第六章 化工过程热力学分析

1、0Q12Q TT（）CW11111PTHS、 、S RW（ ）22222PTHS、01200QSST =00210QTSSTS210S RCHHQWW（ ）0idHTSW 0idWTSH 1( 334.7104.89)298 ( 1.22600.3674)439.59474.8335.24idWkJ kg 1( 334.7104.89)248 ( 1.22600.3674)439.59474.8344.43idWkJ kg 0idWTSH H S ()()pfpRfRpRHHH ppRRpRSSS GHTSGHT S 0idWTSHG ()()pfpRfRpRGGG 标准生成自由焓标准生成自由

2、焓saidWW idasWW 1a 1a 效率效率作功过程作功过程耗功过程耗功过程机械效率机械效率热效率热效率等熵效率等熵效率热力学效率热力学效率()smS RWW ()S RmsWW NTHWQ 1LCHTT ()sSS RWW ()S RSsWW saidWW idaSWW 0idWTSH 5160230.422.4mkmol230.436 (3801000)pHmCT65.1425 101428.5 WHkJkh 60653303230.436 ln1.6777 101273466.04 WTSkJkh 28319.81%1428.5NNTHWWQH 28329.40%962.5said

3、WW 606( 1.67775.1425) 103.465 10962.5 WidWTSHkJkh LidSWWW 0idsyssysWTSHSsysWQH000sursursurQQSQTSTT 000()LsyssurtgWTSSTSTS 高乌斯托多拉公式0idSsysWWTSQ 00idSsyssurWWTSTS idLaidWWW idaidLWWW ()()gjjoutiiinfjiSm Sm SS 12PyPy、12121212,nnyynnnn ()()gjjoutiiinfjiSm Sm SS SHQW 000SHWQ 0fS 112212()()()()gjjoutiiinj

4、ioutinoutinSm Sm SSSSSSS 1212lnlngy Py PSn Rn RPP 1122lnlngSn Ryn Ry lngiiiSRny 00lnLgiiiWTST Rny 0lnidLiiiWWT Rny 0lnidLiiiWWT Rny 0lnidLiiiWWT Ryy 0lnidLiiiWWT Ryy dHTdSVdPSdHQW VdSdPT 21PPVSdPT gSS 21000PLgPVWTSTSTdPT 012()LTWVPPT212LWPPu0LTWT LWV ,HHQT,LLQ THLQQQ 0(1)HHTQT 0(1)LLTQT 00(1)(1)LHLH

5、LTTWQQTT 0()LHLHLTWQTTTT 0()LHmLmHmLmTWQTTTT 2121lnmTTTTT ()LHLWTT ()LHLWTT 反比于00(1)(1)LidLaidHHTQWTTWQT 低高LidaidWWW 高高1a 1a 0lnidiiWT Ryy 0lnidiiWT Rxx 00(1)lnidmiiiTWHRTxxT 01 1 0 01 XXKXPXphXCEEEEE XKEXPEXphEXCE1 1 000000XphEHHTSSHHTSS XQE01XQCHHETQT 0011XQHHHmTTEQQTT 101001XEHHTSS - 202002XEHHTS

6、S - 2121021XXXidEEEHHTSSW -idXWE 000XEHHTSS - 21021idWH HT S S -有效能与理想功的区别与联系0XQTEQQT 0NQXQTAQEQT NQXQQAE 0TT0XQE NQQA ()0NXd AE NTHWQ HLTHQQQ NAEE 收收益益量量消消耗耗量量T 产产品品电电出出有有用用物物料料蒸蒸汽汽出出原原料料燃燃料料电电入入蒸蒸汽汽入入E E+ +E E+ +E E+ +E EE E+ +E E+ +E E+ +E ELSqW HSQW XNXAEE XEXEE XXiXQiXWiEEEE a SaidWW idaSWW idL

7、aid HEWWE 低低高高00001/1/1/1/LLLaHHHQTTTTQTTTT XXLEXXEEWEE SW转化气转化气0H 0HHH 水水转转6565160()36 (380 1000)22.45.1416 10pmhHmCTTkJ 转转21()(3283.6209.33)HG hhG 水水211672 4HG. kghh 转转65.1416 10QHkJ 水水326()1672.4 (25573283.6)1.2152 10STurWHG hhkJ 436()1672.4 (209.332557)3.9362 10HHG hhkJ 冷冷却却水水冷冷凝凝661.2152 100.23

8、635.1416 10STWQ 能量损失在冷凝器能量损失在冷凝器SW转化气转化气230.36mkmol 65.1416 10HkJ 转转61.2152 10SWkJ 1672.4Gkg 0idWHTS 转转转转66666535.1416 10 )303 230.36 36 ln12735.1416 101.6774 103.464 10idWkJ ( (0006857,()()()()gjjoutiiinLjiWTSTm sm sTSSSS 总总0065870,()()()gLWTSTSSSSTSS 总总冷冷却却水水转转60,50(ln)pmhLHTWT mCTT 冷冷却却水水总总6,6653

9、303 230.36 36 ln3.9262 1012732.249 10LWkJ 总总0006251,()()()()gjjoutiiinLjiWTSTm sm sTSSSS 废废0065210,1266()()()1.6774 10303 1672.46.86940.70381.447 10gLWTSTSSSSTSSkJ 水水废废转转（）,00325()303 1672.4 (7.96796.8694)5.567 10L TurgWTST G SSkJ 00847304387,004365()()()()()303 1672.40.70387.96793.9262 102.452 10gL

10、WTSTSSSSTSSSSTSST G ssHkJ 冷冷冷冷却却水水冷冷却却水水汽汽（）661.215 100.35103.464 10SaidWW 66,63.464 101.447 10110.5823.464 10idL Ha HidWkJWW ,03203265,6,()()1672.4(25573283.6)303(7.96796.8694)1.772 105.567 10110.6861.772 10id TurTurTurL Tura Turid TurWHTSGhhT sskJWW ,04304355,5,()()1672.4(209.332557)303(0.70387.96

11、79)2.452 102.452 101102.452 10id LLLL La Lid LWHTSGhhT sskJWW ,LW废废,L TurW,LW冷冷LWa 能量损失主要在废热锅炉，其次是透平机，损失最小的是能量损失主要在废热锅炉，其次是透平机，损失最小的是冷凝器。其损失的主要原因是冷凝器。其损失的主要原因是不可逆不可逆引起的有效能损失，应想引起的有效能损失，应想办法降低过程的不可逆损耗。办法降低过程的不可逆损耗。敞开体系敞开体系()XiiniE ()XjoutjE kXQkE SjW 0LiW ()()KXiinXQXjoutSjikjjEEEW ()()KXiinXQXjoutSj

12、LiikjjiEEEWW ()()kLiXiinXQXjoutSjiikjjWEEEW XXKXPXPhXChEEEEE 0XChE ()()()XiinXjoutXXPhXKXPijkEEEEEE ()(i )()lll outlnHm hh ()(i )()lll outlnSm ss 00kXlidllXllllLiXQXlSjikljEWHTSEHTSWEEW 20()2klLiXQllllSjikllljuWEHTSmg zW 00kXQSjkjLiXlSjiljEWWEW LsXllWWE kLiXQXliklWEE LiXlilWE 0XllE kLiXQSjikjWEW SW0

13、03030.10133TKPMPa 000000()()()lnXpmhpmsTEmHHT SSm CTTT CT 66653230.3636 (653303)303 36 ln0.9731 10303XEkJ 651273230.3636 (1273303)303 36 ln4.437 10303XEkJ 5678kLiLtXQSXXXXikWWEWEEEE 0kXQkE 5666664.437 100.9731 101.215 102.249 10LtXSXWEWEkJ 0XQE 1256LiXlXXXXilWEEEEE 661672.4 (2.6991209)(4.4370.9731)

14、101.447 10LiiWkJ 0XQE ,23651.2152 101672.4 (1209149.3)5.567 10L TurSjXlSXXjlWWEWEEkJ 0XQE 5341672.4 (149.32.699)2.452 10LiXlXXilWEEEkJ 561.2150.3514.4370.9731SSaidXXWWWEE 650.97311.2150.4934.437XXSEXXEEWEE ,LW废废,L TurW,LW冷冷662,6510.9731 101672.4 12090.6684.437 101672.4 2.699XXE FXXEEEE 63,21672.4 14

15、9.31.215 100.7251672.4 1209XSE TXEWE u ur r48,371672.4 2.6990.01811672.4 149.3XXE TXXEEEE u ur r项目项目能量衡算法能量衡算法熵分析法与有效能分析法熵分析法与有效能分析法区区别别理论理论依据依据以热力学第一定律为指导以能量方以热力学第一定律为指导以能量方程式为依据，以能量转换的数量关程式为依据，以能量转换的数量关系来评价过程和装置在能量利用系来评价过程和装置在能量利用 上的完善性。上的完善性。以热力学第二定律以及一二定律的以热力学第二定律以及一二定律的结合为指导，以损失功基本方程式结合为指导，以损失功

16、基本方程式和有效能和有效能 平衡方程式为依据，从平衡方程式为依据，从能量的品位和有效能的利用程度来能量的品位和有效能的利用程度来评价过程和装置在能量利用上的完评价过程和装置在能量利用上的完善性。善性。评价评价指标指标热效率热效率损失功和有效能损失功和有效能 效率效率作用作用可以知道能量在数量上的利用率，可以知道能量在数量上的利用率，指出由于散热、废气、废液、废渣指出由于散热、废气、废液、废渣排放等损失的热量以及随工艺物流排放等损失的热量以及随工艺物流能流带走的能量，但它不能揭示过能流带走的能量，但它不能揭示过程不可逆而引起的能量损耗，即热程不可逆而引起的能量损耗，即热效率的高低不足以说明过程和装置效率的高低不足以说明过程和装置在能量利用上的完善程度，不能正在能量利用上的完善程度，不能正确指导节能工作。确指导节能工作。不仅可以揭示由于不仅可以揭示由于“三废三废”散热散散热散冷等引起的有效能损失，以及工艺冷等引起的有效能损失，以及工艺物流、