егенерованим водним розчином К2СО3.
Розрахунок приходу теплоти.
. Кількість тепла, що вноситься в апарат газовим сировиною при температурі tc=40оС, одно:
QVc=Vс? ? tс, (20)
де Vс - обсяг газової сировини на вході в апарат, м3 / год;- Середня об'ємна теплоємність газової суміші кДж / (м3? К). [8]
.1. Розрахуємо середню теплоємність газової суміші при 65оС (338К) в кДж / (кмоль? К):
c (N2) =; (21) (H2) =; (22) (CO2) =; (23) (Ar) =; (24)
де R - універсальна газова стала. (N2)=кДж / (кмоль? К); (H2)=кДж / (кмоль? К); (CO2)=кДж / (кмоль? К); (Ar)=кДж / (кмоль? К);
Перерахунок в кДж / (м3? К) робимо за формулою:
, (25)
де=22,4 м3/кмоль - обсяг молярний. (N2)=кДж / (м3? К), (H2)=кДж / (м3? К), (CO2)=кДж / (м3? К) , (Ar)=кДж / (м3? К).
Розрахуємо середню теплоємність газової суміші за правилом адитивності:
, (26)
де - обсяг компонента в суміші газів, м3 / год;- Середня об'ємна теплоємність компонента в суміші газів, кДж / (м3? К).
=кДж / (м3? К).
Обчислимо QVc: QVc=274508? 1,345? 65=23998861,9 кДж / ч.
Прихід тепла з регенерованим водним розчином К2СО3 дорівнює:
р=Ар? с? tа, (27)
де Ар - кількість регенерованого водного розчину К2СО3, кг / год; с=0,906 кДж / (кг? К) - теплоємність розчину К2СО3 при температурі tа=50С. р=361080,3? 0,906? 50=16356937,6 кДж / год [13].
Кількість тепла, що виділяється в одиницю часу при абсорбції СО2 в 20%-ном водному розчині К2СО3, розраховуємо за формулою:
а=Gk? qа, (28)
де qа=1675 кДж / кг - теплота хемосорбції СО2 [13]; а=105844,42? 1675=177289403,5 кДж / ч.
Висловимо загальний прихід теплоти.пріх=23998861,9 +16356937,6 +177289403,5=217645203 кДж / ч.
Розрахунок витрати теплоти.
. Витрата тепла з насиченим абсорбентом дорівнює:
QAн=Ан? с? tвих, (29)
де з=0,94 кДж / (кг? К) - теплоємність насиченого розчину К2СО3 при температурі на виході з апарату tвих=105оС [13]. н=462524,59? 0,94? 105 =45651177,03 кДж / ч.
Втрати теплоти в навколишнє середовище Qп: п=0,01? Qпріх, (30) п=0,02? 217645203=4352904,1 кДж / ч.
Витрата тепла QV з очищеним газом обчислюється з умови теплового балансу (19):=217645203 - 45651177,03 - 4352904,1=167641121,87 кДж / ч.
Це ж витрата тепла QV можемо виразити рівнянням:
QV=V? ? tвих, (31)
де V - об'єм очищеного газу на виході з апарату, м3 / год;- Середня об'ємна теплоємність газової суміші кДж / (м3? К) [8].
Температуру газового потоку на виході з абсорбера визначаємо за методом ітерацій (послідовних наближень)
Для цього поставимо температурою виходу tвих (прин)=85 оС (358К), обчислимо при цій температурі середню теплоємність очищеного газу за формулами (21) - (24): (N2)=кДж / (кмоль? К); (H2)=кДж / (кмоль? К); (CO2)=кДж / (кмоль? К); (Ar)=кДж / (кмоль? К);
Перерахунок в кДж / (м3? К) робимо за формулою (25): (N2)=кДж / (м3? К), (H2)=кДж / (м3? К), (CO2)=кДж / ( м3? К), (Ar)=кДж / (м3? К).
=кДж / (м3? К).
Визначаємо температуру tвих (расч): вих (расч) == 583 оС.
Нагрівання газу в апараті до...
