4. Определение эксергетического кпд процесса пиролиза

;

Определим параметры на входе в реактор (e-e):

компонент	C2H4	C2H6	C3H6	C3H8	H2O
, кДж/кмольК	83.19	108.87	123.41	161.21	36.31
, кДж/кмольК	76.91	99.86	113.71	147.27	35.76
y	0.0037	0.5169	0.0292	0.0300	0.4202
Ex, МДж/кмоль	1369.74	1523.49	2027.35	2187.58	16.04

на выходе (f-f):

компонент	CH4	C2H4	C2H6	C3H6	C4H6	C6H6	C4H10	CO	H2O	H2
, кДж/кмольК	67.63	98.44	130.76	146.96	203.18	264.63	234.99	31.34	37.65	29.61
, кДж/кмольК	60.93	87.50	115.05	130.05	178.66	228.72	207.75	30.97	36.69	29.32
y	0.0955	0.2358	0.1291	0.0126	0.0053	0.0022	0.0028	0.0028	0.3121	0.2016
Ex, МДж/кмоль	856.23	1403.55	1552.00	2060.75	2585.07	3546.15	2901.39	274.60	22.46	244.01

K;

МВт;

кДж

кДж

.

5. Расчет и термодинамический анализ процесса горения топлива

   1. Материальный баланс

Состав природного газа Радченковского месторождения:

компонент	CH4	C2H4	C3H8	C4H10	C5H12	H2	N2	CO2
об. %	85.8	0.2	0.1	0.1	0	0.2	13.7	0.1

Коэффициент избытка воздуха =1.01.

2. Энергетический баланс

Определим температуру адиабатного горения топлива:

,

Так как внешняя работа не совершается, потенциальная энергия не изменяется,

Так как процесс адиабатный, то .

Конечное выражение энергетического баланса: ,

где

тогда: или

Примем температуру адиабатного горения T_АД=2232К.

Произведем проверку энергетического баланса:

Определим параметры на входе в реактор (1-1):

компонент	CH4	C2H4	C3H8	C4H10	C5H12	H2	N2	CO2	O2
, кДж/кмольК	36.57	47.70	82.44	108.74	-	28.25	29.15	46.84	32.47
I, МДж/кмоль	-74.85	52.30	-103.85	-126.15	-	0	0	-393.51	0

на выходе (2-2):

компонент	CO2	H2O	N2	O2	CO	OH	H2
, кДж/кмольК	55.58	43.55	33.28	35.75	33.60	34.06	31.40
I, МДж/кмоль	-286.03	-157.59	64.365	69.14	-455.55	107.97	60.73

-64740.21 = -64821.79кДж.

3. Эксергетический анализ процесса горения

;

Определим параметры на входе в реактор (1-1):

компонент	CH4	C2H4	C3H8	C4H10	C5H12	H2	N2	CO2	O2
, кДж/кмольК	36.57	47.70	82.44	108.74	-	28.25	29.15	46.84	32.47
, кДж/кмольК	36.58	47.70	82.44	108.74	-	28.25	29.15	46.84	32.47
y	0.0918	0.0002	0.0001	0.0001	0	0.0002	0.7053	0.0001	0.1875
Ex, МДж/кмоль	824.08	1339.05	2127.34	2780.34	-	214.05	-20.25	19.23	-18.71
	0.858	0.002	0.001	0.001	0	0.002	6.59	0.001	1.752

на выходе (2-2):

компонент	CO2	H2O	N2	O2	CO	OH	H2
, кДж/кмольК	55.58	43.55	33.28	35.75	33.60	34.06	31.40
, кДж/кмольК	52.82	40.29	31.98	34.72	32.35	32.84	30.41
y	0.0864	0.1824	0.7114	0.0056	0.0075	0.0045	0.0022
Ex, МДж/кмоль	89.81	64.42	45.03	39.42	308.83	189.75	262.30
	0.800	1.689	6.59	0.052	0.070	0.042	0.020

.