Принципи складання матеріальних і теплових балансів. Ентальпійний, енергетичний і ексергічний показники, їх використання в аналізі ХТС. Взаємозв"язок між окремими елементами системи, а також фізико-хімічна суттєвість процесів, що протікають у системі.
Аннотация к работе
Дисципліна "Загальна хімічна технологія" відноситься до циклу загально професійних дисциплін. Вивчення даної дисципліни базується на курсах: загальної неорганічної, органічної і фізичної хімії, фізики, математики, обчислювальної математики, процесів й апаратів хімічної технології і повинно передувати вивченню фахових дисциплін. У задачу курсу входить загальне знайомство з хімічним виробництвом, його структурою і компонентами; вивчення основ хімічних процесів і реакторів; освоєння загальних методів аналізу і синтезу хімічного виробництва як ХТС; ознайомлення з окремими хімічними виробництвами на прикладі яких предметно демонструються теоретичні положення курсу.У кожнім апараті чи елементі по термінології теорії систем, відбувається перетворення потоку (змішування, поділ, подрібнення, нагрівання, перетворення енергії, стиск, розширення, хімічне перетворення, випаровування і т.д.). Потоки як звязки за термінологією систем, забезпечують передачу речовини або енергії між апаратами (елементами системи) і можуть бути матеріальними, тепловими, енергетичними та інформаційними. Функціонування ХТС характеризують станом ХТС, тобто показниками всіх потоків і апаратів. Показниками апарата (елемента) є параметри вихідних і вхідних потоків, показники керуючих впливів, деякі параметри стану цього елемента, що визначають його функціонування в даний момент часу, наприклад - активність каталізатора, максимальна температура в апараті та ін. Хімічна модель, в основу якої покладені хімічні реакції, що протікають у системі, передається хімічною схемою.Задачі аналізу ХТС полягають в одержанні відомостей про функціонування системи в залежності від прийнятої хімічної схеми, структури технологічних звязків між елементами і підсистемами, а так само від конструкційних і технологічних параметрів, виходячи з заданих властивостей і показників функціонування, що мають оптимальне значення Аналіз ХТС здійснюється при розробці проектування системи для визначення її ефективності, а також для порівняння різних варіантів реалізації процесу з метою вибору з них оптимального.Розрахунки матеріальних балансів засновано на законах збереження маси речовин, що може бути інтерпретовано так: сума мас речовин, що входять в апарат дорівнюється сумі мас речовин, які виходять з апарату та виробничих збитків і представлено у вигляді рівняння: де Gi - сума мас речовин, що надходять до апарату; Gi" - сума мас речовин, що виходять з апарату; Стовпчик таблиці "Прихід" повинен містити перелік матеріальних потоків речовин, які надходять до апарату, стовпчик таблиці "витрата" - перелік матеріальних потоків речовин, що виходять з апарату. На основі кількості потоків розраховуються вхідні і вихідні штуцера апарата, тому в матеріальному балансі необхідно відбивати окремі потоки, привласнюючи їм номера і вказуючи склад (табл.1). Складання теплового балансу засновано на законі збереження енергії - Сума енергії, що надходить в апарат повинна дорівнювати сумі енергії, що виходить з апарату.Стехіометрично залежними хімічними реакціями називаються такі, стехіометричні рівняння яких можуть бути отримані як лінійні комбінації інших стехіометричних рівнянь з числа розглянутих рівнянь реакцій. Стехіометрично незалежними називають реакції, ніяке з яких стехіометричних рівнянь не може бути отримане шляхом лінійної комбінації інших, і набір цих R рівнянь достатній для повного й однозначного опису матеріального балансу ХТС. Термохімічні балансові співвідношення надають відомості про зміну ентальпії при протікання хімічних реакція в окремих або елементах всієї ХТС в цілому, про кількість теплоти, що виділяється при екзотермічних реакціях і поглинається при ендотермічних реакціях, що визначає вибір режимів апаратури і структури ХТС. Термодинамічні балансові співвідношення, оскільки баланси складаються для стаціонарних станів, дають можливість кількісного визначення рівноважних складів реакційних сумішей. Кількісно визначити рівноважний склад реакційної суміші, слід визначати виходячи з константи рівноваги реакції, яка може бути знайдена з рівняння: , де - ?G - зміна стандартного ізобарно-ізотермічного потенціалу; R-газова константа.Отже, ексергетичний аналіз дає можливість оцінки досконалості процесів і показує границі їхнього поліпшення.
План
Зміст
Вступ
1. Поняття хіміко-технологічної системи
2. Задачі аналізу ХТС
3. Принципи складання матеріальних і теплових балансів
4. Ентальпійний, енергетичний і ексергічний показники, їх використання в аналізі ХТС
Висновок
Література
Вывод
Отже, ексергетичний аналіз дає можливість оцінки досконалості процесів і показує границі їхнього поліпшення. В даний час найбільш ефективно вирішується проблема використання енергії в енерготехнологічних системах, для яких характерна сувора збалансованість виробництва і споживання енергії, засновані на використанні теплоти екзотермічних реакцій і вторинних енергетичних ресурсів.
Список литературы
1. Мухленов И.П. и др. Общая химическая технология. - М.: Высшая школа, 1991.-С. 113-127.
2. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. - М.: Высшая школа, 1990.-С. 57-59