Общая химическая технология. Чебунина Е.И. - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

19
S (т) + О
2
→ SO
2
+ 296 кДж
Тепловой баланс
В основе уравнения теплового баланса химико-
технологического процесса лежит закон сохранения энер-
гии, согласно которому количество теплоты, поступающей в
данный процесс (ΣQ'), если в последнем нет превращений ее
в другой вид энергии, равно количеству теплоты, выделяю-
щейся в процессе (ΣQ''):
ΣQ'=ΣQ'' (2)
ΣQ'-ΣQ''=0 (2а)
В уравнение теплового баланса (2) химико-
технологического процесса входит несколько величин.
В приход:
а) теплота, вносимая входящими в аппарат веществами, -
Q
1
;
б) теплота экзотермических процессов, протекающих в дан-
ном аппарате, -Q
2
;
в)теплота, вносимая за счет подогрева извне, - Q
3
.
В расход:
г) теплота, уносимая выходящими из аппарата продуктами, -
Q
4
;
д) потери теплоты в окружающую среду, - Q
5
;
е) теплота эндотермических процессов, протекающих в ап-
парате, - Q
6
.
Таким образом, уравнение теплового баланса (2)
принимает вид:
Q
1
+Q
2
+Q
3
=Q
4
+Q
5
+Q
6
(2б)
Подсчет каждой из указанных величин является од-
ной из главных задач расчета теплового баланса химико-
технологического процесса.
А) Q
1
- теплота, вносимая входящими в аппарат ве-
ществами, подсчитывается по уравнению:
20
Q
1
=M
S
S
C
*t, (3)
где М
S
- количество веществ, входящих в процесс ( в кг, м
3
,
молях), берут из данных материального баланса. Если зна-
чение М
S
для газов берется в объемных единицах, то объем
газа нужно обязательно привести к нормальным условиям;
S
C
-средняя теплоемкость исходных веществ. Величину
S
C
берут из приложений 4 и 5; t- температура исходных
веществ при поступлении в процесс. Величина
S
C
должна
быть взята или подсчитана в соответствии с величиной М
S
берут в кг, то
S
C
следует брать в кдж\кг и т.п.
В случае подсчета величины Q
1
для системы, со-
стоящей из нескольких компонентов, формула (3) примет
вид:
Q
1
=М
S
*t (m
1
c
1
+m
2
c
2
+m
3
c
3
+ (3a)
Пример 5. Определить количество теплоты Q
1
в кдж, кото-
рое несут с собой 200
м
3
газа (приведенных к н.у.), состоя-
щего из 25% N
2
и 75% Н
2
при 400ºС, если средняя объем-
ная теплоемкость N
2
и Н
2
при этой температуре составля-
ет:
с
2
H
= ≈
4,22
2,29
1,30 (
кДж/м
3
), а 
      S (т) + О 2 → SO 2 + 296 кДж                                    Q1=M S CS *t,                                        (3)

                    Тепловой баланс                          где М S - количество веществ, входящих в процесс ( в кг, м3,
                                                             молях), берут из данных материального баланса. Если зна-
      В основе уравнения теплового баланса химико-
технологического процесса лежит закон сохранения энер-       чение М S для газов берется в объемных единицах, то объем
гии, согласно которому количество теплоты, поступающей в     газа нужно обязательно привести к нормальным условиям;
данный процесс (ΣQ'), если в последнем нет превращений ее
в другой вид энергии, равно количеству теплоты, выделяю-
                                                             CS -средняя       теплоемкость исходных веществ. Величину
щейся в процессе (ΣQ''):
       ΣQ'=ΣQ''                                        (2)
                                                             CS    берут из приложений 4 и 5; t- температура исходных
       ΣQ'-ΣQ''=0                                     (2а)
      В уравнение теплового баланса (2) химико-              веществ при поступлении в процесс. Величина             CS   должна
технологического процесса входит несколько величин.
       В приход:                                             быть взята или подсчитана в соответствии с величиной М S
 а) теплота, вносимая входящими в аппарат веществами, -
Q1;                                                          берут в кг, то   CS     следует брать в кдж\кг и т.п.
б) теплота экзотермических процессов, протекающих в дан-
ном аппарате, -Q2;                                                 В случае подсчета величины Q 1 для системы, со-
в)теплота, вносимая за счет подогрева извне, - Q3.           стоящей из нескольких компонентов, формула (3) примет
       В расход:                                             вид:
г) теплота, уносимая выходящими из аппарата продуктами, -
Q4;                                                          Q 1=М S *t (m 1 c 1 +m 2 c 2 +m 3 c 3 +                      (3a)
д) потери теплоты в окружающую среду, - Q5;
е) теплота эндотермических процессов, протекающих в ап-      Пример 5. Определить количество теплоты Q 1 в кдж, кото-
парате, - Q6.                                                рое несут с собой 200 м3 газа (приведенных к н.у.), состоя-
       Таким образом, уравнение теплового баланса (2)
принимает вид:                                               щего из 25% N 2 и 75% Н 2 при 400ºС, если средняя объем-
       Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6                            (2б)     ная теплоемкость N 2 и Н 2 при этой температуре составля-
       Подсчет каждой из указанных величин является од-      ет:
ной из главных задач расчета теплового баланса химико-                     29,2
технологического процесса.                                          с H2 =      ≈ 1,30 (кДж/м3), а
       А) Q1- теплота, вносимая входящими в аппарат ве-                    22,4
ществами, подсчитывается по уравнению:
                           19                                                                    20

Страницы