Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Metodichka_ispravlennaya_Aney.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
849.92 Кб
Скачать

4.3. Расчёт горения природного газа

Задание. Определить теплотворность, объём воздуха и количество образующихся продуктов горения при сжигании природного газа во вращающейся печи для обжига керамзитового гравия. Состав газа, %:

СН4 – 86; С2Н6 – 3,8; С3Н8 – 0,3; С4Н10 – 0,3; С5Н12 – 0,5; Н2S – 0,8;

СО2 – 1; N2 – 7,3.

Из приведённых выше реакций горения выбираем те, которые относятся к газам, входящим в состав исходного продукта.

СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2О; С2Н6 + 3,5 О2 = 2 СО2 + 3 Н2О;

С3Н8 + 5 О2 = 3 СО2 + 4 Н2О; С4Н10 + 6,5 О2 = 4 СО2 + 5 Н2О;

С5Н12 + 8 О2 = 5 СО2 + 6 Н2О; Н2S + 1,5 О2 = Н2О + SО2.

СО2 и N2 – переходят в продукты горения.

Теплоту сгорания топлива (теплотворность) определяем по формуле (2)

Qн = 358,2 СН4 +637,5 С2Н6 +912,5 С3Н8 +1186,5 С4Н10 +1460,8С5Н12 =

= 358,2  86 +637,53,8 + 912,5  0,3 +1186,5  0,3 +1460,8  0,5 =

= 35 474,28 кДж/нм3.

Расчёт горения газа с различными значениями коэффициентов избытка воздуха  представлен в таблице 2. Коэффициент = 1 используется для расчёта теоретически необходимого расхода воздуха при сжигании 1 нм3 газа. 1 - коэффициент избытка воздуха в корне факела равный 1,05…1,1. 2коэффициент избытка воздуха на загрузочном конце печи, который принимают в пределах 1,8…2,4.

Проверку правильности расчёта горения топлива следует производить, составляя материальный баланс процесса горения на 100 нм3 газа при заданном значении 2 (значения 2 принимаем из таблицы 2). Пример расчёта материального баланса в массовых единицах представлен в таблице 3. Перевод нм3 каждого газа в кг производится путём умножения на их плотности кг/нм3. Значения плотностей отдельных газов даны в таблице 1.

Таблица 1

Плотности отдельных газов

Газы

Химическая формула

Плотность газов,

кг/нм3

Водород (молекулярный)

Кислород

Азот

Оксид углерода

Сероводород

Диоксид серы

Диоксид углерода

Углеводороды:

Метан

Этилен

Этан

Пропан

Бутан

Пентан

Гексан

Н2

О2

N2

СО

Н2S

2

СО2

СН4

С2Н4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С5Н12

С6Н14

0,0898

1,429

1,251

1,250

1,539

2,926

1,977

0,717

1,261

1,356

2,020

2,040

3,218

3,840

Таблица 2

Расчёт горения природного газа

Состав

1 м3 газа, %

Реакции горения

Требуется для горения, м3

Образуется при горении, м3

О2

N2

воздуха

СО2

Н2О

SО2

N2

О2

сухих

газов

всех

газов

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

СН4 = 86

СН4 + 2 О2 =

СО2 + 2 Н2О

20,86

= 1,72

для

1,9395 

3,76= 7,2925

для 1

7,2925

1,1= 8,022

для 2

7,2925

1,8= 13,2724

для

1,9395 +

7,2925 = 9,232

для 1

2,1335+

8,022=10,1591

для 2

3,5299 +

13,2724 =16,802

0,86

20,86=

1,72

-----

для

7,2925+

0,073=

7,3655

для 1

8,022+

0,073=

8,095

для 2

13,2724+0,073=13,3454

-----

для 1

2,1335-

1,9395=0,194

для 2

3,5299-

1,9395=1,5904

для

0,992+

0,008+ 7,3655 =

8,3655

для 1

0,992+

0,008+

8,095+

0,194=

9,289

для 2

0,992+

0,008+

13,3454+1,5904= 15,9358

для

8,3655+

1,899=

10,2645

для 1

9,289+

1,899=

11,188

для 2

15,9358+1,899=

17,8348

С2Н6 = 3,8

С2Н6 + 3,5 О2 = 2СО2 + 3 Н2О

3,50,038 = 0,133

20,038=0,076

30,038=

0,114

-----

С3Н8 = 0,3

С3Н8 + 5 О2 =

3 СО2 + 4 Н2О

50,003 =

0,015

30,003=0,009

40,003=

0,012

-----

С4Н10= 0,3

С4Н10 + 6,5О2 = 4СО2+5 Н2О

6,50,003 = 0,0195

40,003=0,012

50,003=

0,015

-----

С5Н12= 0,5

С5Н12 + 8О2 =

5СО2 + 6 Н2О

80,005

= 0,04

50,005=0,025

60,005=0,03

-----

СО2 = 1

переходит в газы

-----

0,01

-----

-----

N2 = 7,3

переходит в газы

-----

-----

-----

-----

Н2S= 0.8

Н2S + 1,5О2 = Н2О + SО2.

1,50,008 = 0,012

-----

0,008

0,008

всего при =1

1,9395

7,2925

9,415

0,992

1,899

0,008

7,3655

-----

8,3655

10,2645

всего при 1 = 1,1

2,1335

8,022

10,357

0,992

1,899

0,008

8,095

0,194

9,289

11,188

всего при 2 = 1,82

3,5299

13,2724

16,947

0,992

1,899

0,008

13,3454

1,5904

15,9358

17,8348

Примечание. При расчёте пунктов 3, 6, 7 и 8 состав газа обязательно принимать в долях единицы.

Таблица 3

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]