,О,N,S-содержащих топлив.
9. Термодинамический анализ химических процессов.
9.1. Основные положения эксергетического анализа химико- технологических процессов.
Первая
задача эксергетического анализа состоит
в определении эксергетического к.п.д.
производства, который является показателем
степени термодинамического совершенства
процесса. При этом нужно учитывать, что
существуют различные варианты расчета
.
Таблица 9.1. Значения некоторых химических производств.[41]
|
, |
Азотная кислота |
9 |
NaOH, Cl2 (электролиз NaCl) |
13 |
серная кислота (колчедан) |
23 |
электростанция |
40 |
автомобиль |
18 |
аммиак |
55 |
метанол |
66 |
этилен |
78 |
Из приведенных данных видно, что производства хлора, серной кислоты несовершенны с позиции энергетики.
Химико-технологические процессы состоят, как правило, из следующих стадий:
химические процессы;
теплообменные процессы;
процессы разделения, выделения, очистки адсорбция, абсорбция,
ректификация, кристаллизация, сушка и т.п.;
процессы расширения, сжатия, перекачивания газов, жидкостей.
Принципиальная схема химического производства может быть представлена следующим образом: