Exergy balance and efficiency of the absorptive and adsorptive processes by the example of deaerator.

Abstract

The work is devoted to assessing of the effectivene ss of chemical-technological processes on the basis of exergy analysis method by the exampl e of the processes in the deaerator. Aim: The aim of the work is to demonstrate the features of the application of exergy analysis method for sorption an d desorption processes via example of the deaerator. Materials and Methods: The advantage of the exergy method is in the accounting not only the quantity but also the quality of energy flows and multicompone nt material flows that characterize the energy balan ce of any power technology system that puts this method on the first place on their obj ectivity in comparison with traditional methods of thermodynamic analysis. Comp lexity of the exergy analysis devices with multi-component f lows, where separation processes such as water solu tions occur, is that the main technical e ffect of the process is shown in two ways : in one case, the major problem is to obtain clean water flow, and in anothe r case to obtain the concentrate fl ow. For those processes, where the main objective is to obtain clean water, an exergy effect is manifest ed in the increase of the exergy flow. In processes where the m ain task is solu- tion thickening the useful effect is in the growing of exergy concentrate. Results: The exergy flows value was illustrated numerically and graphically including exergy gases sorption and desorption that characterizing the chem ical and thermal transformations in the deaerator. It is showing an extremely low efficiency of th e processes of oxygen removing in the deaerat or from the standpoint of transformation of exergy and the ability to identify ways to improve the processes of gases removing based on ex ergy method. Calcula tions of heat and ph ysic- chemical exergy flows indicate that the deaerator is effective as a heat exchanger (95 %), and absolutely no effective as mass exchanger (0.071 %). This technique makes it possible to evaluate the chem ical-technological processes in which the components are separa ting and therefore suitable not only for gas c onstituents but also for the solid.

Робота присвячена оцінці ефективності хіміко - технологічних процесів на основі ексергетичного ме - тоду аналізу на прикладі процесів в деаераторі . Мета : Метою роботи є демонстрація особливостей застосування ексергетичного методу аналізу до сорбційних і десорбційних процесів на прикладі деаератора . Матеріали і методи : Перевагою ексергетичного методу є врахування не лише кількості , але й якості потоків енергоресурсів і багатокомпонентних матеріальних потоків , які харак - теризують енергетичний баланс будь - якої енерготехнологічної системи . Складність ексергетичного аналізу апаратів з багатоком - понентними потоками полягає в тому , що основний технічний ефект процесу проявляється подвійно : в одному випадку основне завдання ⎯ отримати потік чистої води , в іншому випадку ⎯ потік концентрату . Для тих процесів , де основним завданням є отри - мання чистої води , ексергетичний ефект проявляється в збільшенні ексергії цього потоку . У процесах , де основне завдання ⎯ згу - щення розчину , корисний ефект полягає в зростанні ексергії концентрату . Результати : Наочно і чисельно проілюстровано вели - чини ексергетичних потоків , у тому числі й ексергії сорбції і десорбції газів , що характеризують хімічні й термічні перетворення в деаераторі . Показано надзвичайно низьку ефективність процесів видалення кисню в деаераторі з точки зору перетворень ексергії і можливість виявлення шляхів вдосконалення процесів видалення газів на основі ексергетичного методу . Розрахунок потоків термі - чної і фізико - хімічної ексергії засвідчує , що деаератор на 95 % ефективний як теплообмінник і абсолютно неефективний як массо - обмінник (0,071 %). Дана методика дає можливість оцінювати хіміко - технологічні процеси , в яких відбувається розподіл компоне - нтів і , отже , придатна не тільки для газових складових , але й для твердих .