Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ОТНВ 2012 2 март методичка.doc

Скачиваний:

Добавлен:

22.08.2019

Размер:

1.7 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1512 13 14 15 > Следующая >>>

2.3. Тепловой баланс

Баланс сохранения тепла условно можно записать так:

 (Q_СЫРЬЕ + Q_{СРЕАКЦИИ} ) =  (Q_{ПРОДУКТЫ} + Q_ПОТЕРИ + Q_ОТВОД)

где

Q_СЫРЬЕ– теплота, приходящая с сырьем;

Q_{РЕАКЦИИ} – теплота, выделяемая при экзотермических реакциях

(или поглощаемая при эндотермических реакциях);

Q_{ПРОДУКТЫ} – теплота, уходящая с продуктами;

Q_ПОТЕРИ – потери тепла в окружающую среду;

Q_ОТВОД – теплота, которую необходимо отводить (при экзотермических

реакциях) или подводить (при эндотермических реакциях).

Q = m ∙ C∙ t

где	m – масса продукта (по данным материального баланса) С , Дж/моль ∙ к– теплоемкость ( (по справочным данным) T – температура сырья, ^оС).

Пересчет молярной теплоемкости С(Дж/моль∙ к) в С*(Дж/кг∙ к):

С* (кДж/кг ∙ к ) = С(Дж/моль∙ к)/ М_В

Мв- молярная масса вещества.

Методика составления материального баланса

Прямая задача:

произвгодительность по сырью (с примесями)– Х1=1000кг;

– масса примесей основного сырья – Х_П1 = 5 %

– масса примесей вспомогательного сырья – Х_П2 = 79 %

– температуры сырья – 20 ^оС

– температуры продуктов – 50 ^оС

– теплопотери – 30 %

– величины энтальпии Н^о₂₉₈ (кДж/моль) – справочные данные

– величины теплоемкости С (Дж/моль ∙ к), – справочные данные

Записывают реакцию и уравнивают ее (суммы масс левой и правой частей должна быть равны).

					Проверка уравнения:
М_В , (г)	32 г	2∙16 г		64 г	(32+2∙16) – 64 = 0 !
	S +	О ₂	=	SО ₂
	Х1(S)	Х2(O₂)		Y(SО₂)
Н^о₂₉₈,				Теплота реакции, Н^о(р), кДж
(кДж/моль)	0	0		-297,10	-297,10

С_Р₂₉₈, (Дж/моль∙к)	22,69	29,37		39,90
*С , (кДж/кг**∙ к)	0,709	0,918		0,623

Пересчитывают теплоемкость веществ по формуле:

С* = С_Р₂₉₈ ∙1000 / М_В ∙ 1000, кДж/кг∙ К

С* (S) = 22,69 ∙1000 / 32 ∙ 1000 = 0,709 кДж/кг ∙ К

С* (О ₂) = 29,37 ∙1000 / 32 ∙ 1000 = 0,918 кДж/кг ∙ К

С* (SО₂) = 39,9 ∙1000 / 64 ∙ 1000 = 0,623 кДж/кг ∙ К

Затем составляют материальный баланс по методике, описанной выше.

Тепловой баланс составляется на основе материального баланса.

Приход (расчет тепла в кДЖ)

1.Тепло, приходящее с техн. серой:

Q(Х1)= m(Х1) ∙ C(Х1) ∙ t(Х1) =1000 ∙ 0,709 ∙20 = 14181 кДж

2.Тепло, приходящее с воздухом:

Q(Х2)= m(Х2) ∙ C(Х2) ∙ t(Х2) =1000 ∙ 0,918 ∙20 = 83040 кДж

3.Теплота реакции:

Q(р)= m(Х1) ∙ Н^о(р) / М_В(S) =1000 ∙ (-297,1) ∙ 1000/32 = 9284375 кДж

4. Суммарное приходящее тепло:

 Q(пр) = Q(Х1) + Q(Х2) + Q(р) = 14181 + 83040 + 9284375 = 9381596кДж

Приход (расчет тепла в процентах)

5. Процент тепла, приходящего с техн. серой:

Q(Х1)% =Q(Х1) ∙100 %/ Q=14181кДж ∙100% /9381596 кДж =0,15 %

6. Процент тепла, приходящего с воздухом:

Q(Х2)% =Q(Х2) ∙100 %/ Q=83040кДж ∙100% /9381596 кДж =0,88 %

7. Процент тепла, выделяющегося в ходе реакции:

Q(р)% =Q(р) ∙100 %/ Q= 9284375 кДж ∙100%/9381596 кДж=98,96%

8. Суммарное приходящее тепло в процентах :

 Q(пр)% = Q(Х1)% + Q(Х2)% + Q(р)% = 0,15% + 0,88%+ 98,96% =100 %

Расход (расчет тепла в кДЖ)

9.Тепло, уходящее с печным газом:

Q(Y1)= m(Y1) ∙ C(Y1) ∙ t(Y1) =5524 ∙ 0,623 ∙1000 = 3443750 кДж

10. Потери тепла (принимаем, например, 20 %):

Q(потери)=  Q ∙20%/100% = 9381596 кДж∙20%/100%=1876319 кДж

11.Теплота, которую необходимо отводить:

Q(отв)=  Q–Q(Y1) -Q(потери) =9381596 - 3443750-1876319 = 4061527 кДж

12. Суммарное тепло  Q :

 Q = Q(Y1) + Q(потери) + Q(отв) = 3443750 + 1876319 + 4061527 = 9381596кДж

Расход (расчет тепла в процентах)

13. Процент тепла, уходящего с печным газом:

Q(Y1)% =Q(Y1) ∙100 %/ Q=3443750кДж ∙100% /9381596 кДж =36,7%

14. Процент потерь тепла – задается – например 20 %:

Q(потери)% =Q(потери) ∙100 %/ Q=1876319кДж ∙100% /9381596 кДж =20%

15. Процент тепла, которую необходимо отводить:

Q(отв)% =Q(отв) ∙100 %/Q=4061527кДж ∙100% /9381596 кДж =43,3%

16. Суммарное уходящее тепло в процентах :

 Q(ух)% = Q(Y1)% + Q(потери)% + Q(отв)% = 36,7% + 20%+ 43,3% =100 %

2.3.1 Тепловой баланс отдельной стадии производства

Примечание Теплоемкость технических продуктов принять равным

теплоемкости чистых веществ

Изменением теплоемкости в зависимости от температуры пренебречь

Пример 3.1.

Составить тепловой баланс отделения сжигания серы производства серной кислоты Н₂SО₄(CК)

S + О₂ = SО₂

Производительность: техн. сера (сырье) – 1000 кг

Содержание примесей: в техн. сере – 5 % (тв. примеси);

в атмосферном воздухе – 79 % (N₂ и др. газы)

1	В		С	D	E	F	G	H	I	J
2	Отделение сжигания серы
3	Дано: Производительность по техн. сере (сырье), кг									1000
4	Примеси:		в техн. сере (твердые примеси), %							5
5			в воздухе (N₂ , СО₂ и др газы), %							79
6								Проверка уравнения
7	Мв (сумма)			32	32		64			0
8	Мв, г			32	32		64			0
9	Реакция			S +	O₂	=	SO₂
		Таблица 3.1 - Тепловой баланс отделения сжигания серы
		Дано: Температура исходных компонентов t (сырье), градус									20
		Температура конечны продуктов t(пр), градус									50

	В	С	D	E	F	G	H	I	J
								Проверка
28	Мв (сумма)		32	32		64			0
29	Мв, г		32	32		64			0
30	Реакция		S +	O₂	=	SO₂
32	Н₂₉₈, Дж/моль*К		0	0		-297,1
33	Н₂₉₈ (с учетом молей)		0	0		-297,1
34	Формула пересчета Ср = *Ср/Мв, Дж/(кг.К)]**
35	Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)		22,69	29,37		39,90
35	Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)		0,709	0,918		0,623

Таблица 3.1 – Тепловой баланс отделения сжигания серы
	B	С	D	E	F	G	H
	Приход				Расход
			кДж	%		кДж	%
	Сырье				Продукты
41	1.С техн. серой		14181	0,16	1. С печным газом (50 ^оС)	3443750	36,7
42
43	2. С воздухом		83040	0,88	2. Потери тепла	1876319	20
44
45	3. Теплота реакции		9284375	98,96	3. Теплота отводимая	4061527	43,3
46
47	Cумма(кДж)		9381596		Cумма(кДж)	9381596
48	Сумма(%)			100	Сумма(%)		100

Неправильно далее!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

	Содержимое ячеек
№ ячейки	Приход	Формула
1.C14	Исходная масса серы технической	1000 (дано)
2. D15	Масса необходимой чистой серы	С14*(100-J4)/100
3.E16	Масса примесей техн. серы	С14-D15
4.D19	Масса О₂, реагирующего с серой	D15*E7/D7
5.C18	Масса атмосферного воздуха	D19*100/(100-J5)
6.E20	Масса примесей воздуха (N₂, СО₂)	C18-D19
7.C21	Суммарная масса всего сырья	CУММ(C14:C20)
8.D21	Масса реагирующих компонентов	CУММ(D15:D20)
9.E21	Суммарная масса примесей	CУММ(E16:E20)
10.F22	Масса всего технического сырья, %	100 (принято)
11. F14	Процент технической серы ( от массы всего сырья)	С14*100/$C$21
12. F15	Процент S в техн. сере	D15*$F$22/$C$21
13. F16	Процент примесей в техн. сере	E16*100/$C$21
14. F18	Процент воздуха (от массы сырья)	C18*100/$C$21
15. F19	Процент О₂ в воздухе	D19*100/$C$21
16. F20	Процент примесей в воздухе	E20*100/$C$21
17. F21	Сумма процентов компонентов	CУММ(F14+F18)
	Расход
18.I14	Масса печного газа	C21
18.I15	Масса образовавшегося SO₂	D15*G7/D7
19.I16	Масса примесей (серы и воздуха)	E21
20.H21	Сумма продуктов	CУММ(H14:H20)
21.I21	Сумма компонентов продуктов	CУММ(I15:I20)
22. J14	Процент печного газа	I14*J22/C21
23. J15	Процент SО₂ в печном газе	I15*100/$I$21
24. J16	Процент примесей печного газа	I16*100/$I$21
23. J21	Сумма процентов компонентов (100%)	CУММ(J15+J16)

Пример 3.2.

Составить тепловой баланс отделения контактного окисления SО₂

производства серной кислоты Н₂SО₄(CК)

SО₂ + 0,5 О₂ = SО₃

Производительность: SО₂ (сырье) – 1000 кг

Содержание примесей: в пречном газе – 65,6 % (тв. примеси);

в атмосферном воздухе – 79 % (N₂ и др. газы)

1	В		С	D	E	F	G	H	I	J
2	Отделение окисления SО₂
3	Дано: Производительность по техн. сере (сырье), кг									1000
4	Примеси:		в техн. сере (твердые примеси), %							65,6
5			в воздухе (N₂ , СО₂ и др газы), %							79
6								Проверка уравнения
7	Мв (сумма)			64	16		80			0
8	Мв, г			64	32		80			0
9	Реакция			SO₂ +	0,5O₂	=	SO₃
		Таблица 3.2 - Тепловой баланс отделения окисления SO₂
		Дано: Температура исходных компонентов t (сырье), градус									20
		Температура конечны продуктов t(пр), градус									50

	В	С	D	E	F	G	H	I	J
								Проверка
28	Мв (сумма)		32	32		64			0
29	Мв, г		32	32		64			0
30	Реакция		S +	O₂	=	SO₂
32	Н₂₉₈, Дж/моль*К		0	0		-297,1
33	Н₂₉₈ (с учетом молей)		0	0		-297,1
34	Формула пересчета Ср = *Ср/Мв, Дж/(кг.К)]**
35	Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)		22,69	29,37		39,90
35	Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)		0,709	0,918		0,62

Таблица 3.2 – Тепловой баланс отделения окисления серы
	B	С	D	E	F	G	H
	Приход				Расход
			кДж	%		кДж	%
	Сырье				Продукты
41	1.С печным газом		12469	2,2	1. С контактным газом (50 ^оС)	44664	8
42
43	2. С воздухом		7517	1,4	2. Потери тепла	110433	20
44
45	3. Теплота реакции		532179	96,4	3. Теплота отводимая	397068	72
46
47	Cумма(кДж)		552165		Cумма(кДж)	552165
48	Сумма(%)			100	Сумма(%)		100

Пример 3.3.

Составить тепловой баланс отделения абсорбции SО₃

производства серной кислоты Н₂SО₄(CК)

SО₃ + Н₂О = Н₂SО₄

Производительность: Н₂SО₄ (целевой продукт) – 1000кг

Содержание примесей: в контактном газе – 80 % (тв. примеси);

Содержание примесей: в техн. воде – 2 % (тв. примеси);

1	В	С	D	E	F	G	H	I	J
2	Отделение абсорбции SО₃
3	Дано: Производительность по SО₃ (сырье), кг								1000
4	Примеси:	1-й компонент (газ контактный), %							69,5
5		2-й компонент (вода), %							1
6							Проверка уравнения
7	Мв (сумма)		80	18		98			0
8	Мв, г		80	18		98			0
9	Реакция		SO₃ +	H₂O	=	H₂SO₄

Таблица 3.3 – Тепловой баланс отделения абсорбции SO₃
	B	С	D	E	F	G	H
	Приход				Расход
			кДж	%		кДж	%
	Сырье				Продукты
41	1.С контактным газом		12675	2	1. С серной кислотой (50^оС)	26546	4,4
42
43	2. С водой		5803	1	2. Потери тепла	120625	20
44
45	3. Теплота подводимая		584647	97	3. Теплота подводимая	455954	75,6
46
47	Cумма(кДж)		6031125		Cумма(кДж)	6031125
48	Сумма(%)			100	Сумма(%)		100

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1512 13 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
12.03.201560.66 Кб44Ответы.docx
#
17.07.2019242.69 Кб36Отечественная тесты.doc
#
15.11.20191.64 Mб15ОТМДП-курсовая.doc
#
12.03.201525.6 Кб22ОТМДП.doc
#
28.08.20191.62 Mб22ОТНВ 2011 Методичка.doc
#
22.08.20191.7 Mб50ОТНВ 2012 2 март методичка.doc
#
12.03.201525.37 Кб17отчет (Автосохраненный).docx
#
12.03.20152.25 Mб13отчет 5.rtf
#
01.05.2025177.6 Mб0Отчет ВООП 2013 заключ полный (2).doc
#
01.05.20255.2 Mб1Отчет Галиаскаров 305.doc
#
13.11.2019370.54 Кб77отчет готовый.docx