Расчет теплового баланса процесса абсорбционной осушки газов
Схема теплового баланса абсорбера, расчет прихода теплоты. Определение температуры, при которой очищенный газ выводится из аппарата. Количество тепла, вносимого в аппарат газовым сырьем при выбранной температуре. Средняя теплоемкость газовой смеси.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.09.2021 |
| Размер файла | 43,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Практическая работа
Расчет теплового баланса процесса абсорбционной осушки газов
Тепловой баланс абсорбера
Схема тепловых потоков аппарата представлена на рис.10.1.
Рисунок 10.1 - Схема для расчета теплового баланса абсорбера.
Цель расчета: тепловой баланс абсорбера составляется для определения температуры, при которой очищенный газ выводится из аппарата.
Уравнение теплового баланса абсорбера имеет вид:
QVc+ QAр+Qa=QV+ QAн+ Qп,
Где QVc , QV - количество тепла соответствующего газового потока, кДж/ч; Qaн - приход тепла с насыщенным абсорбентом, кДж/ч, Qп - потери тепла в окружающую среду, кДж/ч; QAр- Приход тепла с регенерированным водным раствором К2СО3.
Расчет прихода теплоты.
1. Количество тепла, вносимого в аппарат газовым сырьем при температуре tc=40оС, равно:
QVc= Vс • • tс ,
где Vс - объем газового сырья на входе в аппарат, м3/ч; - средняя объемная теплоемкость газовой смеси кДж/( м3•К).
1.1. Рассчитаем среднюю теплоемкость газовой смеси при 65оС (338К) в кДж/(кмоль•К):
c(N2)=;
c(H2)=;
c(CO2)=;
c(Ar)=;
где R - универсальная газовая постоянная.
c(N2)=кДж/(кмоль•К);
c(H2)=кДж/(кмоль•К);
c(CO2)=кДж/(кмоль•К);
c(Ar)=кДж/(кмоль•К);
Пересчет в кДж/(м3•К) делаем по формуле:
,
где =22,4 м3/кмоль - объем молярный.
c(N2)= кДж/( м3•К),
c(H2)= кДж/( м3•К),
c(CO2)= кДж/( м3•К),
c(Ar)=кДж/( м3•К).
Рассчитаем среднюю теплоемкость газовой смеси по правилу аддитивности: абсорбер тепловой баланс газовый
,
где - объем компонента в смеси газов, м3/ч; - средняя объемная теплоемкость компонента в смеси газов, кДж/(м3•К).
=кДж/(м3•К).
Вычислим QVc: QVc= 274508•1,345•65=23998861,9 кДж/ч.
Приход тепла с регенерированным водным раствором К2СО3 равен:
QAр=Ар•с•tа ,
где Ар - количество регенерированного водного раствора К2СО3, кг/ч; с=0,906 кДж/(кг•К) - теплоемкость раствора К2СО3 при температуре tа=50С .
QAр=361080,3 •0,906 •50=16356937,6 кДж/ч.
Количество тепла, выделяемого в единицу времени при абсорбции СО2 в 20%-ном водном растворе К2СО3, рассчитываем по формуле:
Qа= Gk •qа,
где qа=1675 кДж/кг - теплота хемосорбции СО2;
Qа=105844,42 •1675 =177289403,5 кДж/ч.
Выразим общий приход теплоты.
Qприх=23998861,9 +16356937,6 +177289403,5 =217645203 кДж/ч.
Расчет расхода теплоты.
1. Расход тепла с насыщенным абсорбентом равен:
QAн=Ан•с•tвых ,
где с=0,94 кДж/(кг•К) - теплоемкость насыщенного раствора К2СО3 при температуре на выходе из аппарата tвых=105оС.
QAн=462524,59 •0,94•105=45651177,03 кДж/ч.
Потери теплоты в окружающую среду Qп:
Qп=0,01• Qприх ,
Qп=0,02•217645203=4352904,1 кДж/ч.
Расход тепла QV с очищенным газом вычисляется из условия теплового баланса:
QV=217645203- 45651177,03 - 4352904,1 =167641121,87 кДж/ч.
Это же расход тепла QV можем выразить уравнением:
QV= V • • tвых,
где V - объем очищенного газа на выходе из аппарата, м3/ч; - средняя объемная теплоемкость газовой смеси кДж/( м3•К).
Температуру газового потока на выходе из абсорбера определяем по методу итераций (последовательных приближений)
Для этого зададимся температурой выхода tвых(прин)=85оС(358К), вычислим при этой температуре среднюю теплоемкость очищенного газа по формулам:
c(N2)=кДж/(кмоль•К);
c(H2)=кДж/(кмоль•К);
c(CO2)=кДж/(кмоль•К);
c(Ar)=кДж/(кмоль•К);
Пересчет в кДж/(м3•К) делаем по формуле:
c(N2)= кДж/( м3•К),
c(H2)= кДж/( м3•К),
c(CO2)= кДж/( м3•К),
c(Ar)=кДж/( м3•К).
=кДж/(м3•К).
Определяем температуру tвых(расч):
tвых(расч)= =583 оС.
Нагрев газа в аппарате до 583 оС при заданных условиях невозможен. Поэтому примем температуру К2СО3 на выходе из аппарата tвых=270 оС .
Тогда расход тепла с насыщенным абсорбентом по формуле равен:
QAн=462524,59 •1,67•270=208552337,6 кДж/ч .
Расход тепла QV по формуле :
QV=217645203 - 208552337,6- 4352904,1 =24578181,92 кДж/ч.
Снова зададимся температурой выхода tвых(прин)=85оС (358К), средняя теплоемкость очищенного газа уже рассчитана =1,29 кДж/(м3•К).
Определяем температуру tвых(расч) :
tвых(расч)= =85,5оС.
Проверим выполнение условия:
оС.
[85,5- 85,5]? 0,5 оС - условие выполняется
Составим таблицу теплового баланса и рассчитаем вклад каждого потока прихода (расхода) теплоты в общий приход (расход) теплоты.
Таблица 10.1
Тепловой баланс абсорбера
|
Приход |
Расход |
|||||
|
Статья |
кДж |
% |
Статья |
кДж |
% |
|
|
QVc QAр Qа Всего |
23998861,9 16356937,6 177289403,5 217645203 |
11,03 7,52 81,45 100 |
QV QAн Qп Всего |
167641121,87 45651177,03 4352904,1 217645203 |
76,82 21,17 2,01 100 |
Вывод: Самый большой поток в приходе теплоты Qa, так как абсорбируется большое количество СО2 и высокая теплота хемосорбции.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Теоретическое значение максимальной температуры горения. Расчет теплоты, выделяющейся при сжигании топлива и теплоты, вносимой окислителем. Средняя изохорная массовая теплоемкость воздуха. Средняя изобарная массовая теплоемкость. Масса продуктов сгорания.
контрольная работа [29,0 K], добавлен 28.04.2016Определение массовой, объемной и мольной теплоемкость газовой смеси. Расчет конвективного коэффициента теплоотдачи и конвективного теплового потока от трубы к воздуху в гараже. Расчет по формуле Д.И. Менделеева низшей и высшей теплоты сгорания топлива.
контрольная работа [117,3 K], добавлен 11.01.2015Расчет средней температуры воды, среднелогарифмического температурного напора из уравнения теплового баланса. Определение площади проходного и внутреннего сечения трубок для воды. Расчет коэффициента теплопередачи кожухотрубного теплообменного аппарата.
курсовая работа [123,7 K], добавлен 21.12.2011Понятие и содержание теплового баланса, порядок его составления и проведение необходимых расчетов. Определение расхода энергоносителя. Расчет теплогенерирующего устройства, парогенератора и тепловой изоляции. Вычисление удельной теплоемкости аппарата.
курсовая работа [280,3 K], добавлен 30.05.2013Расчет параметров газовой смеси: ее молекулярной массы, газовой постоянной, массовой изобарной и изохорной теплоемкости. Проверка по формуле Майера и расчет адиабаты. Удельная энтропия в характерных точках цикла и определение термического КПД цикла Карно.
контрольная работа [93,6 K], добавлен 07.04.2013Принципиальное устройство парового котла ДЕ-6,5-14ГМ, предназначенного для выработки насыщенного пара. Расчет процесса горения. Расчет теплового баланса котельного агрегата. Расчет топочной камеры, конвективных поверхностей нагрева, водяного экономайзера.
курсовая работа [192,0 K], добавлен 12.05.2010Определение политропного процесса. Способы определения показателя политропы. Вычисление теплоемкости и количества теплоты процесса. Расчет термодинамических свойств смеси, удельных характеристик процесса. Проверка расчётов по первому закону термодинамики.
контрольная работа [170,2 K], добавлен 16.01.2013Понятие и виды сушки, особенности ее статики и кинетики. Определение плотности, количества и энтальпии водяного пара. Цели и физико-химические способы осушки газов. Физические основы и методы кристаллизации, расчет ее материального и теплового баланса.
презентация [2,5 M], добавлен 29.09.2013Термодинамические процессы с идеальными углеводородными смесями. Параметры газовой смеси, одинаковой для всех термодинамических процессов. Исходные данные для конструктивного теплового расчета теплообменного аппарата, выбор его типа, формы и размера.
реферат [655,7 K], добавлен 24.11.2012Определение характера течения горячего и холодного теплоносителей в каналах теплообменника. Выбор вида критериального уравнения для потоков. Составление уравнения теплового баланса. Нахождение поверхности нагрева рекуперативного теплообменного аппарата.
практическая работа [514,4 K], добавлен 15.03.2013Изучение теоретической базы составления материального и теплового баланса парового котла теплоэлектростанции. Определение рабочей массы и теплоты сгорания топлива. Расчет количества воздуха, необходимого для полного горения. Выбор общей схемы котла.
курсовая работа [157,8 K], добавлен 07.03.2014Общее содержание компонентов в доменной шихте, их характеристика и направления анализа. Составление уравнения по выходу чугуна, баланса основности и теплового. Определение состава жидких продуктов плавки. Составление материального и теплового баланса.
курсовая работа [250,5 K], добавлен 06.02.2014Характеристики элементов энергетической установки судна. Расчет теплового баланса главных двигателей. Определение количества теплоты, которое может быть использовано в судовой системе утилизации теплоты. Расчет потребностей в тепловой энергии на судне.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 01.11.2013Подогреватели сетевой воды вертикальные. Расчет средней температуры воды. Определение теплоемкости воды, теплового потока, получаемого водой. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы. Теплофизические параметры конденсата при средней температуре конденсата.
курсовая работа [507,5 K], добавлен 28.11.2012Определение состава газовой смеси в массовых и объемных долях; ее плотности и удельного объема, процессных теплоемкостей и показателя адиабаты. Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах, составляющих цикл. Термический КПД цикла Карно.
контрольная работа [38,9 K], добавлен 14.01.2014Типы топок паровых котлов, расчетные характеристики механических топок с цепной решеткой. Расчет необходимого объема воздуха и объема продуктов сгорания топлива, составление теплового баланса котла. Определение температуры газов в зоне горения топлива.
методичка [926,6 K], добавлен 16.11.2011Расчет необходимого объема воздуха и объема продуктов сгорания топлива. Составление теплового баланса котла. Определение температуры газов в зоне горения топлива. Расчет геометрических параметров топки. Площади поверхностей топки и камеры догорания.
курсовая работа [477,7 K], добавлен 01.04.2011Рассмотрение технологической схемы теплоутилизационной установки. Расчет печи перегрева водяного пара и котла-утилизатора. Составление теплового баланса воздухоподогревателя, определение коэффициента полезного действия и эксергетическая оценка установки.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.10.2014Определение условий эксплуатации наружных ограждений. Уравнение теплового баланса здания. Тепловые потери через ограждающие конструкции. Расчет теплоты, необходимой для нагрева инфильтрующего воздуха. Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца.
курсовая работа [911,6 K], добавлен 24.12.2014Определение линейного теплового потока методом последовательных приближений. Определение температуры стенки со стороны воды и температуры между слоями. График изменения температуры при теплопередаче. Число Рейнольдса и Нусельта для газов и воды.
контрольная работа [397,9 K], добавлен 18.03.2013
