- •Розрахунки в середовищі excel Розділ 1. Розрахунок кінетичних параметрів топохімічних реакцій
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Розділ 2. Статистична обробка результатів експерименту
- •2.1. Кореляційний аналіз
- •2.2. Довірчий інтервал
- •Контрольні питання
- •Література
- •Розділ 3. Розрахунок кінетичних параметрів хімічних реакцій
- •Література
- •Розділ 4. Оптимізація об'єктів досліджень за моделями другого порядку
- •Література
- •Розділ 5. Розрахунки математичних моделей "склад - властивість"
- •Література
- •Розділ 6. Розрахунок кінетичних параметрів за дериватографічними даними
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Контрольні питання
- •Розділ 7. Розрахунок очищення коксового газу від сірководню
- •Алгоритм розрахунку
- •Розділ 8. Розрахунок виробництва водню мембранним методом
- •Алгоритм розрахунку [1]
- •Контрольні питання
- •Розділ 9. Розрахунок паро – повітряної конверсії метану
- •Вихідні дані (додаткові)
- •Контрольні питання
- •Розділ 10. Розрахунок двоступеневої
- •Розділ 11. Розрахунок матеріального балансу синтезу метанолу
- •Розділ 12. Розрахунок матеріального балансу синтезу аміаку
- •Алгоритм розрахунку
- •Контрольні питання
- •Розділ 13. Розрахунок очищення газу від co2 розчином моноетаноламіну
- •Алгоритм розрахунку Розрахунок матеріального балансу виробництва
- •Стадія «тонкого» очищення
- •Стадія «тонкого» очищення
- •Концентрації компонентів суміші с(і)2відповідають даним таблиці 3.
- •2 Розрахунок теплового балансу виробництва
- •Де ∑m(mea)р-ну - сума витрат розчину меа на «грубе» та «тонке» очищення, кг меа/год.
- •3 Розрахунок насадкового абсорбера верхня частина абсорбера («тонке» очищення)
- •Алгоритм розрахунку
- •Швидкість захлинання абсорбера у верхній частині [3]:
- •Робоча швидкість газу у верхній частині абсорбера:
- •Нижня частина абсорбера («грубе» очищення)
- •Алгоритм розрахунку
- •Швидкість захлинання абсорбера у нижній частині [3]:
- •Робоча швидкість газу у нижній частині абсорбера:
- •4 Розрахунок тарілчастого абсорбера
- •Верхня частина абсорбера
- •Алгоритм розрахунку
- •Нижня частина абсорбера
- •Алгоритм розрахунку
- •Промисловий абсорбер має 15 тарілок: 9 в нижній частині і 6 у верхній.
- •Розділ 14. Аналіз статики іонного обміну однозарядних (рівнозарядних) іонів
- •Рівновага іонного обміну рівновалентних іонів
- •Алгоритм розрахунку
- •Контрольні питання
- •Література
- •Розділ 15. Аналіз статики іонного обміну різнозарядних іонів
- •Алгоритм розрахунку
- •Контрольні питання
- •Література
- •Розділ 16. Розрахунок очищення газу від оксиду карбону (IV) гарячим розчином поташу
- •1 Матеріальний розрахунок
- •Алгоритм розрахунку
- •1.1 Розрахунок грубого очищення
- •1.2 Розрахунок тонкого очищення
- •2 Тепловий баланс поташного очищення конвертованого газу
- •Алгоритм розрахунку
- •3 Конструктивні розрахунки насадкового абсорберу
- •3.1 Розрахунок діаметру абсорберу Нижня зона
- •Алгоритм розрахунку
- •Верхня зона
- •Алгоритм розрахунку
- •3.2 Розрахунок висоти насадки
- •Верхня зона
- •Алгоритм розрахунку
- •Нижня зона
- •Алгоритм розрахунку
- •1. Розрахувати реальний вміст компонентів k2co3,kнco3і н2о в розчинах згідно даних таблиці 10. Врахувати стехіометрію реакції
- •Розрахунок матеріального балансу
- •Розрахунок теплового балансу
- •Алгоритм розрахунку
- •Конструктивний розрахунок
- •Алгоритм розрахунку
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Контрольні питання
- •Література
- •Розрахунки в середовищіmathcad розділ 18. Розрахунок рівноваги оборотних реакцій
- •Розділ 19. Розрахунок трубчатого реактора конверсії природного газу
- •Алгоритм розрахунку
- •Розділ 20. Розрахунок рівноваги пароповітряної конверсії метану
- •Розділ 21. Розрахунок окиснення оксиду сульфуру (IV)
- •Контрольні питання
- •Література
- •Розділ 22. Альтернативний розрахунок матеріального балансу синтезу аміаку
- •Контрольні питання
- •Розділ 23. Альтернативний розрахунок матеріального балансу синтезу метанолу
- •Розділ 24. Розрахунок паро-вуглекислотної конверсії природного газу
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Контрольні питання
- •Розділ 25. Розрахунок вуглекислотної рівноваги у водних розчинах
- •Алгоритм розрахунку
- •Значення рН буде приймати значення 4, 5, 6, 7, ..... До значення –log(Kw). Важливо! Отримані числові значення параметра не утворюють матрицю, тому з ними не можливі дії, що застосовуються до матриці.
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Контрольні питання
- •Розділ 26. Аналіз динаміки іонного обміну однозарядних іонів
- •2 Хвильове рівняння для концентрації
- •3 Рівняння збереження в безрозмірній формі [1]
- •4 Рівняння ізотерми іонного обміну
- •5 Рішення хвильового рівняння методом характеристик [1]
- •6 Розрахунок обміну однозарядних іонів[1]
- •Алгоритм розрахунку
- •Вихідні дані для 1-ої ступені водопідготовки
- •Алгоритм розрахунку
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Література
- •Розділ 27. Термодинамічний та матеріальний розрахунки газифікації вугілля
- •Розділ 28. Термодинамічний розрахунок газифікації (конверсії) вуглеводнів
- •Алгоритм розрахунку
- •.Індивідуальна самостійна робота
- •Контрольні питання
- •Література
- •Розділ 29. Розрахунок концентрацiй iонiв у вапнованiй та коагульованiй воді
- •Алгоритм розрахунку
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Контрольні питання
- •Література
- •Розділ 30. Аналіз динаміки іонного обміну різнозарядних іонів
- •Алгоритм розрахунку
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Література
- •Розділ 31. Термодинамічний розрахунок газифікації рідких палив невідомої формули
- •Алгоритм розрахунку
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Розділ 32.Розрахунок поличних колон синтезу аміаку
- •Алгоритм розрахунку
- •Індивідуальна самостійна робота
- •Контрольні питання
- •Література
- •Методичні рекомендації до виконання розрахункової роботи
- •Розрахунок матеріального балансу виробництва
- •Розрахунок енергетичного (теплового) балансу виробництва
- •Розрахунок основних реакторів
- •Захист розрахункової роботи
- •Завдання на розрахункову роботу з дисципліни
Розрахунок теплового балансу
Вихідні дані:
середня теплоємність розчину МЕА, кДж/(кг∙˚С): Срсер = 4;
теплоємність пари на виході з регенератору (т. Г), кДж/(кмоль∙˚С):
Ср3 = 35;
температура розчину МЕА на виході з абсорберу t1 = 60˚C;
температура розчину МЕА на вході в регенератор, ˚C: tвх = 100;
температура розчину після кип'ятильника МЕА, ˚C: tвих = 120;
температура конденсату на виході сепаратору поз. 2, ˚C: t4 = 40;
теплота десорбції СО2, кДж/кг СО2: QCO2 = 1507;
теплота випаровування води в умовах регенератору, кДж/кг: Qвип = 2200.
Параметри насиченої пари на вході в кип'ятильник МЕА:
температура, ˚C: tкип.вх = 150;
тиск насиченої пари, атм : Р = 4,9;
теплота фазового переходу пара – вода, кДж/кг: ∆Нф.п. = 2111.
Алгоритм розрахунку
Розрахунок теплового балансу зводиться до визначення температури регенерованого розчину МЕА на виході з теплообмінника поз. 6 (tтепл), а також витрат насиченої пари (Gп), що подається в кип’ятильник МЕА.
З рівняння теплового балансу теплообмінника 6:
G1∙t1∙Срсер + G0∙tвих∙Срсер = G1∙tвх∙Срсер + G0∙tтепл∙Срсер (4)
визначимо tтепл, ˚C:
tтепл = .(5)
Основними статтями приходу теплового балансу згідно штрихового контуру рисунку є:
- теплота, що вноситься з розчином МЕА, кДж: Q1 = G1∙ tвх∙ Срсер ;
- теплота конденсату – флегми (в т. Д) , кДж:
Q4 = m4∙ t4∙ Срводи, (m4 = m3 - m2),
де Срводи - середня теплоємність води, кДж/(кг∙˚С): Срводи = 4,19;
- теплота, що вноситься з насиченою парою, кДж: Qп.
Основними статтями витрат теплового балансу є:
- теплота, що виноситься вологим газом з регенератору (т. Г), кДж:
Q3 = V∙ tвх∙ Ср3/22,4;
- теплота реакції десорбції і випаровування, кДж:
Q5 = QCO2 ∙(m1 – m0) + Qвип∙ m3;
- теплота, що виноситься регенерованим розчином МЕА, кДж:
Q6 = G0∙ tвих∙ Срсер;
- втрати теплоти (прийняти 5 % від приходу), кДж:
Qвтрат = (Q1 + Q4 + Qп )∙0,05.
Таким чином з рівняння теплового балансу
Q1 + Q4 + Qп = Q3 + Q5+ Q6 + Qвтрат.
Qп визначається як : Qп = (Q3 + Q5 + Q6 – 0,95·Q1 - 0,95·Q4)/0,95
Витрата насиченої пари, що подається в кип’ятильник МЕА:
Gп = Qп /∆Нф.п..
На практиці витрата насиченої пари є меншою, оскільки після теплообмінника 6 відбувається дроселювання зі зміною тиску від 28 атм до 1,62 атм, і частина води в розчині МЕА перетворюється на пару, тому в регенератор надходить не вода, а суміш води і насиченої пари.
Конструктивний розрахунок
Розрахунок тарілчастого десорберу зводиться до визначення кількості тарілок.
Вихідні дані
Табличні довідкові значення рівноважного тиску СО2 над розчином МЕА в залежності від температури розчину та ступеню карбонізації приведені у таблиці (5). Кількість кроків інтегрування: n = 50. Див. також вихідні дані матеріального і теплового розрахунків.
Таблиця 5 – Значення рівноважного тиску СО2 над розчином МЕА.
№ |
T |
α |
Ртабл.кПа |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
373 |
0,1 |
0,343 |
2 |
373 |
0,14 |
0,733 |
3 |
373 |
0,18 |
1,36 |
4 |
373 |
0,22 |
2,37 |
5 |
373 |
0,26 |
3,76 |
6 |
373 |
0,3 |
5,82 |
7 |
373 |
0,34 |
9,01 |
8 |
373 |
0,38 |
13,96 |
9 |
373 |
0,42 |
24,82 |
10 |
373 |
0,46 |
55,57 |
11 |
373 |
0,5 |
118,3 |
1 |
2 |
3 |
4 |
12 |
373 |
0,54 |
211,3 |
13 |
373 |
0,58 |
312,5 |
14 |
373 |
0,62 |
473 |
15 |
383 |
0,1 |
0,716 |
16 |
383 |
0,14 |
1,5 |
17 |
383 |
0,18 |
2,72 |
18 |
383 |
0,22 |
4,73 |
19 |
383 |
0,26 |
7,33 |
20 |
383 |
0,3 |
11,35 |
21 |
383 |
0,34 |
17,17 |
22 |
383 |
0,38 |
26,6 |
23 |
383 |
0,42 |
45,16 |
24 |
383 |
0,46 |
94,36 |
25 |
383 |
0,5 |
188,3 |
26 |
383 |
0,54 |
298,4 |
27 |
383 |
0,58 |
451,7 |
28 |
383 |
0,62 |
668,1 |
Продовження таблиці 5 | |||
1 |
2 |
3 |
4 |
29 |
393 |
0,1 |
1,36 |
30 |
393 |
0,14 |
2,85 |
31 |
393 |
0,18 |
5,31 |
32 |
393 |
0,22 |
9,01 |
33 |
393 |
0,26 |
13,64 |
34 |
393 |
0,3 |
21,62 |
35 |
393 |
0,34 |
32,72 |
36 |
393 |
0,38 |
50,68 |
37 |
393 |
0,42 |
84,11 |
38 |
393 |
0,46 |
160,3 |
39 |
393 |
0,5 |
298,4 |
40 |
393 |
0,54 |
451,7 |
41 |
393 |
0,58 |
638 |
42 |
393 |
0,62 |
880,7 |