Материальный баланс процесса горения

Приход	кг	%	Расход	кг	%
Природный газ: СН4 = 86  0,717 С2Н6 = 3,8 1,356 С3Н8 = 0,3  2,02 С4Н10 = 0,3  2,04 С5Н12 = 0,5  3,218 Н2S = 0,8  1,539 СО2 = 1  1,977 N2 = 7,3  1,251 Воздух: О2= 2,1335  100  1,429 N2 = 8,022100 1,251	61,662 5,1528 0,606 0,612 1,609 1,2312 1,977 9,1323 304,877 1003,55	4,435 0,37 0,044 0,044 0,116 0,088 0,142 0,657 21,927 72,177	Продукты горения: СО2 =0,992  100  1,977 Н2О=1,899  100  0,804 N2 =8,0986  100  1,251 О2 =0,1940  100  1,429 SО2=0,008  100 2,926	196,1184 152,6796 1013,1349 27,723 2,3408	14,089 10,968 72,783 1,992 0,168
Итого	1390,409	100	Итого	1391,9967	100
Невязка: (1001,5877) : 1390,409 = 0,114 %

1.2. Расчёт горения мазута

Задание. Определить теплотворность, объём воздуха и количество образующихся продуктов горения при сжигании мазута в туннельной печи для обжига кирпича. Мазут имеет горючую массу следующего состава, %:

С^г Н^г S^г N^г О^г 

87,6 10,7 0,7 0,5 0,5 100

Содержание золы А^р = 0,2%, содержание влаги W^р = 3%.

Произведём пересчёт горючей массы топлива на рабочую:

%; (1.2)

%; (1.3)

и т. д.;

S^р = 0,68; N^р = 0,48; О^р = 0,48.

Состав рабочего топлива, % по массе:

С^р Н^р S^р N^р О^р А^р W^р 

84,8 10,36 0,68 0,48 0,48 0,2 3 100

Теплоту сгорания топлива определяем по формуле:

Q_н^р = 339С^р + 1030Н^р – 108,9(О^р - S^р) – 25W^р (1.4)

Q_н^р = 339  87,6 +1030  10,7 - 108,9  (0,5 - 0,7) – 25  3 = 40664,18 кДж/кг.

Теоретически необходимое для горения количество сухого воздуха при коэффициенте избытка  = 1 определяем по формуле:

L_о = 0,0889С^р + 0,265Н^р – 0,0333 (О^р - S^р) нм³/кг, (1.5)

где С^р, Н^р, О^р, S^р – содержание в рабочем топливе соответствующих элементов, %.

L_о = 0,0889  84,8 + 0,265  10,36 – 0,0333  (0,48 – 0,68) = 10,291 нм³/кг.

Атмосферный воздух содержит некоторое количество влаги, которое можно выразить влагосодержанием d г/кг сухого воздуха. Поэтому объём влажного атмосферного воздуха будет больше, чем рассчитанный выше. Для подсчёта количества влажного атмосферного воздуха со значением d = 10 г/кг сухого воздуха воспользуемся формулой:

L_о^ = (1 + 0,0016 d) L_о (1.6)

L_о^ = (1 + 0,0016 10)  10,291= 10,456 нм³/кг.

Действительное количество воздуха при коэффициенте избытка в корне факела

₁ = 1,2:

- сухого воздуха

L_ = 10,291  1,2 = 12,349 нм³/кг;

- атмосферного воздуха

L_^ = 10,456  1,2 = 12,547 нм³/кг.

Количество и состав продуктов полного горения при коэффициенте

₁ = 1,2 находим по формулам:

= 0,01855С^р = 0,01855  84,8 = 1,573 нм³/кг; (1.7)

= 0,007S ^р = 0,007  0,68 = 0,0048 нм³/кг; (1.8)

= 0,79L_ + 0,008N ^р = 0,79  12,349 + 0,008  0,48 = 9,76 нм³/кг; (1.9)

= 0,112Н^р + 0,0124W^р + 0,0016d L_ = 0,112  10,36 + 0,0124  3 +

+ 0,0016  10  12,349 = 1,395 нм³/кг; (1.10)

= 0,21  (₁ - )  L_о = 0,21  (1,2 - 1)  10,291 = 0,432 нм³/кг. (1.11)

Всего сухих газов:

V_г^с = + + + ; (1.12)

V_г^с = 1,573 + 0,0048 + 9,76 + 0,432 = 11,770 нм³/кг.

Общее количество продуктов горения при ₁ = 1,2

V_= + + + + ; (1.13)

V_ = 1,573 + 0,0048 + 9,76 + 0,432 + 1,395 = 13,165 нм³/кг.

Процентный состав продуктов горения при ₁ = 1,2

%; (1.14)

%; (1.15)

%; (1.16)

%; (1.17)

%. (1.18)

Сумма продуктов горения 100%.

Таблица 4