10.5. Расчет эксергии c6h11oh и c6h10o при температуре 298,15 к с использованием термохимической модели ос.

E = E_{dev (CxHyOz)} + E_C(CO₂) –E_C(O₂) (10-9)

где: E_{dev (CxHyOz)} – эксергия девальвации вещества = -∆_devG°

E_C(CO₂), E_C(O₂) – концентрационная эксергии газообразообразных результирующих веществ отсчета и дополнительных веществ отсчета соответственно.

Для C₆H₁₁OH имеем:

C₆H₁₁OH +8.5O₂ → 6CO₂ + 5H₂O

E_dev(C₆H₁₁OH)=-(∆_devG°) = ∆_fH_{(конечн)} - ∆_fH_(исх)–

-T₀( S°_{(конечн)}  S°_(исх)) (10-10)

В соответствии с уравнением (10-10), пользуясь величинами, приведенными в таблице П 3.2 находим эксергию C₆H₁₁OH:

E_dev(C₆H₁₁OH) = 3651,45 кДж/моль

Аналогично рассчитываем эксергию для C₆H₁₀O:

C₆H₁₀O +8O₂ → 6CO₂ + 5H₂O

E_dev(C₆H₁₀O) = -(∆_devG°) = ∆_fH_{(конечн)} - ∆_fH_(исх) –

-T₀( S°_{(конечн)} - S°_(исх)) (10-11)

находим эксергию C₆H₁₀O:

E_dev(C₆H₁₁OH) = 3443.36 кДж/моль

Учитывая сжатие О₂ от 20560 Па до 101325 Па , пользуясь уравнением:

(10-12)

E_C(O₂) = 3,95 кДж/моль

И учитывая расширение СО₂ от 101325 до 31.8 Па, пользуясь уравнением (10-12), только без знака ,,“, так как происходит расширение

E_C(CO₂) = 19,97 кДж/моль

Расчет эксергии водорода:

Н₂ + 0.5О₂ → Н₂О

E_dev(H₂) = -(∆_devG°) = 276,12 кДж/моль

Суммарная эксергия веществ получается из уравнения (10-9):

Есумм(C₆H₁₁OH)=3651,45кДж/моль+6*19,97кДж/моль-8,5*3,95кДж/моль= =3737,7кДж/моль

Есумм(C₆H₁₀O)=3443.36кДж/моль+6*19,97кДж/моль-8*3,95кДж/моль= =3531,6кДж/моль

Есумм(Н₂) = (276,12-0,5*3,95) = 274,1 кДж/моль

10.6. Расчет эксергии потоков Расчет эксергии потока №1

Е₁ = Е термич + Ехимич

Ехимич = n·3737,7 кДж/моль = 13600·3737,7 = 50832720кДж

Е термич = Ср·(Т-Т₀)- СрТ₀·ln( ) (10-13)

Ср рассчитываем из приведенной зависимости теплоёмкости от Т:

Ср = -17.0+0.797·Т

Eтермич = (-17+0,797*318)*(318-298,15-298,15*LN(318/298,15))) =

=n·149,6 Дж/моль

В пересчете на 13600 моль: Eтермич = 2034609 Дж

Е₁ = 50832720кДж +2034609 Дж = 50834754,6кДж

Расчет эксергии потока №2

Е₂ = Етермич + Е химич

Ехимич = 50832720 кДж

Из формулы (10-13) рассчитаем термическую эксергию:

Е термич = (-17+0,797*373)*(373-298,15-298,15*LN(373/298,15))=

= n·2261,9 Дж/моль

В пересчете на 13600 моль: Eтермич = 30761,8 кДж

Е₂ = 50832720кДж + 30761,8 кДж = 50863481,8кДж

Расчет эксергии потока №3

Е3 = Етермич + Ехимич + Еф.п.

Ехимич = 50832720кДж

Из формулы (10-13) рассчитаем термическую эксергию:

Е термич = 191,8*(453-298,15-298,15*LN(453/298,15)) = 5779,9 Дж/моль

Здесь и далее С_Р рассчитывали, используя данные из таблицы 10.4.

В пересчете на 13600 моль: Eтермич = 78607,1 кДж

Еф.п. = ∆Hф.п.(1- ) (10-14)

Еф.п. = n·62,01*10³ Дж·моль^-1*(1-298,15/434,25) = 19434,8 Дж моль^-1

В пересчете на 13600 моль: Еф.п. = 264313,3 кДж

Е₃ = 50832720кДж + 78607,1 кДж+ 264313,3 кДж = 51175640,4кДж