2 Алгоритм расчета перегревателя паров шихты

2.1 Определение температуры контактного газа на входе в перегреватель

Определяем массовый состав контактного газа по формулам 2.1, 2.2, 2.3:

; (2.1)

; (2.2)

, (2.3)

где , , , - расход соответственно изопропилбензола,

-метилстирола, водя­ного пара и контактного газа, кг/ч.

, , , - массовая доля соответственно изопропилбензола,

- метилстирола и во­дя­ного пара для контактного газа.

Определяем массовый состав шихты по формулам 2.4, 2.5.

; (2.4)

, (2.5)

где , , - расход соответственно изопропилбензола, водяного пара и шихты, кг/ч.

, , - массовая доля соответственно изопропилбензола и водяного пара для шихты.

Составляется тепловой баланс перегревателя по формуле 2.6

(без учета потерь):

, (2.6)

где - энтальпия (теплосодержание) контактного газа на входе в перегрева­тель, кДж/кг при Т=575°С =848К;

- энтальпия контактного газа на выходе из перегревателя, кДж/кг

при Т=432°С =705К; - энтальпия шихты на входе в перегреватель, кДж/кг при Т=150°С =423К; - энтальпия шихты на выходе из перегревателя, кДж/кг при Т=490°С=763К Энтальпия (теплосодержание) контактного газа на выходе из перегрева­теля при Т=432°С =705К вычисля­ется по формуле 2.7.

, (2.7)

где , , - энтальпия соответственно изопропилбензола,

- метилстирола и водя­ного пара на выходе из перегрева­теля

при Т=432°С =705К.

Значения энтальпии приведены в работе [1] и [2].

Вычисляем энтальпию методом интерполяции по формулам 2.8, 2.9, 2.10.

; (2.8)

; (2.9)

. (2.10)

Энтальпия шихты на выходе из перегревателя при Т=490°С =763К вычисляется по формуле2.11.

кДж/кг, (2.11)

где , - энтальпия соответственно изопропилбензола и водяного пара на выходе из пере­грева­теля при Т=490°С =763К.

Значения энтальпии приведены в работе [1] и [2].

Вычисляем энтальпию методом интерполяции по формуле 2.12.

(2.12)

Для водяного пара энтальпия приведена в работе [2].

.

Энтальпия шихты на входе в перегреватель при Т=150°С =423К вычисляется по формуле 2.13.

кДж/кг, (2.13)

где , - энтальпия соответственно изопропилбензола и водяного пара на выходе из пере­грева­теля при Т=150°С =423К.

Значения энтальпии приведены в работе [1] и [2].

Вычисляем энтальпию методом интерполяции по формуле 2.14. (2.14)

Для водяного пара энтальпия приведена в работе [2].

.

Из полученного баланса выражаем величину энтальпии контактного газа на входе в пе­ре­греватель по формуле 2.15

(2.15)

кДж/кг

Для определения температуры контактного газа на входе в перегревате­ль вычисляем значе­ния теплосодержаний при нескольких температурах, начи­ная с 517°С и до 607°С по фор­муле 2.16.

(2.16)

При температуре 517°С значение энтальпии:

кДж/кг,

где =297,16 ккал/кг =1245,1001 кДж/кг,

=282,56 ккал/кг =1183,9264 кДж/кг,

кДж/кг.

При температуре 547°С значение энтальпии:

кДж/кг,

где =316,92 ккал/кг =1327,8948 кДж/кг[1],

=300,96 ккал/кг =1261,0224 кДж/кг[1],

кДж/кг[2].

При температуре 577°С значение энтальпии:

кДж/кг,

где =337,12 ккал/кг =1412,5328 кДж/кг[1],

=319,77 ккал/кг =1339,8363 кДж/кг[1],

кДж/кг[2].

При температуре 607°С значение энтальпии:

кДж/кг,

где =357,31 ккал/кг =1497,1289 кДж/кг[1],

=338,59 ккал/кг =1418,6921 кДж/кг[1],

кДж/кг[2].

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1- Теплосодержание контактного газа

Температура, °С	517	547	577	607
Температура, К	790	820	850	880
Теплосодержание, кДж/кгК	2947,1442	3015,639	3085,0072	3154,8479

Температура водяного пара превышает температуру насыщения (кипения) при данном давлении, следовательно, пар является перегретым. Значения параметров пара, в частности, энтальпии и энтропии находятся по таблицам перегретого водяного пара при заданных температуре и давлении, а при температуре окружающей среды по таблице насыщенного пара [2] и заносятся в таблицы 2.2 и 2.3.

Таблица 2.2. Значения энтальпии и энтропии компонентов шихты.

Температура	0С	К	Изопропилбензол		Водяной пар
			h, кДж/кг	S, кДж/кг.К	h, кДж/кг	S, кДж/кг.К
То(окр.среды)	20	293	212,5587	3,2217	2537,7000	8,6674
Тш1(вход)	150	423	404,5403	3,7594	2770,5000	7,3321
Тш2 (выход)	490	763	1173,8285	5,0650	3465,7000	8,5347

Таблица 2.3. Значения энтальпии и энтропии компонентов контактного газа.

Температура	0С	К	Изопропилбензол		метилстирола		Водяной пар
			h, кДж/кг	S, кДж/кг.К	h, кДж/кг	S, кДж/кг.К	h, кДж/кг	S, кДж/кг.К
То(окр.среды)	20	293	212,5587	3,2217	214,5280	3,2443	2537,7	8,6674
Т кг1(вход)	575	848	1406,8931	5,3556	1334,6658	5,2426	3649,75	9,0343
Т кг2 (выход)	432	705	1020,7678	4,8599	875,3692	4,7848	3344,48	8,6403

На основании рассчитанных данных строим график зависимости теплосо­держания кон­тактного газа от температуры h = f (Т) (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1.- Зависимость энтальпии от температуры

По вычисленному значению энтальпии кДж/кг, по графику (ри­сунке 2.1) находим температуру , с которой контактный газ входит в перегрева­тель: =848К=575°С.