Занятие 4 Расчет тепловых балансов в теплотехнологии

Пример 1 Расчет теплового баланса парогенератора

Пример 2 Расчет теплового баланса процесса полимеризации стирола в изотермическом режиме

n(C₆H₅-CН=СH₂) (-CH-CH₂-)_n +

(М=104) C₆H₅

1. Конверсия стирола 0,9

2. Время реакции 2 ч.

3. Начальная температура стирол - 50⁰ С, охлаждающая вода - 25⁰ С

4. Мономер	Полимер
   500 С	1450 С
   1,72	2,5
   -	3,1

   Конечная температура 145⁰С, охлаждающая вода - 60⁰ С

5. Теплоемкость С (Кдж/кг)

6. Расход стирола 5т/ч

7. Потери тепла 1% от прихода

8. Коэффициент теплопередачи 840 Кдж/м²ч

Решение

1. Общая схема решения

2. Расчет материального баланса рассчитывается с учетом конверсии стирола и заполняется таблица

Приход	Расход
Мономер – 5000 кг/ч	Полимер - 4500 кг/ч Непревращенный мономер - 500 кг/ч

3. Тепловой баланс рассчитываем на основе данных материального баланса

Приход	Расход
Тепло с мономером	Тепло с полимером
Тепловой эффект реакции	Тепло с непрореагирующим мономером
	Потери – 1% 34081
Итого 3408096	Итого 649249

Из расчета следует, что избыток тепла в реакторе

4. Площадь холодильника определится

15,6 м² (4.2)

Предполагаемые конструкции: рубашечная, трубная, змеевиковая.

Пример 3 Рассчитать состав отходящих газов в процессе обжига известняка при условии:

1. Масса известняка СаСО₃ m_СаСО3=10т.

2. Состав кокса С - 91%, Н₂О -2%, Зола - 7%

3. Энтальпии образования СаСО₃, СаО, СО₂ 1206000 Кдж/моль,

393510 Кдж/моль, 393510 Кдж/моль соответственно

4. Степень превращения известняка – 95%

5. Воздух подается с избытком 1,4

Решение

Согласно реакциям

(4.3)

Рассчитываем тепловые эффекты , - по энтальпиям образования

Кдж/кмоль

Кдж/кг

Масса чистого углерода определится из уравнения теплового баланса

(4.4)

Откуда кг

По реакциям (4.3) определяем количество и состав отходящих газов в печи:

№	Реакция 1	Реакция 2	Содержание
СО2	959,5 м3	2128 м3	36%
О2	-	383 м3	44%
N2	-	5060 м3	59%