7.2.Материальный баланс.
Сначала составляют материальный, а затем энергетический (тепловой) балансы.
Материальный баланс - это количественное выражение закона сохранения материи. Масса веществ, поступивших на технологические операции (приход), равна массе веществ, образовавшихся в результате процесса (расход).
Материальный баланс составляют по уравнениям химических реакций, при этом учитывают параллельные и побочные реакции. Побочные реакции являются следствием присутствия примесей в исходном сырье. Поэтому в материальный баланс входят массы исходных веществ, примесей, а также массы основных, побочных продуктов, отходов.
Неточность технико-химического анализа, неточность учета всех протекающих реакций свидетельствует о наличии погрешности в расчете материального баланса.
Массы веществ отдельно находят для твердой (Мт), жидкой (Мж) и газообразной (Мг) фаз. Тогда можно записать:
Мт + Мж + Мг=М'м + М'ж + М'г,
где М'т , М'ж , М'г - массы продуктов, получившихся в результате технологического процесса (расход).
В реальных технологических процессах не всегда участвуют все фазы. Кроме того, часть продуктов остается не прореагировавшей. Тогда уравнение материального баланса будет иметь вид:
Qф+Qэ+Qв=Q'ф+Q'n
где Qф- фактическая теплота, поступившая в зону взаимодействия с исходными веществами;
Qэ - теплота экзотермических реакций и физических переходов из одного агрегатного состояния в другое (плавление, испарение, кристаллизация, растворение).
-Если тепловой эффект взаимодействия отрицательный, то Qэ помещают в расходную часть баланса;
Qв - теплота, введенная в зону процесса и не принимающая участия в химических превращениях (обогрев, охлаждение за счет использования газа, топлива, горячей воды, хладоагента и т. д.);
Q'ф ~ физическая теплота, выходящая из процесса с продуктами реакции;
Q
'n
- потери тепла в окружающую среду.
Тема 8. Определение выхода, возможного
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
РЕСУРСОВ И ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА ЗА СЧЕТ ИХ
ПРИМЕНЕНИЯ
План
8.1. Определение вторичных энергетических ресурсов. Классификация ВЭР.
8.2. Направления использования ВЭР.
8.1Определение вторичных энергетических ресурсов.
Одним из направлений экономии топливно-энергетических ресурсов является использование вторичных (побочных) энергетических ресурсов (ВЭР). Под ВЭР понимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических процессах (установках, агрегатах), который не применяется в самом процессе (агрегате), но может быть частично или полностью реализован для энергоснабжения других агрегатов, процессов.
Термин «энергетический потенциал» подразумевает наличие в перечисленных продуктах запаса энергии: физического тепла, химически связанного тепла, потенциальной энергии избыточного давления. Химически связанное тепло продуктов топливно-перерабатывающих установок (нефтеперерабатывающих, коксовых печей, газогенераторных, углеобогатительных) к ВЭР не относится.
ВЭР делятся на следующие группы:
Горючие (топливные) ВЭР. Это горючие отходы процессов химической и термохимической переработки углеродистого и углеводородного сырья; твердые и жидкие топливные отходы, не пригодные для дальнейшей технологической переработки; отходы деревообработки; щелока целлюлозно-бумажного производства и т. д.
Тепловые ВЭР. Физическое тепло отходящих газов технологических процессов (агрегатов); физическое тепло основной, побочной и промежуточной продукции; отходов основного производства; тепло рабочих тел систем принудительного охлаждения установок, агрегатов; тепло горячей воды, пара, отработанных в технологических процессах, силовых установках.
ВЭР избыточного давления. Это потенциальная энергия газов, жидкостей, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением, которое нужно снижать перед следующей ступенью использования газов, жидкостей или при сбросе их в атмосферу либо очисткой.