
- •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
Расчет эксергии потока №5
Е5 = Етермич + Ехимич + Еф.п.
Ехимич = 50832720кДж
Из формулы (10-13) рассчитаем термическую эксергию:
Е термич = 202,8*(483-298,15-298,15*LN(483/298,15)) = n·8318 Дж
В пересчете на 13600 моль: Eтермич = 113126,8 кДж
Из формулы (10-14) рассчитаем эксергию ф.п.:
Еф.п. = 264313,3 кДж (из предыдущего расчета)
Е5 =50832720 кДж + 113126,8 кДж+264313,3 кДж = 50945846,8 кДж
Расчет эксергии потока №6
Е6 = Етермич(C6H11OH) + Етермич(C6H10O) +) + Ехимич(C6H11OH) + Ехимич(C6H10O) + +Едев(Н2)
Ехимич(C6H11OH) + Ехимич(C6H10O) = 3400*3737,7+10200*3531,6 = =48730500кДж
Етермич(C6H11OH) + Етермич(C6H10O) = 3400* 323,3*(535-298,15-298,15*LN(535/298,15))+10200*293,0*(535-298,15-298,15*LN(535/298,15)) = =839405,9кДж
Исходя из расчетов в пункте 10.5: Ехим(Н2) = 10200*274,1 = 2795820 кДж
Е6 = 48730500кДж+839405,9кДж+2795820 кДж = 52425725,9 кДж
Расчет эксергии потока №7
Е7 = Етермич(C6H11OH) + Етермич(C6H10O) + + Ехимич(C6H11OH) + Ехимич(C6H10O) + Ехим(Н2)
Ехимич(C6H11OH) + Ехимич(C6H10O) = 48730500кДж
Етермич(C6H11OH) + Етермич(C6H10O) = 3400*199,23*(473-298,15-298,15*LN(473/298,15))+10200*253,5*(473-298,15-298,15*LN(473/298,15))= =121563413,7Дж
Ехим(Н2) = 10200*274,1 = 2795820 кДж
Е7 = 48730500кДж+121563413,7Дж +2795820 кДж = 51647883,4 кДж
Расчет эксергии потока №9
Это эксергия потока 7 за вычетом Ехим(Н2) :
Е9 = Е7 - Ехим(Н2) = 51647883,4 кДж - 2795820кДж = 48852063,4 кДж
Расчет эксергии потока №8
Е8 = Етермич(C6H11OH) + Етермич(C6H10O) + Ехимич(C6H11OH) + Ехимич(C6H10O)
Ехимич(C6H11OH) + Ехимич(C6H10O) = 48730500 кДж
Етермич(C6H11OH) + Етермич(C6H10O) = 3400*(-17+0,797*403)*(403-298,15--298,15*LN(403/298,15))+10200*(72,91+0,347*403)*(403-298,15-
-298,15*LN(403/298,15)) = 41862,8 кДж
Е8 = 48730500 кДж + 41862,8 кДж = 48772362,8 кДж
Расчет эксергии потока №14
Е14 = Етермич
Етермич = 30,19*470240,5*(630-298,15-298,15*LN(630/298,15)) =
=1544543247 Дж
Ср определим из зависимости теплоемкости от температуры для продуктов сгорания (таблица П.3.6):
Ср = A + B * Т
Таблица 10.6: Значения коэффициентов уравнения, описывающего
зависимость теплоемкости от температуры.
Parameter |
Value |
Error |
A |
28,06871 |
0,02355 |
B |
0,00336 |
4,12E-05 |
Ср = 28,06871+0,00336*630 = 30,19 Дж·моль-1·К-1
Е14= 1544543,2 кДж
Расчет эксергии потока №15
Е15 = Етермич
Етермич = 29,82*470240,5*(520-298,15-298,15*LN(520/298,15)) =
=785301635 Дж
Теплоемкость рассчитаем , используя данные из таблицы 10.6.
Ср = 28,06871+0,00336*520= 29,82 Дж·моль-1·К-1
Е15 = 785301,6 кДж
Расчет эксергии потока №16
Е16 = Етермич(Етермич пара(483-373.15) +Етермич жидк(373.15-298.15)) + Емеханич + Еф.п.
Етермич=35150 [29.62 (463-298.15)-298.15*29.62*LN(463/298.15)] =34870202.2 Дж
Ср для воды определим из зависимости теплоемкости от температуры пара (таблица П.3.5.)
Ср = A + B*Т
Таблица 10.7: Значения коэффициентов для линейной
зависимости теплоемкости от температуры
Parameter |
Value |
Error |
A |
32,85085 |
0,32721 |
B |
0,00721 |
5,73E-04 |
Ср = 32,85085+0,00721*463 = 29,62 Дж·моль-1·К-1
Емеханич
= R·T0·ln
- R·T·(1-
) (10-15)
Емеханич=35150*(8,314*298,15*LN(12,5/1)-8,314*463*(1-1/12,5)) =95622586,7 Дж
Еф.п.=(∆fHг-∆fHж)·(1-
)=35150*44004*(1-298,15/373,15)=310881803,6Дж
=
-241,826 кДж/моль ( таблица П.3.6)
=
-285,830 кДж/моль (см. таблица 5.8)
Е16 = 34870202.2 Дж + 95622586,7Дж + 310881803,6Дж = 441374,6 кДж