Порядок расчета

Расход тепла Q на нагрев раствора серной кислоты определяется по формуле (52). При этом необходим предварительный расчет средней теплоемкости раствора в интервале температур 2080ºС. С учетом того, что зависимость теплоемкости от температуры имеет практически линейный характер, средняя теплоемкость будет равна

С_р = = 2,037 кДж/(кг · К).

Исходя из рассчитанной средней теплоемкости, расход тепла на нагрев серной кислоты составит

Q = 25 000 · 2,037 · (80 – 20) = 2 037 000 кДж.

Данное количество теплоты выделяется при конденсации пара, расход которого можно найти из уравнения (51):

Q_ф.пр = q_ф.пр m_пара.

Откуда

m_пара = = 754 кг.

Пример 6. Пользуясь данными примера 4, составить тепловой баланс генератора водяного газа при газификации 1 т кокса, содержащего, мас. %: С – 93, зола – 4, вода – 3, и подаче 1575 кг водяного пара на 1 т кокса. Теплоемкости веществ (С_р(м)), участвующих в процессе, кДж/(кмоль  К): С – 8,53; Н₂О_пар  33,6; СО₂ – 49,7; СО – 31,7; Н₂ – 29,8. Теплоемкость (С_р) Н₂О_ж составляет 4,18 кДж/(кг  К). Температура в зоне реакции равна 975С. Начальная температура кокса составляет 25С, пара – 105С. Масса образующихся газов, кг: СО₂ – 513; СО – 1843; Н₂ – 179.

Порядок расчета

Количество теплоты, поступающее в генератор с углеродом и золой, составляет

Q_С = = 17 238 кДж

(условно принимаем теплоемкость золы равной теплоемкости углерода).

Количество теплоты, поступающее с влагой, содержащейся в коксе, равно

Q_влаги = 1000 · 0,03 · 4,18 · 25 = 3135 кДж.

Приход тепла с водяным паром, поступающим на газификацию, составляет

Q_пара = = 308 700 кДж.

Общий приход тепла равен

Q_прих = Q_С + Q_влаги + Q_пара = 17 238 + 3135 + 308 700 = 329 073 кДж.

В результате протекания реакции (I) поглощается

Q_{х. р} = = 10 178 850 кДж.

Исходя из реакции (II), количество выделяющегося тепла составляет

Q_{х. р} = = 479 737 кДж.

Следовательно, в результате протекания двух реакций количество поглощаемого тепла составит

Q_{х. р} = 10 178 850  479 737 = 9 699 113 кДж.

Количество теплоты, уносимое с продуктами реакции, равно

Q ´ = = 564 970 кДж;

Q´_СО = = 1 898 751 кДж;

Q´ = = 2 600 423 кДж.

Общий расход теплоты равен

Q_расх = Q_х.р + Q´ + Q´_СО + Q´ = 9 699 113 + 564 970 +

+ 1 898 751 + 2 600 423 = 14 763 257 кДж,

и, таким образом, при газификации 1 т кокса в генератор необходимо подвести следующее количество теплоты:

Q_расх  Q_прих = 14 763 257 – 329 073 = 14 434 184 кДж.

Полученные данные сводим в таблицу теплового баланса процесса газификации (табл. 11).

Таблица 11

Тепловой баланс процесса газификации твердого топлива

Приход		Расход
Статья	кДж	Статья	кДж
Qкокс	17 238	Qх. р	9 699 113
Qвлаги	3135	Q ´	564 970
Qпара	308 700	Q´СО	1 898 751
Qподвед	14 434 184	Q´	2 600 423
Итого	14 763 257	Итого	14 763 257

Пример 7. Исходя из данных примера № 6, рассчитать расход топлива (кокса) и воздуха, необходимый для проведения процесса газификации 1 т кокса.