2. Расчет теплового баланса и степени превращения после реактора №1.
Согласно табл. 6 (стр.8) Краткого справочника физико-химических величин под ред. А.А. Равделя:
|
№ |
Вещество |
Уравнение для нахождения значения теплоемкости Ср |
Значение Ср при Т = 500°С (773К), кДж/(кмоль*град) |
Значение Ср при Т1 = 820°С (1093К), кДж/(кмоль*град) |
Значение Ср при Т2 = 1020°С (1293К), кДж/(кмоль*град) |
|
1 |
Азот (N2) |
|
31,17 |
32,54 |
33,39 |
|
2 |
Водород (Н2) |
|
- |
30,89 |
31,53 |
|
3 |
Кислород (О2) |
|
33,45 |
34,85 |
- |
|
4 |
Монооксид углерода (СО) |
|
- |
32,85 |
33,68 |
|
5 |
Водяной пар (Н2О) |
|
38,33 |
41,73 |
43,87 |
|
6 |
Метан (СН4) |
|
63,52 |
82,20 |
93,76 |
Рассчитаем тепловые потоки, входящие во второй реактор.
Рассчитаем массовые и тепловые потоки, выходящие из второго реактора:
Система имеет дополнительные источники энергии в виде тепловых эффектов реакций:
Рассчитаем степень
превращения
:
Подставив полученные выше выражения в уравнение, степень превращения метана после первого реактора составит:
Тогда тепловой баланс второго реактора будет выглядеть следующим образом:
|
Входящие потоки |
Выходящие потоки | |||
|
Наименование компонента |
МДж/сутки |
Наименование компонента |
МДж/сутки | |
|
Метан |
632270,04 |
Метан |
9059,61 | |
|
Водяной пар |
4130875,10 |
Водород |
2717873,48 | |
|
Монооксид углерода (СО) |
687388,39 |
Монооксид углерода (СО) |
1195706,98 | |
|
Водород |
1938659,57 |
Вода |
5875368,40 | |
|
Азот |
637082,95 |
Азот |
1342983,11 | |
|
Кислород |
166274,43 |
|
| |
|
Тепловой эффект конверсии метана |
-1863393,71 |
|
| |
|
Тепловой эффект сгорания кислорода |
4811834,78 |
|
| |
|
|
|
|
| |
|
Всего |
11140991,57 |
Всего |
11140991,57 | |
3. Покомпонентный материальный баланс системы.
Составим материальный баланс по рассчитанным выше данным:
|
Входящие потоки |
Выходящие потоки | |||||
|
Наименование компонента |
кг/сутки |
кмоль/сутки |
Наименование компонента |
кг/сутки |
кмоль/сутки | |
|
Природный газ, в т.ч.: |
615215,78 |
36927,72 |
АВС, в т.ч.: |
|
| |
|
метан |
558347,09 |
34896,69 |
водород |
236586,94 |
118293,47 | |
|
азот |
56868,69 |
2031,02 |
азот |
1104072,40 |
39431,16 | |
|
Водяной пар |
2658795,67 |
147710,87 |
монооксид углерода |
55203,62 |
1971,56 | |
|
Воздух, в т.ч.: |
1365341,55 |
47341,94 |
Метан |
5638,75 |
352,42 | |
|
кислород |
318137,84 |
9941,81 |
Вода |
1808595,01 |
100477,50 | |
|
азот |
1047203,71 |
37400,13 |
Диоксид углерода |
1433199,40 |
32572,71 | |
|
|
|
|
|
|
| |
|
Всего |
4639353,00 |
231980,53 |
Всего |
4643296,12 |
260526,11 | |
Погрешность составит:
Проверяем соотношение АВС:
