Seite 3 Aufgabe 1 : (10 + 6 + 4 = 20 Punkte ...

Aufgabe 2 : (2 + 3 + 7 + 3 + 5 = 20 Punkte)
In einer adiabatisch und bei atmosphärischem Druck betriebenen Füllkörperkolonne
sollen 2000 m 3 /h HCl-Gas (im Normzustand) im Gegenstrom mit Wasser zu Salzsäure
umgesetzt werden. Das Gas tritt mit einer Temperatur von 65 °C am Fuß der
Kolonne ein. Im Sumpf der Kolonne wird eine 34 %-ige Salzsäure mit 65 °C abgezogen.
Am Kopf der Kolonne wird 100 °C heißes Wasser flüssig aufgegeben, und es
wird 100 °C heißer Wasserdampf abgezogen.
2.1 Zeichnen Sie den Aufbau einer solchen Füllkörperkolonne in der Art eines
Fließbildes.
2.2 Berechnen Sie den produzierten Salzsäurestrom. Das HCl-Gas wird dabei
als ideales Gas angenommen.
2.3 Berechnen Sie die produzierte Dampfmenge und die Wassermenge, die am
Kopf der Kolonne aufgegeben werden muß, damit die ablaufende Salzsäure
die geforderte Konzentration hat.
Vereinfachung:
- c p (Salzsäure) = x HCl * c p (HCl, gasf.) + x H2O * c p (H2O, fl.)
- Die Absorptionsenthalpie kann wie eine zusätzlich zugeführte Wärme betrachtet
werden
2.4 Der am Kopf der Kolonne abgezogene Wasserdampf soll in ein Dampfnetz
mit 1,5 bar Überdruck eingespeist werden. Dazu wird der Dampf adiabatisch
komprimiert. Berechnen Sie mit Hilfe der adiabatischen Zustandsgleichung
p⋅
V χ
=
const
(κ = 1,14)
die Temperatur des Dampfes nach der Kompression. Liegt der Dampf nach
der Kompression als Naßdampf, Sattdampf oder als überhitzter Dampf vor.
(Die Siedetemperatur von Wasser beim Enddruck beträgt 127,4 °C)
2.5 Die Kompression des Dampfes erfolgt mit Hilfe eines elektrischen Verdichters
mit einem Wirkungsgrad von 90 %. Wie groß ist der zur Bereitstellung
des elektrischen Stroms erforderliche Kohlemassenstrom, wenn die Kohle in
einem modernen Kohlekraftwerk (Elektr. Wirkungsgrad = 42 %) verbrannt
wird.
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