CP, O2=(34,7+1,08∙10-3T-7,86∙105T-2) (kJ∙kmole-1∙oK-1)

Παρουσίαση με θέμα: "CP, O2=(34,7+1,08∙10-3T-7,86∙105T-2) (kJ∙kmole-1∙oK-1)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 CP, O2=(34,7+1,08∙10-3T-7,86∙105T-2) (kJ∙kmole-1∙oK-1)
Άσκηση 4. Να υπολογισθεί το ποσό της θερμότητας που πρέπει να απαχθεί έτσι ώστε κατά την καύση στοιχειακού θείου, τα αέρια προϊόντα νε εξέλθουν με θερμοκρασία 410οC. Αν για την ψύξη χρησιμοποιείται νερό θερμοκρασίας 20οC το οποίο εξέρχεται του θερμοεναλλάκτη με θερμοκρασία 70οC, να υπολογισθεί η ποσότητα του νερού που απαιτείται. Δίδονται: ΜS=1ton/h, Vair(21% O2)=5.000m3/h, Tair, in=20oC, TS, in= 120oC, CP, O2=(34,7+1,08∙10-3T-7,86∙105T-2) (kJ∙kmole-1∙oK-1) CP , N2=(28,30+5,44∙10-3T) (kJ∙kmole-1∙oK-1) CP, S(l)=(22,6+2,09∙10-2T) (kJ∙kmole-1∙oK-1) CP, SO2=(47,7+5,92∙10-3T-8,56∙105T-2) (kJ∙kmole-1∙oK-1) ΔHS+O2 SO2= -296 kJ∙mole-1, CP, Η2Ο=4,19kJ∙kg-1∙oK-1) Λύση: S+O2 SO2 +Q ΜS=1ton/h=1000/32 (kmole/h)=31,25 kmole/h  VO2=5.000 ∙ 21/100m3/h =1050m3/h Vair(21% O2)=5.000m3/h  VO2=1050m3/h=1050/22,4 =46,88kmole/h  VN2=( )m3/h=3.950m3/h  VN2=1050/22,4 =176,34kmole/h

2 Ισοζύγιο μάζας (kmole/h): Είσοδος - Έξοδος S: 31,25 0,00
S O2  SO2 + Q 1mole + 1mole  1mole  31,25 kmole/h S αντιδρούν με 31,25 kmole/h O2 και παράγονται 31,25 kmole/h SO2  Στα προϊόντα εξέρχονται 46,88-31,25 = 15,63kmole/h O2 Ισοζύγιο μάζας (kmole/h): Είσοδος Έξοδος S: , ,00 O2: , ,63 Ν2: , ,34 SO2: , ,25

3 Qσώματος=mσώματος .CP .T
Qσώματος(kJ/h)=mσώματος (kmole/h)∙CP(kJ/kmoleoK)∙T(oK) Qαντιδρώντων+Qαντίδρασης=Q’προϊόντων +Qθερμοεναλλαγής QS+ QO2+ QN2+Qαντίδρασης=Q’O2+Q’N2+QSO2 +Qθερμοεναλλαγής CP, O2=(34,7+1,08∙10-3T-7,86∙105T-2) (kJ∙kmole-1∙oK-1) CP 293O2=34,7+1,08∙10-3∙293 -7,86∙105∙293-2= 25,8kJ∙kmole-1∙oK-1 CP 683O2=34,7+1,08∙10-3∙683 -7,86∙105∙683-2= 37,8kJ∙kmole-1∙oK-1 CP , N2=(28,30+5,44∙10-3T) (kJ∙kmole-1∙oK-1) CP 293N2=28,30+5,44∙10-3 ∙293 =29,9kJ∙kmole-1∙oK-1 CP 683N2=28,30+5,44∙10-3 ∙683 =32,0kJ∙kmole-1∙oK-1 CP, S(l)=22,6+2,09∙10-2T= 22,6+2,09∙10-2∙393= 30,8kJ∙kmole-1∙oK-1 CP, SO2=47,7+5,92∙10-3T-8,56∙105T-2 =47,7+5,92∙10-3∙683 -8,56∙105∙683-2=49,9kJ∙kmole-1∙oK-1)

4 (kmole/h): Είσοδος 293oK - Έξοδος 683 oK S: 31,25 (393oK) 0,00
CP 683O2=37,8kJ∙kmole-1∙oK-1 CP 293O2=25,8kJ∙kmole-1∙oK-1 CP 683N2=32,0kJ∙kmole-1∙oK-1 CP 293N2=29,9kJ∙kmole-1∙oK-1 CP, S(l)=30,8kJ∙kmole-1∙oK-1 CP, SO2=49,9kJ∙kmole-1∙oK-1) (kmole/h): Είσοδος 293oK - Έξοδος 683 oK S: ,25 (393oK) 0,00 O2: , ,63 Ν2: , ,34 SO2: , ,25 QS+ QO2+ QN2+Qαντίδρασης=Q’O2+Q’N2+QSO2 +Qθερμοεναλλαγής QS=31,25 (kmole/h)∙30,8(kJ/kmoleoK)∙393(oK)=3,78∙105kJ/h Q293O2=46,88 (kmole/h)∙25,8(kJ/kmoleoK)∙293(oK)=3,55∙105kJ/h Q293N2=176,34(kmole/h)∙29,9(kJ/kmoleoK)∙293(oK)=15,46∙105kJ/h Q683O2=15,63 (kmole/h)∙37,8(kJ/kmoleoK)∙683(oK)=4,03∙105kJ/h Q683N2=176,34 (kmole/h)∙32,0(kJ/kmoleoK)∙683(oK)=38,60∙105kJ/h Q683SO2=31,25 (kmole/h)∙49,9(kJ/kmoleoK)∙683(oK)=10,60∙105kJ/h

5 Qαντιδρασης=31,25∙1000 (mole/h)∙ 296 kJ∙mole-1=92,50∙105kJ/h
S: ,78∙ ,00 O2: ,55∙ ,03∙105 Ν2: ,46∙ ,60∙105 SO2: , ,60∙105 Αντίδραση: ,50∙ ,00 Θερμοεναλλαγή: , X Σύνολο: ,29∙ X+53,23∙105  X= 115,29∙ ,23∙105=62,06∙105kJ/h QΗ2Ο=mΗ2Ο∙ CP ∙ ΔT  mΗ2Ο= QΗ2Ο/(CP ∙ ΔT)  mΗ2Ο= 62,06∙105(kJ/h)/[4,19(kJ∙kg-1∙oK-1)∙ (70-20)(Κ)  mΗ2Ο= 2962kg/h = 2,9 ton/h