Задание

Рассчитать трубчатую печь для пиролиза углеводородов

Исходные данные

Вариант 5-5-16

Вид топлива: попутный или нефтяной газ , месторождение Степановское

Состав топлива:

= 95,10%

= 2,3%

= 0,7%

= 0,4%

= 0,8%

= 0,2%

%

Сжигание топлива осуществляется с коэффициентом расхода=1,06

Влагосодержание в окислителе (воздухе) dок=10 г\, температура окислителя Ток = 293К

Состав газов пиролиза:

= 0,226

= 0,320

= 0,122

= 0,157

= 0,076

= 0,022

= 0,063

= 0,014

ρ =1.070 кг\

Время пребывания пирогаза в зоне реакции τ = 1,0 сек

Состав сырья:

Вид сырья – Бензин 140

Количество водяного пара, масс % от массы сырья – 50

Расход сырья – 8 т/ч

Температура продукта на входе в печь , ºС – 110

Температура продукта на входе в радиантную камеру , ºС – 630

Температура продукта на выходе из радиантной камеры , ºС – 780

Бензин 140 – бензиновая фракция с температурой кипения до 140 ºС ( справочные данные берем для n-октана )

I. Расчет процесса горения

Определяем низшую теплоту сгорания топлива по формуле:

Q_н^с = 0,01·∑ r_i·Q_н^с_i ,

где r_i - объемная доля i-го компонента топлива,

Q_н^с_i - низшая теплота сгорания i-го компонента топлива, определяем по справочным данным

=35,82 МДж/нм³

=63,75 МДж/нм³

= 91,40 МДж/нм³

=118 МДж/нм³

= 146 МДж/нм³

Q_н^с = 0,01·(95,1·35,82+2,3·63,75+0,7·91,4+0,4·118+0,8·146)·10⁶ = 3781,1·Дж/нм³

= 37,811 МДж/нм³

Определяем теоретический расход окислителя:

,

где - теоретический расход кислорода, определяем из уравнения:

= 0.01·( 2· 95,1 + 3,5·2,3 + 5·0,7 + 6,5·0,4 + 8·0,8) = 2,1075 нм³/нм³

тогда =·100 =10,036 нм³/нм³

С учетом коэффициента избытка α действительный расход окислителя равен:

, = 10,036 ·1,06 =10,638 нм³/нм³

Теоретический выход продуктов горения вычисляем по уравнению:

где - теоретические выходы соответственных компонентов, которые определяем с помощью следующих выражений:

(1·95,1+ 2·2,3+ 3·0,7+ 4·0,4+ 5·0,8 + 0,2) = 1,076 нм³/нм³

(2·95,1 + 3·2,3+ 4·0,7 + 5·0,4 + 6·0,8+ 0,124·10·10,036) = 2,0671 нм³/нм³

нм³/нм³

Таким образом, =1,076+2,0671+7,933 = 11,0761нм³/нм³

Тогда действительный выход продуктов горения найдем из уравнения:

где слагаемые - действительные выходы соответствующих компонентов продуктов горения, которые находим из следующих выражений:

= =1,076нм³/нм³

= 2,0671 + 0,01·(1,06 –1)· 0,124·10·10,036 = 2,0672 нм³/нм³

= 7,933+ 0,01(1,06 –1)7910,036=8,409нм³/нм³

=0,01 (1,06 - 1)21= 0,1264нм³/нм³

Следовательно, = 1,076 + 2,0672 + 8,409 + 0,1264 = 11,6786 нм³/нм³

Определим объемные доли содержания компонентов в продуктах горения с помощью соотношения:

Верность полученных значений проверим выполнением условия

9,22 + 72,00 +17,70 +1,08 = 100%

как видно, условие выполняется, значит, значения объемных процентов найдены верно.

,

- для печей пиролиза

задаемся для и определяем графически

По таблице термодинамических свойств определим теплоемкости веществ.

	8,409	1,299	1,450	1,478	1,482	1,479	1,47948
	1,076	1,620	2,335	2,4	2,407	2,401	2,40184
	2,0672	1,126	1,853	1,932	1,942	1,934	1,93495
	0,1264	1,308	1,529	1,558	1,562	1,559	1,5590

При 1850

При 1900

При 1860

При 1865