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Termoeconomía y optimización energética

Termoeconomía y optimización energética. Temario. 1. Introducción. 2. Revisión de termodinámica. 3. La exergía. 4. Determinación de exergía. 5. Balances y Álgebra lineal. 6. El coste exergético. 7. Análisis termoeconómico. 8. Optimización termoeconómica. 9.

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Termoeconomía y optimización energética

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Presentation Transcript

  1. Termoeconomía y optimización energética

  2. Temario 1. Introducción 2. Revisión de termodinámica 3. La exergía 4. Determinación de exergía 5. Balances y Álgebra lineal 6. El coste exergético 7. Análisis termoeconómico 8. Optimización termoeconómica 9. Integración energética

  3. bfísica bquímica Exergía interna b = bint + bk + bp bint Estado Actual (T, p) Estado ambiental TO ,pO Estado Muerto TO ,pOO

  4. Exergía física. bint = bfísica + bquímica La exergíaquímicasólointeresacuandohayareacciones, ó cambios de composición, en el sistemaestudiado.

  5. Bfis. Gases ideales puros.

  6. Bfis. Sustancias incompresibles

  7. Bfis. Gases reales puros Gas real puro Gas ideal 2 1

  8. Bfis. Mezclas de gases Mezcla gases ideales

  9. Bfis. Disoluciones. Ideal Potencial químico No ideal Coeficientes de actividad

  10. Bquim. Introducción bint Estado Ambiental TO ,pO Estado Muerto TO ,pOO bchemical Sustancias de referencia Equilibrio con el AER

  11. Bquim. Casos simples Sustanciagaseosacontenida en el AER Mezclagaseosa Combustible

  12. Exergías químicas estándar Tablas de exergíasquímicas de sustanciascomunes To, po AER 25 ºC 1 atm Cambio de exergía en unareacciónquímica en condicionesambientes (T0 p0)

  13. Exergíatotal. bint = bfísica+ bquímica+ ¿bmezcla?

  14. Bquim con valores Estándar. Ej. Calcular la exergíaquímicaestándar de la alúmina 2 Al + 3/2 O2 Al2O3 Datos:

  15. Bquim con valores Estándar. Ej. Combustiónadiabática y completa de metano con un 20 % de exceso de aire. Condicionesambientes: 25 ºC y 1 atm Combustión de CH4 (To,po): CH4 + 2O2 =CO2 + 2H2O (l) ; Vaporización de H2O (To,po): H2O(l) = H2O(g) ; Calores molares medios para el rango de temperaturas de 0 ºC a 2 000 ºC (JK-1mol-1):

  16. DBquim en una combustión. Ej. Temperatura de llama – Ley de Hess CH4+2.4 O2 + 9.03 N2 = CO2 + 2H2O(g) + 0.4 O2 + 9.03 N2 Adiabático + 1er principio Reactivos (298 K) Productos (Tg) Productos (298 K)

  17. DBquim en una combustión. Ej. Temperatura de llama CH4+2.4 O2 + 9.03 N2 = CO2 + 2H2O(g) + 0.4 O2 + 9.03 N2 t=1791 K

  18. DBquim en una combustión. Ej. Exergía física

  19. DBquim en una combustión. Ej. Tablas Exergía

  20. Aproximaciones Dbq, líqcomb . Szargut y Styrylska Lloyd-Davenport

  21. Aproximaciones Dbq, sólido comb . Szargut y Styrylska O/C<0,667 0,667 < O/C < 2,67 Subramaniam

  22. Aproximaciones Dbquim, combustibles b0= PCI en gases b0= PCS en sólidos y líquidos; b0= a x PCI = b x PCS

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