4.2. Тепловой баланс стадии варки гипса

Данные для теплового баланса шахтной мельницы.

Температура в подтопке котла – t_{подтопок котла}=900 ºС.

Температура выходящих газов – t_{вых.газ} =300 ºС.

Теплоемкости для топочных газов даны в таблице 15.

Таблица 15 – Теплоемкость топочных газов

Компонент	T, ºС	Ср Дж/моль К
N2	900	30,65
O2	900	32,39
CO2	900	47,15
H2Oпар	900	37,06
CaSO4	80	100,61
N2	300	29,58
O2	300	30,28
CO2	300	42,02
H2Oпар	300	34,49
CaSO4	300	109,61

1. Реакция, по которой идет сгорание метана:

CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O

2. Уравнение теплового баланса:

+ =

=

3. Примем за (х) количество метана, пошедшего на одну варку гипсового вяжущего. Выразим количество кислорода, углекислого газа, паров воды через метан в итоге получаем:

4. Рассчитаем количества тепла, пошедшего на образование компонентов по формуле:

=m t

=13067,48 10³x

=2652,00 10³x

=3643,87 10³x

=781200,43 10³кДж

5. Расход:

=

=1214,65 10³x

=884,06 10³x

10³x

6. Реакция разложения дигидрата требует больших затрат тепловой энергии, а именно 17,17 Кдж на один моль дигидрата

CaSO₄∙2H₂O→ CaSO₄∙0,5H₂O+1,5H₂O+17,17 Кдж

7. Рассчитаем количество моль дигидрата если известно, что его пришло 13200 кг (молярная масса дигидрата равна 136 г/моль)

1666,48 10³кДж

=3191558,2∙10³кДж

Потери считаем от прихода газа и муки 5%.

8. Уравнение теплового баланса:

((2652,18+13067,47+3643,87)∙10³х+781200,43∙10³)+(2652,18+13067,48+3643,8)∙10³х+781200,43∙10³)∙0,05=

=(884,06+4355,83+1214,62)∙10³х+3191558,2∙10³+1666,48∙10³

Х=302,28 м³ → m=302,3∙0,617=186,5 кг

9. Подставляем найденное значение СН₄ в уравнение компонентов прихода и расхода:

=672658,87∙10³

=494632,9∙10³

∙10³

Расход:

=241214,4∙10³

=146938,6∙10³

10³

Таблица 16 – Тепловой баланс стадии варки гипса

Приход				Расход
Статьи прихода	Количество, кДж 10-3			Статьи расхода		Количество, кДж 10-3
	Потоки	Компоненты	Потоки			компоненты
1. , в том числе	781200,43 3613920,8	2446629,1 494632,9 672658,8	, в том числе		3191558,2 1175225,2 1666,48 26370,7		146938,6 241214,4 1666,48 26370,7
Итого:	4395121,2	4395121,2	Итого:		4394820,5		4394820,5

1. Абсолютная погрешность:

100=0,6%

Допустимая абсолютная погрешность составляет 4%→0,6%, что удовлетворяет требованию.

2. Рассчитаем расходные коэффициенты по топочным газам по формуле:

П – производительность по гипсу

=

3. Рассчитаем практический расходный коэффициент

=