Увеличение степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах
Количество теплоты приходящее с реакционным потоком.
где Gi –мольный поток вещества,
cpi - теплоемкость вещества,
T1 – начальная температура входящего потока.
Теплота химической реакции.
Исходные данные и результаты расчета представим в виде таблицы
Таблица 4.4 – Результаты расчета тепловых эффектов
|
Состав входящего реакционного потока при Т1 = 298 К |
Состав выходящего реакционного потока при Т2 = 393 К | ||||
|
Вещество |
Gi, кмоль/ц |
Дж/моль |
Вещество |
Gj, кмоль/ц |
Дж/моль |
|
Н3ВО3 |
4,10 |
-1087158 |
БМФ (основной) |
1,92 |
-4007491 |
|
Na2SO4 |
0,04 |
-763115 |
СН3ОН |
7,91 |
-77246 |
|
С2Н7РО3 |
12,31 |
-778059 |
СН5РО3непр |
0,07 |
-706635 |
|
СН5РО3 |
0,14 |
-707151 |
Na2SO4 |
0,04 |
-761078 |
|
Н3ВО3 непр |
0,08 |
-1087158 | |||
|
С2Н7РО3 непр |
6,38 |
-777447 | |||
|
БМФ (побочный) |
0,07 |
-699150 | |||
Результаты расчета тепловых эффектов
|
СН3ОН поб |
0,07 |
-77246 | |||
|
Потери |
0,06 |
-4007491 | |||
|
|
-14159990 |
|
-13714555 | ||
– реакция эндотермическая.
Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагревания исходных веществ до температуры 393 К по следующей формуле:
,
где Gi – количество i-го компонента,
cp, i – теплоемкость i-го компонента при Т2.
Таблица 4.5 – Теплоемкость исходных веществ при температуре Т2 = 393 К.
|
Состав реакционного потока |
Gi, кмоль/цикл |
СР = f(T) |
СР393 Дж/моль | |||
|
а |
в·103 |
с´·10-5 |
с·106 | |||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Н3ВО3 |
4,10 |
81,39 |
– |
– |
– |
81,39 |
|
Na2SO4 |
0,04 |
78,53 |
71,96 |
– |
– |
106,81 |
|
С2Н7РО3 |
12,31 |
79,39 |
21,62 |
-19,21 |
– |
75,45 |
|
СН5РО3 |
0,14 |
68,65 |
18,23 |
-17,32 |
– |
64,60 |
Тепло, выходящее из реактора с продуктами реакции:
,
где Т2=393 К.
Ввиду того, что в результате химического превращения ни одно из веществ не претерпевает фазового перехода, то Qф = 0 Дж/цикл.
Примем, что тепловые потери составляют 3% от приходящего тепла.
Уравнение всего энергетического баланса для нашего случая примет вид:
Количество тепла подводимое:
Из приведенных расчетов следует, что тепло нужно подводить.
Ориентировочная поверхность теплообмена
,
где ΔТ – средняя разность температур, ΔТ=50 оС; k – коэффициент теплообмена, k = 270 Вт/(м2·К).
