Главная  Показатели химического производства 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 [ 59 ] 60 61 62 63 64 65

Подставляя в последнее выражение значения объемов выходящих газов и значение К^, получаем уравнение с одним неизвестным

1,54 =

1/со,(2100 + К:о^) (700-Vbo,)(1800-Vto,)

Решая это уравнение, находим Vqq = 391,57 м^. Далее определяем объемы всех остальных компонентов в потоке газа, выходящем из трубчатого конвертора первой ступени: Vq = 1408,43 м^, \ Кн, = 2491,57 м\ Уса = 308,43 м^.

Ксн, = 300мЗ,

Данные расчета сводим в табл. 6.3. Тепловой баланс. Приход теплоты. Теплота, поступающая с парогазовой смесью,

Qi = lnap-rasS 1000-2,568-380 -ь 2500 1,656-380 = 2549040 кДж,

где 2,568 и 1,656 - средние значения объемной теплоемкости при температуре 380 °С соответственно сухого газа и водяного пара, кДж/(мЗ.К).

Теплота, поступающая с сжигаемым газом, кДж е2=;.ет=метЬ598.18 = 28,764К ,.

Теплота, поступающая с воздухом для сжигания метана (коэффициент избытка воздуха равен 1,25), кДж

Оз = Ь25К ,СрГ=1,25К ,1,30М8 = 29,272F ,.

Таблица 6.3. Материальный баланс трубчатого конвертора первой ступени

Вещество

Количество

Вещество

Количество

объемные доли,%

объешше доли,%

Метан

714,29

1000

28,57

Метан

щ

СО Итого

214,29 222,46 385,54 769,16 1591,45

300 2491,57 308,43 391,57 3491,57

6,12 50,85 6,30 7,99

Водяной пар

2008,93

2500

71,43

сухой газ Водяной пар

1131,77

1408,43

28,74

ИТОГО

2723,22

3500

ИТОГО

2723,22

4900



Теплота, выделившаяся от сгорания метана и расходуемая на обогрев трубчатого конвертора, кДж

р4=П.ет9= 39709,82И

где q - удельная объемная теплотворная способность метана, кДж/мЗ.

Теплота, выделившаяся при конверсии оксида углерода водяным паром,

(25 = QpFcoj-1000/22,4 = 40,9-391,57 1000/22,4 = 714964,87 кДж.

Расход теплоты. Теплота, расходуемая на проведение эндотермической конверсии метана,

Qp = 1000-0,7-206000/22,4 = 6437500 кДж.

Теплота, отводимая из конвертора при температуре 700 °С,

Овых = ;л.тза^= 4900-1,695-700 = 5813850 кДж.

Здесь Ср - средняя объемная теплоемкость газа, рассчитанная как аддитивная величина:

Ср = 0,0612-3,451 + 0,5085-1,38 + 0,0699-1,4209 + + 0,0799-2,002 + 0,2874-1,8179 = 1,695 кДж/(мЗ-К).

Теплота, отводимая с дымовыми газами,

О = V с Т дым.газ дым.газ р

Определяем объем дымовых газов при сгорании 1 м^ метана до образования COj и HjO при коэффициенте избытка воздуха 1,25.

Необходимое кояичестю кислорода для сжигания 1 м^ газа: 1,25-1-2=2,5 м^. Необходимое количество воздуха: 2,5/0,21 = 11,9 м^. Содержание азота в нем: 11,9-0,79 = 9,4 м^.

Количество водяных паров, поступающее с воздухом при температуре 18 °С и влажности 0,016 mHjO/m сухого воздуха: 11,9-0,016 = 0,19 mI Определяем состав дымового газа:

объемные доли, % СО2 1 7,64

О2 0,5 3,82

Щ 9,4 71,81

ЩО 2,19 16,73

Всего 13,09 100

Средняя объемная теплоемкость дымового газа такого состава при температуре 800 °С равна 1,59 кДж/(мЗ-К).



Расход теплоты с дымовыми газами, кДж, составит: едым.газ= 13,09К, 1,59-800 = 16650,48 F .

Уравнение теплового башанса трубчатого конвертора первой ступени с учетом теплопотерь в окружающую среду

Ql + G2+ G3+ G4+ 65= Gp+ евых+ едым.газ+ GnoT =

= 2549040 + 28,764К„ + 29,272F , + 39709,82К„ + 714964 = = 6437500 + 5813850 -И6650,48К„ + 0,04(2549040 + 28,764К„, + + 29,284 F, + 39709,82 + 714964).

Решая уравнение, находим F = 423,50 м^. В соответствии с этим определяем:

Qj = 28,764-423,50 = 12181 кДж;

03 = 28,272-423,50 = 11973 кДж;

Q4 = 39709,82-423,50 = 16817108 кДж;

едым.газ = 16650,48-423,50 = 7051478 кДж;

Q = 0,04-20106477 = 804259 кДж.

Расход влажного воздуха, подаваемого в топку:

(11,9 + 0,19)-423,50 = 5120 м\ Количество дымовых газов:

13,09-423,50 = 5543 м\ Данные расчета сводим в табл. 6.4.

Расчет конвертора второй ступени. Соотношение между объемами СО и СО2 в конвертированном газе принимаем равным равновесному по реакции (2) при температуре 850 °С.

Введем обозначения: F - объем сухого газа, выходящего из конвертора второй ступени; в нем содержатся COj - а, СО - Ь, Щ - с, d - объем прореагировавшего водяного пара за вычетом образовавшегося при сгорании водорода по реакции (3), >> - расход воздуха на окисление.

Составим балансовые уравнения по содержанию каждого элемента в газе, поступающем и выходящим из конвертора второй ступени, м^, учитывая, что в выходящем газе содержится 0,003 метана, м^, и 0,79 азота, м^.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 [ 59 ] 60 61 62 63 64 65

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов