Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Задание+ график

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

12.03.2015

Размер:

216.6 Кб

Скачать

☆

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,+ 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=8,409 нм³/нм³

= 0,01 (1,06 - 1)21= 0,1264 нм³/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%

Теплота сгорания топлива

Расход топлива:

КПД печи находим с учетом тепловых потерь из выражения

где - соответственно теплоты, потерянные с уходящими газами, из-за химического и механического недожогов и в окружающую среду соответственно. В данном случае ; по справочным данным принимаем ; а тепло уходящих газов рассчитаем с помощью выражения: