Разработка энергохимико-технологической системы (ЭХТС)

Тепловая мощность химического реактора:

(мольные потоки – см. п. )

3.3 Баланс механической энергии

Допущения:

1. Газовые смеси подчиняются законам идеальных газов.

Параметры трубчатой печи

Число труб nтр=426 ; диаметр трубы dB=0,072м ; длина трубы LГ=42м

Диаметр зе

рна в зернистом слое dЗ=0,0027м

Баланс кинетической энергии: (второй закон)

Баланс кинетической энергии записывается в виде:

Давление P8 на входе в реактор ищем методом итераций:

Определяем величины, не изменяющиеся в ходе итераций:

Массовый расход парогазовой смеси:

Сечение пучка труб

Скорость потока газов на выходе из реактора

Потеря давления в реакторе происходит за счет трения и за счет местных сопротивлений.

. ;

Коэффициент проницаемости зернистого слоя

Вязкость газовой смеси определяем как среднее арифметическое средних вязкостей на входе в реактор и выходе из него:

Диссипация определяется из соотношения

Расчет давления P8 методом итераций

Т.о.

3.4 Эксергетический КПД процесса конверсии метана

= 0,603

4. Технологический расчет и эксергетический анализ процесса горения

Исходные данные и допущения:

1. Процесс горения – адиабатный.

2. Процесс протекает изобарно при давлении 1атм (или близком к нему).

3. Исходные компоненты и продукты сгорания рассматриваются как идеальные газы.

4. Состав топлива (по объему): 0,5CH4 : 0,4C3H8.

5. Воздух, подаваемый в камеру сгорания, рассматривается как двухкомпонентная система с объемным соотношением компонентов

O2 : N2 = 21% : 79% = 1 : 3,76

6. Параметры топлива и воздуха на входе в камеру сгорания:

T1=Toc=T0=298,15K

P1=Poc=Pº=1 атм

7. Воздух, подаваемый в камеру сгорания, подается с избытком. Коэффициент избытка воздуха αизб=1,05

4.1 Материальный баланспроцесса горения

Уравнение реакции горения 1 моля топлива при полном сгорании топлива

0,4CH4 + 0,5C3H8 + 3,3αизбO2 +0,1N2+ 12,408 αизбN2→1,9CO2 + 2,8H2O + 3,3(αизб-1)O2 + (3,3*3,76αизб +0,1)N2

C учетом того, что αизб=1,01, уравнение реакции запишется в виде:

0,4CH4 + 0,5C3H8 + 3,465O2 +13,028N2+ 0,1N2 →

→1,9CO2 + 2,8H2O +0,165O2 + 13,128N2

4.2. Энергетический (энтальпийный) баланс

(Определение температуры адиабатного горения.)

Рассматриваемый процесс является стационарным процессом, совершающимся в открытой термодинамической системе. В этом случае энергетический баланс записывается в виде:

Полученное балансовое выражение является энтальпийным балансом:

Энтальпия компонента на входе в камеру сгорания равна стандартной энтальпии образования ; на выходе – определяется из соотношения:

Энтальпии компонентов на входе в камеру сгорания.

 Скачать реферат