V. Разработка эхтс на базе печи конверсии.
V.1. Энергетический баланс горения. Определение расхода топлива.
Допущения:
Вся тепловая мощность, полученная при охлаждении топочных газов от температуры адиабатного горения до температуры T2=1835К, передается смеси метана и воды.
Энергетический
баланс:
(см.
)
(см.
)
(см.
)
Расход топлива равен
VI. Эксергетический анализ химического реактора.
Эксергетический КПД химического реактора определяется из соотношения:
Зависимость эксергии компонента от температуры и парциального давления выражается соотношением:
Сечение 1-1:
T1=Toc=T0=298,15K ; P1= Pº=1 атм
Эксергии компонентов:
Компонент |
|
|
|
|
CH4 |
830,0 |
0,0315 |
821,43 |
0,5 |
С3H8 |
2149,0 |
0,025 |
2139,85 |
0,4 |
O2 |
3,95 |
0,19683 |
-0,079 |
Эксергиями компонентов воздуха пренебрегаем |
N2 |
0,70 |
0,74631 |
-11,90611 |
Сечение 21-21:
T2=1835К ; P2= Pº=1 атм
Эксергии компонентов:
Компонент |
|
|
|
|
|
|
CO2 |
20,10 |
44,14 |
0,009 |
0,105 |
69,105 |
1,7 |
O2 |
3,95 |
31,50 |
0,003 |
0,007 |
23,69 |
0,12 |
H2O |
8,60 |
30,0 |
0,011 |
0,16 |
46,82 |
2,6 |
N2 |
0,70 |
27,90 |
0,004 |
0,728 |
32,66 |
11,8312 |
Сечение 8-8:
T8=578K ; P8=3,95МПа ( )
Эксергии компонентов:
Компонент |
|
|
|
|
|
|
CH4 |
830,0 |
14,32 |
0,075 |
0,25 |
839,751 |
0,446 |
H2O |
8,60 |
30,0 |
0,011 |
0,75 |
19,86 |
1,338 |
Сечение 9-9:
T9=1173K ; P9=3,2МПа
Эксергии компонентов:
Компонент |
|
|
|
|
|
|
CH4 |
830,0 |
14,32 |
0,075 |
0,03381 |
865,41 |
0,08474 |
H2O |
8,60 |
30,0 |
0,011 |
0,3630 |
32,74 |
0,90984 |
H2 |
235,0 |
27,3 |
0,00326 |
0,4591 |
255,6 |
1,15068 |
CO2 |
20,10 |
44,14 |
0,009 |
0,0267 |
43,73 |
0,0669 |
CO |
275,4 |
28,41 |
0,004 |
0,1174 |
293,47 |
0,29436 |
Эксергетический КПД химического реактора:
