Тепловой баланс

2.3.1. Джоулевое тепло.

Qдж= Nяч*Iраб(Uяч* *Вт)

- тепловое напряжение разложение воды

Ет= = 1.48B

Qдж=25*1000(2,27*1,48*0,98)*3,6=73764 кДж/час

2.3.2.Тепло отводимое газами.

=m_н2*C_н2(О2)*t_раб

С_Н2(О2)- теплоемкости водорода и кислорода

С_Н2=14,25 Дж/ч*град. С_О2=0,913 Дж/г*град.

t_раб=85⁰C

Q^H2=921.2*14.25*85= 1115803.5 Дж≈ 1115,8 кДж/час

Q^O2=7227.5*0.913*85=560890 Дж ≈ 560,89 кДж/час

2.3.3. Отвод тепла с парами воды.

Q_пара= m_пара *ɳ= 108,8*2,648=269,6 кДж/час

ɳ- энтальпия пара при 85⁰С ɳ=2,648 кДж/час

2.3.4. Тепло теряемое монополярными электродами.

Qα=α*F(t_ст-t_в)*3.6

α-коэффициент теплоотдачи в воздух Вт/м²*град

F-поверхность теплоотдачи, м²

t_ст, t_в- температура стенки и воздуха

t_ст=t_раб-10=85-10=75⁰С (принимаем)

t_в=25⁰С (принимаем)

F=2*1.2*B²=2*1.2*0.98²=2.3 м³

В-ширина электрода В=0,98 м

1,2- коэффициент увеличения поверхности за счет торцов и обратной стороны.

Для вертикальной стенки коэффициент теплоотдачи

α=9,5+98,15*10^-3(t_ст-t_в)-4,74*10^-4(t_ст-t)²+1,74*10⁶(t_ст-t_в)³=9,5*98,15*10^-3-4,74*10^-4*50²+1,74*10^-6*50³=9,5+4,91-1,185+0,22=13,445 Вт/м²*град

Q_α=13.445*2.3*50*3.6=5566.23 кДж/час

2.3.5. Избыточное количество тепла в электролите

Q_изб=Q_дж-Q_н2-Q_о2-Q_пара-Q_α=73764-1115,8-500,89-269,6-5566,23=66251,48 кДж/час

Это количество тепла должно быть затрачено на нагрев вводимого в электролизер электролита.

Q=∆t*m_э*C_э

∆t-нагрев электролита ∆t=85-t_ср

Согласно принятой циркуляции m_э=837,9 кг

C_NaOH, C_H2O-теплоемкости щелочи и воды, Дж/г* град.

С_NaOH=1.4 Дж/г*град. С_H2O=4.18 Дж/г* град

С_э= * С_NaOH + * С_Н2О

m_э=m_NaOH+m_H2O= 251.4+586.45=837.9 кг

С_э= *1,4+ *4,18= 0,42+2,93=3,35 Дж/ч*град.

Таблица 5

Тепловой баланс

Поиск по сайту: