Bi Lance 2007

V Modulu1 Starteru jsou tři makra1/ Input2/ Process3/ Output

a funkceDS_EntalpieDS_GibbsDS_h_SRKDS_h_Peng_Robinson

Po otevření makra Starter je nutno otevřít další makra:ze stejnomenného adresáře

Thermodata.xlsFlowsheet_Elementsxlsm

Potom otevřeme v adresáři "DS_FILEDEPO/Cases" nový sešit , dáme mu jméno , první list přejmenujeme na "Zadání" a začneme podle návodu v TUTORIAL formulovat zadání úlohy

dáme mu jméno , první list přejmenujeme na "Zadání" a začneme podle návodu v TUTORIAL

Rozšíření EXCELu o funkce ADDIN

manipulaci s maticemi, procedury pro řešení diferenciálních rovnic a řešení optimalizačních úloh.V současné době doporučujeme instalovat:

SMARTDRAW pro vytvoření flowsheetu,MATRIX.xla pro manipulace s maticemi.OPTIMIZ.xla pro optimalizaci hodnot objektivních funkcí,POPTOOLS pro stejnou problematiku.

Návody k instalacím jsou převzaty v původním znění, aby nedocházelo ke kominikačním omylům.

SMARTDRAW installation

zapůjčit.MATRIX installation

k možmosti softwarebezplatně nainstalovat. Jedna se o verzi MATRIX 2.3.

MATRIX add-in for Excel is a zip file composed of the following files:· MATRIX.XLA Excel add-in file· MATRIX.HLP Help file· MATRIX.CSV Function information (only for XNUMBERS add-in)· FUNCUSTOMIZE.DLL1 Dynamic Library for add-inHow to installUnzip and place all the above files in a folder of your choice. The add-in is contained entirely in thisdirectory. Your system is not modified in any other way. If you want to uninstall this package,simply delete its folder - it's as simple as that!To install, follow the usual procedure for installing an Excel add-in:1) Open Excel2) From the Excel menu toolbar select "Tools" and then select "Add-in"..3) Once in the Add-in Manager, browse for “Matrix.xla” and select it4) Click OKAfter the first installation, matrix.xla will be added to the Add-in list managerWhen Excel starts, all add-ins checked in the Add-in Manager will be automatically loadedIf you want to stop the automatic loading of matrix.xla simply deselect the check box before closingExcelIf all goes OK you should see the welcomepopup of matrix.xla the first time you activateMatrix.xla in the Add-in Manager dialog box.Afterwards, when Excel automatically loadsMatrix.xla, this popup remains hidden.The Matrix Icon is added to the main menubar. By clicking on it, the Matrix Toolbar appearsThe Matrix category. All the functions contained in this add-in will be visible in the Excel functionwizard under the Matrix category.1 FUNCUSTOMIZE.DLL appears by courtesy of Laurent Longre ( http://longre.free.fr)

K bilancování využijeme EXCEL rozšířený o grafiku k vytvoření flowshetu, matematické funkce pro

Odkazem na stranku www.smartdraw.com se dostaneme k možmosti software koupit, či zkušebně

Odkazem na stranku http://digilander.libero.it/foxes/SoftwareDownload.htm se dostaneme

T U T O R I A L F O R M A T R I X . X L A

Update to a new versionWhen you update to a new version you must replace the older files with the new version.Do not keep two different versions on your PC, and, in general, never load two different versions,because Excel would make a mess of it.How to uninstallThis package never alters your system filesIf you want to uninstall this package, simply delete its folder. Once you have canceled theMatrix.xla file, remove the corresponding entry in the Add-in Manager list, by following these steps:1) Open Excel2) Select <Add-in...> from the <Tools> menu.3) Once in the Add-in Manager, click on the Matrix.xla4) Excel will inform you that the add-in is missing, and ask you if you want to remove it from thelist. Answer "yes".

Optimiz.xla installation

k možmosti softwarebezplatně nainstalovat.

The OPTIMIZ add-in for Excel 2000/XP is a zip file composed of two files:• OPTIMIZ.XLA Excel add-in file• OPTIMIZ.HLP Help fileIt is available as a download from the websitehttp://digilander.libero.it/foxes/SoftwareDownload.htm,under the title “Didactic Optimization Tool for EXCEL” as “Optimiz tool.zip” in blue.How to installUnzip and place all the above files in a directory that is accessible by Excel. The bestchoice is in the Add-ins directory which is in the following sequenceLocal Disk (C: or something else)Documents & Settings(Your name, which is a directory that comes up on startup)Application DataMicrosoftAddins.When loaded/saved, the add-in is contained entirely in this directory. Your system is notmodified in any other way. If you want to uninstall this package, simply delete thedesignated files - it's as simple as that!.To install in Excel as a menu item, follow the usual procedure for installing a “*.xla” add-into the main menu.1) Open Excel2) From the Excel menu toolbar select "Tools" and then select "Add-ins".3) If “optimization tool” does not appear in the list, Optimize.xla has not been linked in,Select the Browse box on the right side of the list, and the above Addins directory willappear. (If you loaded it into some other place, you will have to search for it.) Selectoptimize.xla.4) Once in the Add-ins Manager list, look in the list for “optimization tool” and select it5) Click OK

Odkazem na stranku http://digilander.libero.it/foxes/optimiz/optimiz_tool.htm se dostaneme

After the first installation, OPTIMIZ.xla1 will be added to the Add-in list manager as‘optimization tool’. Your Addin Manager list will appear differently from the one shownbelow (on the left side). The lists will be different depending on which foreign languageversion of Excel you are using and what other tools you are using. When Excel starts, alladd-ins checked in the Add-ins Manager will be automatically loaded. If you want to stopthe automatic loading of OPTIMIZ.xla, simply deselect the check box next to “optimizationtool” before closing Excel.1 This tutorial has been written for users of the English version of Excel The illustrations of theappearance of Excel when Optimize.xla is used are from the Italian version of Excel. Theseillustrations were not changed, since the version used by the author and the Foxes team is the Italian version.

If the installation is correct,, you should see the welcome popup of OPTIMIZ.xla. Thisappears only when you select "on" the check box of the Addin Manager. When Excelautomatically loads OPTIMIZ.xla, this popup remains hidden.How to uninstallThis package never alters your system filesIf you want to uninstall this package, simply delete the file. Once you have cancelled theOPTIMIZ.xla file, to remove the corresponding entry in the Addin Manager list, follow thesesteps:1) Open Excel2) Select <Addins...> from the <Tools> menu.3) Once in the Addins Manager, click on ‘optimization tool’.4) Excel will inform you that the addin is missing and ask you if you want to remove itfrom the list. Select "yes".

POP-TOOLSNásledující URL nám pomůže nainstalovat tento soubor. http://www.cse.csiro.au/poptools/index.htm

Welcome to PopTools

If the PopTools menu is present, please browse through the demonstration files by selecting POPTOOLS/DEMOS or browse through the help file POPTOOLS/HELP. If you do not see a PopTools menu above then you must install the PopTools add-in manually. To install manually, choose TOOLS/ADD-INS and then browse to find POPTOOLS.XLA (by default it is in the Program Files directory). Under Excel 2007 or higher open the Excel Add-Ins dialog.

Readme file for POPTOOLS.XLA----------------------------

PopTools is a set of tools for analysis of matrix population models, simulation of stochastic processes, and calculation of Monte Carlo and bootstrap statistics in Excel 97 or above (it will not work in Excel 5.0 or 95). If you have Excel 97 you should install Microsoft Office Service Release 2b. Last time I looked (Oct 2003), it was available at:

http://office.microsoft.com/assistance/9798/sr2fact.aspx

If you can't find it there, try

http://office.microsoft.com/assistance/

Installation notes------------------The setup file will install the PopTools files on your computer and attempt to register the add-in. About 5 Mb hard disk space is required. At the end of the installation process, this readme file will be launched.

Demos-----Several Excel workbooks (under the menu choice POPTOOLS/DEMOS) demonstrate the use of some of the functions and macros available in POPTOOLS. If some cells in the workbooks have error values, the add-in POPTOOLS.XLA and associated files are probably not properly installed. Check that the RANDEVS.DLL file is in the WINDOWS\SYSTEM32 or WINNT\SYSTEM32 directory, and that you have followed the instructions correctly. You mighthave to use the function POPTOOLS/FIX REFERENCES on some computers.

Uninstallation--------------(1) To remove the add-in and the associated main menu entry from the Excel menu bar, click POPTOOLS/REMOVE ADD-IN.

(2) To completely remove the package and all associated files, follow step 1 then quit Excel and open the Windows Control Panel, select ADD/REMOVE PROGRAMS, then browse for POPTOOLS. Alternatively, use the entry under POPTOOLS on the start menu -- if it is present.

Installed files---------------The setup program installs the following files, which may be removed by hand if the uninstallation process fails.

(1) RANDEVS.DLL in the system directory (usually WINDOWS\SYSTEM or WINNT\SYSTEM32)(2) POPTOOLS.XLA in a directory chosen during installation. By default it is in the "Program files" directory under "PopTools"(3) INSTALLATION.XLS in the directory selected during installation.(4) POPTOOLS.HLP A Winhelp file(5) Demonstration files in the "demos" underneath the directory selected during installation: Bias corrected percentiles.xls Bootstrap.xls Correlated.xls Covariance.xls Distance matrices.xls Eigenanalysis.xls fit.xls Gtest.xls Installation.xls Jackknife.xls Jolly.xls License.txt LifeTable.xls Likelihood.xls LikelihoodProfile.xls LHS.xls Mantel.xls MatrixDecomp.xls MatrixProject.xls NumericalProj.xls NumericalProjStoch.xls ODE.xls Ordination.xls PBLR.xls pollard.xls Power.xls Random_vars.xls Random_vars_adv.xls Randomisation (distance matrix example).xls Randomisation.xls Readme.txt Resample.xls Risk_monte.xls Sensitivity.xls Solve.xls SVD.xls

Registry changes:-----------------There are two changes made to the Windows registry to make Excel aware of the existence of the PopTools add-in. A value with the name "OPENXXX" and a value {app}\PopTools.xla (where XXX is a number and {app} specifies the location (path) of PopTools.xla) is added to the following key:

HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Office\XL\Excel\Options

(where XL is the version of Excel installed on the computer).

A new key is created, like so:

HKEY_CURRENT_USER\Software\VB and VBA Program Settings\PopTools

Under Excel 12 or greater, an entry for the installed PopTools directory is added to the Trusted locations key at:

HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Office\12.0\Excel\Security\Trusted locations

Suggested citation------------------See the About box for suggested citation of this software

Further information-------------------Contact: Greg Hood at [email protected]

Acknowledgements----------------The file RANDEVS.DLL is a windows dynamic link library compiled using Borland Delphi (version 7). The library uses Pascal code from TPMath, a freeware mathematical library written by Jean DeBord - see http://www.unilim.fr/pages_perso/jean.debord/tpmath/tpmath.htm. The library is compressed using UPX (http://upx.sourceforge.net/). The function for dynamic sorting (QSORT) uses code borrowed from Stephen Bullen (see http://www.bmsltd.co.uk/). The setup file was created using Inno Setup Compiler version 4.0.x (http://www.jrsoftware.org/). The code for creating the menu was hacked from code provided by John Walkenbach at http://www.j-walk.com/ss/.

Disclaimer----------Neither I nor my employer accept any responsibility for loss or damages occurring as a result of the use of this software.

Welcome to PopTools
























Welcome to PopTools
























DS_Bilance.xlaJedná se o námi vytvořený soubor maker, který je možno permanentně nainstalovat do funkcí,

které jsou v EXCELu k dispozici. Instalace není nutná, pokud otevíráme soubor, který byl generován

pomocí EXCELu, v němž jsou tyto funkce instalovány. Po jeho spuštění dojde k permanentnímuzápisu mezi funkce.

Vytvoření souboru DS_Bilance.xla z *.xls je podrobně popsáno na URL:

http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/aa140936(office.10).aspx

You create a Microsoft® Excel add-in by creating a workbook, adding code and custom toolbars and menu items to it, and saving it as an Excel add-in file.

Microsoft Office XP Developer

Creating an Excel Add-in

Welcome to PopTools
























To create an Excel add-in

1. Create a new workbook, add code to it, and create any custom toolbars or menu bars.

it to appear in the Add-Ins dialog box.

Visual Basic Editor.

EXCEL, PowerPoint, or Word Add-in's VBA Project.5. Save the add-in workbook as type Excel add-in, which has the extension .xla.

code is running. When you want to return a reference to the add-in workbook, use the ThisWorkbook property, or refer to the workbook by name. To refer to the workbook that is open in Excel currently, use the ActiveWorkbook property, or refer to the workbook by name.

When you have saved the add-in, you can reopen it in Excel to make changes to the project. The saved add-in no longer has a visible workbook associated with it, but when you open it, its project is available in the Microsoft® Visual Basic® Editor.

Saving the add-in workbook as an Excel add-in sets the IsAddIn property of the corresponding Workbook object to True.

You can debug an Excel add-in while it is loaded. When you load an add-in, its project appears in the Solution Explorer in the Visual Basic Editor. If the project is protected, you must enter the correct password to view its code.

See Also

Excel Add-ins | Loading an Excel Add-in | Running Code Automatically When an Excel Add-in Is Loaded or Unloaded.

2. On the File menu, click Properties. In the Document>Name >Properties dialog box, click

the Summary tab, and then use the Title box to specify the name for your add-in, as you want

3. Compile the Add-In project by clicking Compile Project on the Debug menu in the

4. If you want, you can protect the project from viewing as described in Securing an Access,

Note: When you are creating an Excel add-in, pay close attention to the context in which your

http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/aa141283%28office.10%29.aspx

Matrix.xla file, remove the corresponding entry in the Add-in Manager list, by following these steps:

které jsou v EXCELu k dispozici. Instalace není nutná, pokud otevíráme soubor, který byl generován

Zadání úlohy

1. Název procesu : Výroba sody - Solvay metoda

2. Podstata procesu:

V koloně K reaguje nasycený vodný roztok solanky s plynnou směsí čpavku a oxidu uhličitého za

vzniku bikarbonátu sodíku a chloridu ammonného. Vzhledem k malé rozpustnosti bikarbonátu

sodného dochází za provozní teploty k jeho vysrážení a vzniku suspenze. Ta se filtruje na

bubnovém filtru a filtrační koláč ne promýván vodou. Filtrát je odváděn na regeneraci čpavku.

Filtrační koláč je veden do kalcinační rotační pece, kde se bikarbonát termicky rozkládá na sodu

a oxid uhličity a vodní páru. Odplyny jsou vedeny na vstup do procesu a soda je odváděna jako

produkt.

3. Flowsheet:

4. Zadané parametry procesu:

Množství zpracovávané soli 20 t/denTeplota vstupujícího nasyceného roztoku solanky 25 °C

FILTRACEKONVERZ E

2

1

4

3 5

6

7 8

9

Přebytek oxidu uhličitého ve vstupním plynném proudu 50 % obj.Zbytkový obsah amoniaku v odplynu z kolony 0.5 % obj.Obsah vody ve filtračním koláči 30 % hm.

0.98Množství promývací vody = n-násobku množství vody vystupující z filtru ve filtračním koláči n = 1

Obsah bikarbonátu ve filtrátu odpovídá nasycenému roztoku 0.0753

Nasycený roztok NaCl NaCl 0.3566

5: Soupis proudů, složek a bloků:

molární hmotnostSoupis - proudy Soupis - složky kg / kmol1 Solanka 1 18.022 Vstupní plyn 2 NaCl 58.443 Suspense 3 44.014 Odplyny 4 17.035 Filtrát 5 84.016 Promývací voda 6 53.497 Filtrační koláč 7 105.99

8 Produkty rozkladu9 Produkt

7: Základ výpočtu:

bilancujeme: hmotnost

Referenční proud: m1;2 = 25 tun NaCl / den = 0.115741

8. Přepočty:

Vstupní proud nasycené solanky:Proud Složka kg

1 2 35.7 0.262863 kg/Σkg

1 1 100.0 0.737137 kg/Σkg

135.7 1

Vstupní proud plynu:kmol kg

2 3 100.0 8401.0 0.767 kg/Σkg

2 4 150.0 2554.5 0.233 kg/Σkg

250.0 10955.5 1.000

Odplyny z kolony: kmol kg

4 4 0.5 42.005 0.024 kg/Σkg

Stupeň přeměny NaCl na NaHCO3

NaHCO3 kg/kg H2O

kg/kg H2O

NaCl,H2O H2O

NH3,CO2

NH4CL,NaCl,NaHCO3,H2O CO2

CO2, NH3 NH3

NH4CL,NaCl,NaHCO3,H2O NaHCO3

H2O NH4Cl

NaHCO3,H2O Na2CO3

H2O, CO2

Na2CO3

kg.s-1

kg.s-1

4 3 99.5 1694.485 0.976 kg/Σkg

100 1736.49 1.000

Voda ve filtráčním koláči: kg

7 1 30 0.300 kg/Σkg

7 5 70 0.700 kg/Σkg

100 1.000

proud složka proud5 5 = 0.0753 5

Vztah mezi množstvím přiváděné prací vody

a množstvím vody ve filtračním koláči proud složka proud6 1 = 1 7

proud složka proudr1 2 = 0.016769 1

9. Reakce, stechiometrické koeficienty reakcí::

reakce 1 NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3reakce 2 2 NaHCO3 = Na2CO3 + H2O

hmotnost létkové množství ( moly)

složka reakce 1 reakce 2 reakce 11 -18.02 18.02 18.02 -1

2 NaCl -58.44 0 44.01 -1

3 -44.01 44.01 -168.02 -1

4 -17.03 0 105.99 -1

5 84.01 -168.02 1

6 53.49 0 1

7 0 105.99 0

Následuje uspořádání informací v zadání do potřebné formy

viz následující list

Vztah mezi NaHCO3 a H2O - nasycený roztok

Stupeň konverze NaCl na NaHCO3

H2O

CO2

NH3

NaHCO3

NH4Cl

Na2CO3

FILTRACEKONVERZ E

2

1

4

3 5

6

7 8

9

Soupis - bloky1 konverse2 filtrace3 kalcinace

složka1

složka1

složka r1 = mol2 m1;2 = kg

m1;2 /58.44= molr1 = 0.98*m1;2 / 58.44

létkové množství ( moly)

reakce 21

0

1

0

-2

0

1

Připravit formulář pro incidenční matici

IM Incidencní maticebloky proudy

1 2 3 4 5 6 71 konverse2 filtrace3 kalcinace

Vyplnit ho Jestliže proud do bloku vstupuje - zadat 1, jestliže proud z bloku vystupuje - zadat -1, jinak zůstává 0


1 2 3 4 5 6 71 konverse 1 1 -1 -1 0 0 02 filtrace 0 0 1 0 -1 1 -13 kalcinace 0 0 0 0 0 0 1

Připravit formulář pro tabulku dat

TD Tabulka datsložky proudy

1 2 3 4 5 6 71 H2O2 NaCl3 CO24 NH35 NaHCO36 NH4Cl7 Na2CO3

… a vyplnit ho včetně stechiometrických koeficientů obou reakcí (viz Zadání_soda)

Jestliže se složka v proudu vyskytuje, napíšeme 1 (bez znaménka), jinak zůstane nula


1 2 3 4 5 6 71 H2O 1 0 1 0 1 1 12 NaCl 1 0 1 0 1 0 03 CO2 0 1 0 1 0 0 04 NH3 0 1 0 1 0 0 05 NaHCO3 0 0 1 0 1 0 16 NH4Cl 0 0 1 0 1 0 0

7 Na2CO3 0 0 0 0 0 0 0

Získání dalších potřebných informací pro matici koeficientů

Potřebujeme znát její rozměr, t.počet neznámých nX

počet neznámých = počet reakcí + SOUČIN.SKALÁRNÍ(C39:K45)nX= 2 + 20 = 22

Počet bilancí generujeme matici SOUČIN.MATIC(C39:K45,TRANSPOZICE(ABS(C16:K18)))

2 4 22 2 02 0 12 0 01 3 11 2 00 0 1

Počet nenulových prvků je počet bilančních rovnic blnc = 14

Povinně musíme nadefinovat referenční proud 1Počet dodatečných vztahů tedy bude 7Dodatečná vztahy mohou být jen ve třech způsobech zadání lineární

1 Je zadán tok složky - případ referenčního proudu2 Je zadána koncentrace (molový nebo hmotnostní zlomek) složky v proudu3 Je zadán poměr mezi tokem dvouu složek - konverse, výtěžnost, rozpustnost

Poměr mezi koncentracemi jedné slozky v různých proudech je nelineární !!!

Dodatečné vztahy zapisujeme ve formě následujících formulářů

Referencní proud Koncentrace složky v prouduproud složka prùtok kg/sec proud složka složení

1 2 0.115741 1 2 0.2628632 3 0.794934 4 0.0019417 1 0.3

Pomer toku slozekproud složka pomer proud složka

6 1 1 7 1

Potřebujeme dále znát počet bilančních rovnic (označujeme jako blnc )

BIL =

5 5 0.0753 5 15 2 0.02 1 2

Matice koeficientů Řešení lineární soustavy, základní pojmy ¨čtvercovámatice, inversní matice, maticový součin.

Vektor pravých stran B vysvětlit význam, formální vzorec řečení

pokračuje na ( soda_2)

X = A-1 x B

reakce8 9 r1 r2

Jestliže proud do bloku vstupuje - zadat 1, jestliže proud z bloku vystupuje - zadat -1, jinak zůstává 0

reakce8 9 r1 r20 0 1 00 0 0 0-1 -1 0 1

reakce8 9 r1 r2

#VALUE! #VALUE! #VALUE!#VALUE! #VALUE! #VALUE!#VALUE! #VALUE! #VALUE!#VALUE! #VALUE! #VALUE!#VALUE! #VALUE! #VALUE!#VALUE! #VALUE! #VALUE!#VALUE! #VALUE! #VALUE!

… a vyplnit ho včetně stechiometrických koeficientů obou reakcí (viz Zadání_soda)

Jestliže se složka v proudu vyskytuje, napíšeme 1 (bez znaménka), jinak zůstane nula

reakce8 9 r1 r21 0 -18.02 18.020 0 -58.44 01 0 -44.01 44.010 0 -17.03 00 0 84.01 -168.020 0 53.49 0

0 1 0 105.99

Řešení lineární soustavy, základní pojmy ¨čtvercovámatice, inversní matice, maticový součin.

Vytvoříme základ matice koficientů . Bude mít rozměr nX x nX

0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0

Řádkem 1 je dáno : Každý proud bude mít tolik kolonek, kolik má tentýž proud jedniček (složek) v matici TD Druhý řádek udává které složky to jsouPrvní dva řádky jsou pomocné pro vytvoření řádku názvů neznámých (třetí řádek )

První sloupec udává blok a zároveň počet složek které se v bloku vyskytují (počet nenulových prvků sloupce bloku v matici BILDruhý sloupec udává číslo složky.

Tím vznikne následující formulář

Řádek1 1 1 2 2 3

Sloupec 2 1 2 3 4 11 2 3 m1;1 m1;2 m2;3 m2;4 m3;11 1 0 0 0 0 01 2 0 0 0 0 01 3 0 0 0 0 01 4 0 0 0 0 01 5 0 0 0 0 01 6 0 0 0 0 0

2 1 0 0 0 0 02 2 0 0 0 0 02 5 0 0 0 0 02 6 0 0 0 0 03 1 0 0 0 0 03 3 0 0 0 0 03 5 0 0 0 0 03 7 0 0 0 0 0

0 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 0

Zápis do matice koeficientů provádíme takto:V kontaktu s blokem 2 se složka 5 vyskytuje v proudu 3 a 5 Jestliže proud do bloku vstupuje napíšeme do políčka 1,

v opačném případě -1.Jinak zůstane 0

Řádek1 proudy 1 1 2 2

Sloupec 2 složky 1 2 3 4

1 2 3 m1;1 m1;2 m2;3 m2;41 1 1 0 0 01 2 0 1 0 01 3 0 0 1 01 4 0 0 0 11 5 0 0 0 01 6 0 0 0 02 1 0 0 0 02 2 0 0 0 02 5 0 0 0 02 6 0 0 0 03 1 0 0 0 03 3 0 0 0 03 5 0 0 0 03 7 0 0 0 0

0 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 0

Počet koincidencí složky s blokem udává hodnota odpovídajícího prvku matice BIL

0 0 0 00 0 0 00 0 0 0

Kontrola pomocí hodnosti matice MRank(F78:AA91)= #MACRO?

V Zadání_soda máme referenční proud 1koncentrace složky 4

poměr toků dvou složek 3

V dalším listu si ukážeme, jak se tato zadání včleňují do matice koeficientů

0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

Řádkem 1 je dáno : Každý proud bude mít tolik kolonek, kolik má tentýž proud jedniček (složek) v matici TD

První sloupec udává blok a zároveň počet složek které se v bloku vyskytují (počet nenulových prvků sloupce bloku v matici BIL

3 3 3 4 4 5 5 5 52 5 6 3 4 1 2 5 6

m3;2 m3;5 m3;6 m4;3 m4;4 m5;1 m5;2 m5;5 m5;60 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

Jestliže proud do bloku vstupuje napíšeme do políčka 1,v opačném případě -1.

3 3 3 3 4 4 5 5 51 2 5 6 3 4 1 2 5

m3;1 m3;2 m3;5 m3;6 m4;3 m4;4 m5;1 m5;2 m5;5-1 0 0 0 0 0 0 0 00 -1 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 -1 0 0 0 00 0 0 0 0 -1 0 0 00 0 -1 0 0 0 0 0 00 0 0 -1 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 -1 0 00 1 0 0 0 0 0 -1 00 0 1 0 0 0 0 0 -10 0 0 1 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0

6 7 7 8 8 91 1 5 1 3 7

m6;1 m7;1 m7;5 m8;1 m8;3 m9;7 r 1 r 20 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0

5 6 7 7 8 8 96 1 1 5 1 3 7 Vektor pravých stran

m5;6 m6;1 m7;1 m7;5 m8;1 m8;3 m9;7 r 1 r 20 0 0 0 0 0 0 -18.02 00 0 0 0 0 0 0 -58.44 00 0 0 0 0 0 0 -44.01 00 0 0 0 0 0 0 -17.03 00 0 0 0 0 0 0 84.01 00 0 0 0 0 0 0 53.49 00 1 -1 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 -1 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 -1 0 0 0 18.020 0 0 0 0 -1 0 0 44.010 0 0 1 0 0 0 0 -168.020 0 0 0 0 0 -1 0 105.990 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

Vektor pravých stran

B0000000000000000000

000

Referencní proudproud složka prùtok

1 2 0.115741 kg/sec Tato informace se penese do matice koeficientů následujícím způsobem

m1;1 m1;2 m2;3 m2;4 m3;1 m3;2 m3;5 m3;6 m4;3

0 1 0 0 0 0 0 0 0

Koncentrace složky v prouduproud složka složení

3 1 0.5 Tento zápis odpovídá tomuto algebraickému vztahu

m3;1 / (m3;1 + m3;2 + m3;5 + m3;6) = 0.5

m3;1 + m3;2 + m3;5 + m3;6 - 1/0.5.m3;1 = 0

Do matice koeficientů zaneseme tento vztah následujícím způsobem

m1;1 m1;2 m2;3 m2;4 m3;1 m3;2 m3;5 m3;6 m4;3

0 1 0 0 -1 1 1 1 0


5 5 0.0753 5 1

Přenos této informace je poměrně jednoduchý (ale pozor na znaménka )

m4;4 m5;1 m5;2 m5;5 m5;6 m6;1 m7;1 m7;5 m8;1

0 1 0 -0.0753 0 0 0 0 0

Tím máme doplněnu matici koeficientů - viz dsoda_4

Tato informace se penese do matice koeficientů následujícím způsobem


m4;4 r 1 r 2 B000

0 0 0 0.115741

m7;1 m7;5 m8;1po úpravě dostaneme


m4;4 r 1 r 2 B000

0 0 0 0

m8;3 m9;7 r 1 r 2 B00

0 0 0 0 0

m8;3

m9;7 r 1 r 2 B

m1;1 m1;2 m2;3 m2;4 m3;1 m3;2 m3;5 m3;6 m4;31 0 0 0 -1 0 0 0 00 1 0 0 0 -1 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0 -10 0 0 1 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 -1 0 00 0 0 0 0 0 0 -1 00 0 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 01 -2.804262 0 0 0 0 0 0 00 0 -0.304071 1 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 -0.024190 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0.016769 0 0 0 0 0 0 0

Kontrola - hodnost matice #MACRO?Pomocí funkce SouČin Matic dostaneme řešení SOUČIN.MATIC(INVERZE(A8:V29),W8:W29)

m1;1 0.324567m1;2 0.115741m2;3 0.11077m2;4 0.033682m3;1 0.289592m3;2 0.002315m3;5 0.163055m3;6 0.103818m4;3 0.025351m4;4 0.000628m5;1 0.289592m5;2 0.002315m5;5 0.021806m5;6 0.103818

m6;1 0.060535m7;1 0.060535m7;5 0.141248m8;1 0.075684m8;3 0.036998m9;7 0.089102

r 1 0.001941r 2 0.000841

m4;4 m5;1 m5;2 m5;5 m5;6 m6;1 m7;1 m7;5 m8;10 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0-1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 -1 0 0 0 1 -1 0 00 0 -1 0 0 0 0 0 00 0 0 -1 0 0 0 -1 00 0 0 0 -1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 1 0 -10 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

0.97581 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 -2.333333 1 00 0 0 0 0 1 -1 0 00 0.0753 0 -1 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

SOUČIN.MATIC(INVERZE(A8:V29),W8:W29)

m8;3 m9;7 r 1 r 2 B0 0 -18.02 0 00 0 -58.44 0 00 0 -44.01 0 00 0 -17.03 0 00 0 84.01 0 00 0 53.49 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 18.02 0-1 0 0 44.01 00 0 0 -168.02 00 -1 0 105.99 00 0 0 0 0.1157410 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 -1 0 0

Podklady pro feasibility study Úplná charakteristika procesu

1. Název procesu : Výroba sody - Solvay metoda

2. Podstata procesu:

V koloně K reaguje nasycený vodný roztok solanky s plynnou směsí čpavku a oxidu uhličitého za

vzniku bikarbonátu sodíku a chloridu ammonného. Vzhledem k malé rozpustnosti bikarbonátu

sodného dochází za provozní teploty k jeho vysrážení a vzniku suspenze. Ta se filtruje na

bubnovém filtru a filtrační koláč ne promýván vodou. Filtrát je odváděn na regeneraci čpavku.

Filtrační koláč je veden do kalcinační rotační pece, kde se bikarbonát termicky rozkládá na sodu

a oxid uhličity a vodní páru. Odplyny jsou vedeny na vstup do procesu a soda je odváděna jako

produkt.

3. Flowsheet:


Množství zpracovávané soli 20 t/denTeplota vstupujícího nasyceného roztoku solanky 25 °CPřebytek oxidu uhličitého ve vstupním plynném proudu 50 % obj.Zbytkový obsah amoniaku v odplynu z kolony 0.5 % obj.Obsah vody ve filtračním koláči 30 % hm.

0.98Stupeň přeměny NaCl na NaHCO3

FILTRACEKONVERZ E

2

1

4

3 5

6

7 8

9

Množství promývací vody = n-násobku množství vody vystupující z filtru ve filtračním koláči n = 1

Obsah bikarbonátu ve filtrátu odpovídá nasycenému roztoku 0.0753

Nasycený roztok NaCl 0.3566

Proud1 2 3 4 5 6 7

Složka kg/sec 0.324567 0.289592 0.289592 0.060535 0.060535 H2O kg/sec 0.115741 0.002315 0.002315 NaCl kg/sec 0.11077 0.025351 CO2 kg/sec 0.033682 0.000628 NH3 kg/sec 0.163055 0.021806 0.141248 NaHCO3 kg/sec 0.103818 0.103818 NH4Cl kg/sec Na2CO3 °Cteplota kPatlak kW 0 0 0 0 0 0 0príkon

NaHCO3 kg/kg H2O

kg/kg H2O

FILTRACEKONVERZ E

2

1

4

3 5

6

7 8

9

Proud8 9

0.075684

0.036998

0.089102

0 0

Zadání úlohy: Výsledek řešení bude v listu Výsledkový list - Reporting, který musíme otevřít a zkopírovat do něj první čtyři body Zadání

Výsledkový list-Reporting

Obecné údaje o projektu:Datum:Vypracoval:Schválil:

Výroba práškového železa - ferrum reductum

2. Popis procesu:

Čerstvý nástřik, který obsahuje mimo vodíku ještě určité molové % CO2, se před vstupem do reaktoru

mísí s recyklovaným vodíkem. Poměr látkového množství recyklovaného vodíku ku čerstvému je

pevně stanoven technologickým reglementem

Po výstupu z reaktoru se z oběhového proudu nejdříve odstraní voda a pak se odtahuje určité

vstupu nepřesáhla hodnotu taktéž stanovenou technologickým reglementem.

3. Flowsheet:

1. Název projektu:

Železo se vyrábí tak, že se za zvýšené teploty redukuje Fe2O3 vodíkem na kovové železo

množství plynu tak aby se v systému nehromadil CO2. Odtahuje se tolik, aby koncentrace CO2 na


Produkce Fe 50 kg/ směna

1 % objemovéObsah CO2 v plynu na vstupu do reaktoru 2.5 % objemovéPoměr proudu vodíku, vstupujícího do směšovače

ku proudu čerstváho vodíku je 4 : 1Teplota proudu

1 252 253 254 255 256 257 258 259 25

5: Soupis proudů a složek:

molární hmotnostSoupis - proudy Soupis - složky kg / kmol

1 surovina 1 2.01

2 produkt Fe 2 44.01

3 odplyn 3 18.01

4 vodní pára 4 Fe 55.85

Obsah CO2 v čerstvém plynu

Fe2O3 H2

CO2

H2, CO2, H2O H2O

H2O

5 suchý odplyn 5 159.70

6 odtah

7 recykl

8 čerstvý vodík

9 redukční plyn

molární hmotnostSoupis - složky kg / kmol

Soupis - proudy

6 : Soupis bloků :

Blok

7: Základ výpočtu: = 0.173611m2;4 = 5000 kg/ směna = 0.003109

8. Přepočty:

kg kmol/kmol kg/kg

Proud Složka kmol 199.0 0.990 0.8198 1 99.0 44.0 0.010 0.1818 2 1.0 243.0 1.000 1.000

Součet 100.0

kg kmol/kmol kg/kg

Proud Složka kmol 196.0 0.975 0.6409 1 97.5 110.0 0.025 0.3609 2 2.5 306.0 1.000 1.000

Součet 100.0


= NaHCO3 + NH4Clreakce 1 NaCl + NH3 + CO2 + H2O

Stechiometrické koeficienty stanovíme dle probíhajících reakcí a to tak, že složky výchozí

(reaktanty) mají znaménko stechiometrických koeficientů minus a prudukty reakcí mají stechiometrické koeficienty s kladnými znaménky.Steciometrické koeficienty využijeme při bilancování látkového množství v kmol.Pro bilancování hmotnosti v kg upravíme tabulků stechiometrických koeficientu vynásobením příslušných molárních hmotností.

H2, CO2 Fe2O3

H2, CO3

H2, CO4

H2, CO5

H2, CO6

kg.s-1

kmol.s-1

Fe2O3 + 3· H2 = 3· H2O + 2· Fe

Stechiometrické koeficienty: látkové množství hmotnost

Složky

1 -3 -6.03

2 0 0

3 3 54.034 Fe 2 111.7

5 -1 -159.7

Tento vztah je vždycky nelineární Je definován experimentálními daty

1 fázovými rovnováhami mezi proudy odlišných ází2 chemickými rovnováhami meziproudy vstupujícími do reakce3 a vystupujícími z reakce

H2

CO2

H2O

Fe2O3

V tomto případě je zadán vztah mezi složením dvou proudů

Zadání úlohy: Výsledek řešení bude v listu Výsledkový list - Reporting, který musíme otevřít a zkopírovat do něj



objemovéobjemové

Soupis - bloky

1 reaktor

2 separátor

3 odtah

4 mísič

Chemická reakce:reaktanty

produkty reakce

Pro bilancování hmotnosti v kg upravíme tabulků stechiometrických koeficientu vynásobením

fázovými rovnováhami mezi proudy odlišných ázíchemickými rovnováhami meziproudy vstupujícími do reakce

Výsledkový list-Reporting



2. Popis procesu:


mísí s recyklovaným vodíkem. Poměr látkového množství recyklovaného vodíku ku čerstvému je

pevně stanoven technologickým reglementem

Po výstupu z reaktoru se z oběhového proudu nejdříve odstraní voda a pak se odtahuje určité

vstupu nepřesáhla hodnotu taktéž stanovenou technologickým reglementem.

3. Flowsheet:

1. Název projektu:

Železo se vyrábí tak, že se za zvýšené teploty redukuje Fe2O3 vodíkem na kovové železo

množství plynu tak aby se v systému nehromadil CO2. Odtahuje se tolik, aby koncentrace CO2 na


Produkce Fe 50 kg/ směna

Obsah CO2 v čerstvém plynu 1 % objemové

Obsah CO2 v plynu na vstupu do reaktoru 2.5 % objemové

Poměr proudu vodíku, vstupujícího do směšovače

ku proudu čerstváho vodíku je 4 : 1

Teplota proudu

1 25

2 25

3 25

4 25

5 25

6 25

7 25

8 25

9 25

5: Soupis proudů a složek: molární hmotnost

Soupis proudů Soupis složek kg / kmol

1 surovina Fe2O3 1 H2 2.01

2 produkt Fe 2 CO2 44.01

3 odplyn H2, CO2, H2O 3 H2O 18.01

4 vodní pára H2O 4 Fe 55.85

5 suchý odplyn H2, CO2 5 Fe2O3 159.7

6 odtah H2, CO3

7 recykl H2, CO4

8 čerstvý vodík H2, CO5

9 redukční plyn H2, CO6

6 : Soupis bloků :

Blok1 reaktor

2 separátor

3 odtah

4 mísič


m2;4 = 5000 kg/ směna = 3.108525 mol.s-1 0.173611

=

8. Přepočty:

Proud Složka kmol kmol/kmol kg kg/kg

8 1 99 0.99 199 0.819

8 2 1 0.01 44 0.181

Součet 100 1 243 1

Proud Složka kmol kmol/kmol kg kg/kg

9 1 97.5 0.975 196 0.64

9 2 2.5 0.025 110 0.36

Součet 100 1 306 1


Chemická reakce:

reaktanty produkty reakce

Fe2O3 + 3· H2 = 3· H2O + 2· Fe

Stechiometrické koeficienty stanovíme dle probíhajících reakcí a to tak, že složky výchozí

(reaktanty) mají znaménko stechiometrických koeficientů minus a prudukty reakcí mají

stechiometrické koeficienty s kladnými znaménky.

Steciometrické koeficienty využijeme při bilancování látkového množství v kmol.

Pro bilancování hmotnosti v kg upravíme tabulků stechiometrických koeficientu vynásobením

příslušných molárních hmotností.

Stechiometrické koeficienty:

Složky látkové množství hmotnost1 H2 -3 -6.032 CO2 0 03 H2O 3 54.034 Fe 2 111.75 Fe2O3 -1 -159.7

1 0

V tomto případě je zadán vztah mezi složením dvou proudůTento vztah je vždycky nelineární Je definován

1 experimentálními daty2 fázovými rovnováhami mezi proudy odlišných ází3 chemickými rovnováhami meziproudy vstupujícími do reakce

a vystupujícími z reakce



Soupis bloky1 reaktor2 separace3 odtah4 misič

kg.s-1

fázovými rovnováhami mezi proudy odlišných ázíchemickými rovnováhami meziproudy vstupujícími do reakce


1 2 3 4 5 6 71 reaktor 1 -1 -1 0 0 0 02 separace 0 0 1 -1 -1 0 03 odtah 0 0 0 0 1 -1 -14 misič 0 0 0 0 0 0 1


1 2 3 4 5 6 71 H2 0 0 1 0 1 1 12 CO2 0 0 1 0 1 1 13 H2O 0 0 1 1 0 0 04 Fe 0 1 0 0 0 0 05 Fe2O3 1 0 0 0 0 0 0

Referencní proud Koncentrace složky v prouduproud složka prùtok mol/sec proud složka složení

2 4 3.108525 8 2 0.019 2 0.025


7 1 4 8 1

1 2 3 3 3 4 55 4 1 2 3 3 1

1 1 0 0 0 0 0 0 01 2 0 0 0 0 0 0 0

1 3 0 0 0 0 0 0 01 4 0 0 0 0 0 0 01 5 0 0 0 0 0 0 02 1 0 0 0 0 0 0 02 2 0 0 0 0 0 0 02 3 0 0 0 0 0 0 03 1 0 0 0 0 0 0 03 2 0 0 0 0 0 0 04 1 0 0 0 0 0 0 04 2 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0

reakce8 9 r10 1 10 0 00 0 01 -1 0

reakce8 9 r11 1 -31 1 00 0 30 0 20 0 -1

Analyza zadáníPocet bloku 4Nezávislé reakce 1Bilancované složky 5Pocet proudu 9Poèet neznámých 17Bilanèní rovnice 12Stupne volnosti 1

Objektivní funkce

5 6 6 7 7 8 8 9 92 1 2 1 2 1 2 1 20 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

r1-30

32

-1000000000000000

Bilance 1 2 3 4 5 6 71 H2O2 NaCl3 CO24 NH35 NaHCO36 NH4Cl7 Na2CO3


1. Název projektu: Spalování zemního plynu

2. Popis procesu: V trubkové peci se spaluje vzdušným kyslíkem 500 m3h-1 zemního plynu (předpokládejte, že se jedná o čistý methan) při teplotě 50°C a tlaku 0,2 Mpa.Proces probíhá podle stechiometrické rovnice

CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2OSuchý vzduch přichází do pece v přebytku proti stechiometricky potřebnému množství při teplotě 50oC a tlaku 0,2 MPa.

Spaliny mají obsahovat maximálně 6 % obj. CO2. Voda odchází ve formě vodní páry ve spalinách a molární průtok CH4 ve spalinách je 1,73 kmol h-1.Vypočítejte: 1. Složení (mol.%) odcházejících spalin.2. Objemový průtok (v m3h-1) vzduchu a jeho přebytek.3. Konverzi methanu podle uvedené reakce.Poznámka: Předpokládejte složení vzduchu 21 obj.% O2 a 79 obj.% N2. Konverze je podíl zreagovaného množství methanu ke vstupujícímu množství methanu.

3. Flowsheet:


R 8.314 kW.s.kmol-1.K-1

KOTEL

vzduch

metan

spaliny

0°C 273.15 Kreferenční proud 500 m3.h-1 10.33911 mol.s-1

50 °C0.2 mPa

metan v odplynu 1.73 kmol.h-1 0.480556 mol.s-1kyslík ve vzduchu 0.21 kmol/∑kmolCO2 v odplynu 0.06 kmol/∑kmolPřebytek vzduchu 25 %

5: Soupis proudů a složek: molární hmotnostSoupis proudů Soupis složek

1 metan CH4 1 CH42 vzduch O2, N2 2 O23 spaliny CH4, O2, N2, CO2, H2O 3 N2

4 CO25 H2O

6 : Soupis bloků :

Blok1 reaktor


500 m3.h-1 10.33911 mol.s-1

8. Přepočty:

metan v odplynu 1.73 kmol.h-1 0.000481 kmol.s-1

Přebytek kyslíku 2.5


reakce 1 CH4 + 2.O2 = CO2 + 2. H2O

Stechiometrické koeficienty stanovíme dle probíhajících reakcí a to tak, že složky výchozí (reaktanty) mají znaménko stechiometrických koeficientů minus a prudukty reakcí mají stechiometrické koeficienty s kladnými znaménky.

Steciometrické koeficienty využijeme při bilancování látkového množství v kmol.Pro bilancování hmotnosti v kg upravíme tabulků stechiometrických koeficientu vynásobením příslušných molárních hmotností.

Stechiometrické koeficienty: látkové množství hmotnost indexy pro Thermodata

index Složky1 CH4 -1 -16.043 63

2 O2 -2 -63.998 34

3 N2 0 0 31

4 CO2 1 44.01 48

5 H2O 2 36.03 22

8 9

Suchý vzduch přichází do pece v přebytku proti stechiometricky potřebnému množství při teplotě 50oC a tlaku 0,2 MPa.

Spaliny mají obsahovat maximálně 6 % obj. CO2. Voda odchází ve formě vodní páry ve spalinách a molární průtok CH4 ve spalinách je 1,73 kmol h-1.

Poznámka: Předpokládejte složení vzduchu 21 obj.% O2 a 79 obj.% N2. Konverze je podíl zreagovaného množství methanu ke vstupujícímu množství methanu.

molární hmotnostkg / kmol

16.0432

28.0144.0118.02

indexy pro Thermodata

-1-10

MyRange5

MyRange MyRange

1

Subject matter:In absorption column "KOLONA" reacts a saturated water solution of kitchen salt with a gas mixture of ammonia and carbon dioxide. The reaction products are sodium bicarbonate and ammonium chloride.Due to the low solubility of bicarbonate the liquid stream forms a suspension, the solidphase being the undisolved sodium bicarbonate. Upon filtration and washing in the continuous filter "FILTR" the filter cake is transported into the rotary kiln"KALCINACE" where the bicarbonate is thermally decomposed into solid soda, carbon dioxide and water vapor

2. Podstata procesu:V koloně K reaguje nasycený vodný roztok solanky s plynnou směsí čpavku a oxidu uhličitého zavzniku bikarbonátu sodíku a chloridu ammonného. Vzhledem k malé rozpustnosti bikarbonátu sodného dochází za provozní teploty k jeho vysrážení a vzniku suspenze. Ta se filtruje na bubnovém filtru a filtrační koláč ne promýván vodou. Filtrát je odváděn na regeneraci čpavku. Filtrační koláč je veden do kalcinační rotační pece, kde se bikarbonát termicky rozkládá na sodu a oxid uhličity a vodní páru. Odplyny jsou vedeny na vstup do procesu a soda je odváděna jako produkt.

List of streams List of components List of

kg / mol process units

1 salt brine 18.02 1 column

2 feed gas 2 NaCl 58.44 2 filter

3 suspension 44.01 3 kiln

4 tail gas 17.03

5 filtrate 84.01

6 wash water 53.49

7 filter cake 105.99

8 off gases

9 product

NaCl,H2O 1 H2O

NH3,CO2

NH4CL,NaCl,NaHCO3,H2O3 CO2

CO2, NH3 4 NH3

NH4CL,NaCl,NaHCO3,H2O5 NaHCO3

H2O 6 NH4Cl

NaHCO3,H2O 7 Na2CO3

H2O, CO2

Na2CO3

Reference streamm1;2 = 25 tons NaCl /day = 0.11574 kg.s-1

Recalculations: mass - bilance

salt brine feedstream comp. kg

1 2 35.66 0.26286 kg/Σkg1 1 100 0.73714 kg/Σkg

sum 135.66 1

gas instream comp. kmol kg

2 3 100 8401 0.76683 kg/Σkg2 4 150 2554.5 0.23317 kg/Σkg

sum 250 10955.5 1

tail gasesstream comp. kmol kg

4 4 0.5 42.005 0.02419 kg/Σkg4 3 99.5 1694.49 0.97581 kg/Σkg

sum 100 1736.49 1

water in filter cakestream comp. kg

7 1 30 0.3 kg/Σkg7 5 70 0.7 kg/Σkg

sum 100 1

Poměr bikarbonátu k vodě ve filtrátu:proud složka proud

5 5 = 0.0753 5

Poměr promývací vody ku množství vody ve filtračním koláči:proud složka proud

6 1 = 1 7

Konverze NaCl na NaHCO3proud složka proudr1 2 = 0.01677 1

In absorption column "KOLONA" reacts a saturated water solution of kitchen salt with

Due to the low solubility of bicarbonate the liquid stream forms a suspension, the solid

V koloně K reaguje nasycený vodný roztok solanky s plynnou směsí čpavku a oxidu uhličitého zavzniku bikarbonátu sodíku a chloridu ammonného. Vzhledem k malé rozpustnosti bikarbonátu sodného dochází za provozní teploty k jeho vysrážení a vzniku suspenze. Ta se filtruje na bubnovém filtru a filtrační koláč ne promýván vodou. Filtrát je odváděn na regeneraci čpavku. Filtrační koláč je veden do kalcinační rotační pece, kde se bikarbonát termicky rozkládá na sodu a oxid uhličity a vodní páru. Odplyny jsou vedeny na vstup do procesu a soda je odváděna jako

process units

složka1

složka1

složka2

Date post:	07-Jun-2015
Category:	Documents
Upload:	api-3848528
View:	219 times
Download:	5 times