Расчет прихода тепла, Расчет расхода тепла - Расчет оборудования электролизного производства

Приход тепла от прохождения электрического тока Qэл, кДж определяется по уравнению:

Q эл = 3600 * I * UГр * ф (2.39)

Где 3600 - тепловой эквивалент одного кВт*Ч, кДж;

I - сила тока, кА;

UГр - Греющее напряжение, В (из таблицы 2);

Ф - время, часы.

Q эл = 3600*164*4,484*1= 2647353 кДж

Приход тепла от сгорания угольного анода Qан, кДж определяется:

Qан = Р1СО2 * ?HTCO2 + Р1СО * HTCO (2.40)

Qан = 1,01*394070+0,67*110616=472123 кДж

Где Р1СО2 И Р1СО - Число киломолей оксидов углерода; определяется по материальному балансу исходя из формул (10 и 11);

    ?НТСО2 и ?НТСО - Тепловые эффекты реакций образования СО2 и СО из углерода и кислорода при 25°С (298 К): ?H298СО2 = 394070 кДж/кмоль ?H298СО = 110616 кДж/кмоль

(2.41), кмоль, (2.42)

Кмоль, Qан = 1,01*394070+0,67*110616=472123 кДж

Расчет расхода тепла

На разложение глинозема расходуется тепла QГ, кДж:

QГ = R1Г * ?HTГ (2.43)

Где ?HTГ - тепловой эффект образования оксида алюминия при 25?С (298 К), равный 1676000 кДж/кмоль.

(2.44)

Кмоль

КДж

Потери тепла с выливаемым из ванны алюминием рассчитываются, исходя из условия, что количество вылитого алюминия соответствует количеству наработанного за то же время.

При температуре выливаемого алюминия 960°С энтальпия алюминия ?HT1Al составляет 43982 кДж/кмоль, а при 25°С энтальпия алюминия ?HT2Al равна 6716 кДж/кмоль. Отсюда, потери тепла QAl, кДж с выливаемым алюминием составят:

QAl = Р1Al * (?HT1Al - ?HT2Al) (2.45)

Где Р1Al - количество наработанного алюминия, кмоль определяемое по формуле:

(2.46)

Кмоль

КДж

Унос тепла с газами при колокольной системе газоотсоса рассчитываем, принимая, что разбавление газов за счет подсоса воздуха в систему отсутствует. В этом случае ведем расчет на основные компоненты анодных газов - оксид и диоксид углерода. Тогда унос тепла с газами QГаз, кДж будет равен:

QГаз = Р1СО * (HT1CO - HT2CO) + Р1СО2 * (HT1CO2 - HT2CO2), (2.47)

Где Р1СО и Р1СО2 - Количество CO и CO2, кмоль

HT1CO - Энтальпия СО при температуре 550°С, равна 24860 кДж/кмоль

HT2CO - энтальпия СО при температуре 25°С, равна 8816 кДж/кмоль

HT1CO2 - энтальпия СО2 при температуре 550°С, равна 40488 кДж/кмоль

HT2CO2 - энтальпия СО2 при температуре 25°С соответственно, 16446 кДж/кмоль

HT2CO2 - энтальпия СО2 при температуре 25°С соответственно, 16446 кДж/кмоль

QГаз = кДж

Потери тепла в окружающую среду определяются на основании законов теплоотдачи конвекцией, излучением и теплопроводностью. Так как электролизер представляет собой сложную систему, изготовленную из различных материалов, для упрощения расчетов, потери тепла конструктивными элементами электролизера QП, кДж определяются по разности между приходом тепла и расходом по рассчитанным статьям:

QП = (Q эл + Qан) - (QГ + QAl + QГаз) (2.48)

КДж

Таблица 2.3 - Тепловой баланс электролизера на силу тока 164 кА

Приход тепла

КДж

%

Расход тепла

КДж

%

От прохождения электроэнергии

2647353

84,8

На разложение глинозема

1508400

49

С вылитым металлом

66333

2

От сгорания угольного анода

472123

15.1

С отходящими газами

26778

0,8

Конструктивными элементами и с поверхности электролизера

1518165

48

Итого

3119476

100

Итого

3119476

100

Похожие статьи




Расчет прихода тепла, Расчет расхода тепла - Расчет оборудования электролизного производства

Предыдущая | Следующая