1. Исходные данные (см.Пример 1).

2. Решение

1. Найдем состав полуантрацита на рабочее состояние. Состав полуантрацита на рабочее состояние был найден в примере 1, поэтому воспользуемся этими результатами: С^r=71,7%,

H^r = 2,8% , S^r_c=2,1 % , N^r = 1,0% , O^r= 1,2 %.

Найдем состав сухих продуктов полного сгорания полуантра­цита в воздухе с =2,0.

Состав этих продуктов был найден в примере 8, поэтому воспользуемся этими результатами. Имеем: С0₂=9,47 % , SO₂ =0,07 % , 0₂= =10,59% , N₂ = 79,87%.

3. Найдем влажность продуктов сгорания полуантрацита в воздухе при наличии внешнего водопритока в блок сжигания. Учи­тывая рекомендации [3], получаем

W_r=

4. Определим теперь состав продуктов сгорания полуантра­цита на влажное состояние. Учитывая рекомендации [3], получа­ем:

С0^В₂ = (1-0,01 W_r)С0₂ = (1-0,0138,34)9,47 = 5,84%,

S0^в₂ = (1-0,01W_r)SO₂ = 0,61660,07 = 0,04% ,

0^в₂ = (1-0,01Wr)0₂ =0,616610,59 = 6,53%,

N₂ = (1-0,01W_r)N₂ =0,616679,87 = 49,25%.

Проверим полученный результат

C0^B₂+S0^B₂+0^B₂+N₂^B+Wr = 5,84+0,04+6,53+49,25+38,34 =100%.

5. Используя теперь плотности газовых компонентов продук­тов сгорания при нормальных физических условиях (см.приложе­ние 3), найдем плотность рассматриваемых продуктов сгорания при этих же условиях:

Р_r= = 0,05841,9788+0,00042,9263+0,065531,142895+ 0,49251,2505+0,38340,8041 = 1,1355 кг/нм³.

6.Определим теперь величину р_r, используя только данные о величинах W_T рассматриваемых продуктов сгорания и в них.

Имеем

³,

где р°с.г. - плотность сухих продуктов полного сгорания угля в воздух с = 1,0 при нормальных физических усло­виях, у углей бывшего СССР с погрешностью не бо­лее 0,74%. р°с.г = 1,3911 кг/нм³.

7. Определим погрешность определения р_г вторым методом относительно первого. Имеем

.

Анализ величины показывает, что точность расчетов р_г у второго приближенного метода очень высока. Он с успехом может заменить первый точный метод расчета р_г, требующий знания сос­тава продуктов сгорания.

Пример 10.

1. Исходные данные (см.Пример 7).

2. Решение

При отсутствии данных по элементному составу полуантрацита приближенный состав его продуктов полного сгорания в возду­хе можно определить о помощью приведенных характеристик углей, предложенных Я. Л.Пеккером (см. приложение 2).

1. Используя показатели W^r_t, A^d, V^daf , определим величи­ну Q^r_i полуантрацита, при этом для расчета его Q_i^daf восполь­зуемся полиномом Q_i^daf = f(V^daf) 4-й степени.

Величина Q^r_i полуантрацита на базе показателей его техни­ческого анализа была найдена в примере 3, поэтому воспользуем­ся этим результатом;

Q^r_i = 26529 кДж/кг.

2. Определим величины V°_c._a и V°_B.

Величины V°_c._a и V°_E на Case показателей Q^r_i и W^r_t были найдены в примере 7, поэтому воспользуемся этими результатами: V°c.b ⁼ 7,07 нм³/кг угля; V°_в = 7,18 нм³/кг угля

3. Найдем теоретический объем продуктов полного сгорания полуантрацита в воздухе с =1,0. Согласно [3] это можно сде­лать следующим образом:

V^o_r= b+0,01243W^r_t =1,140,0124375=

=7,32 нм³/кг угля

где b - обобщенный статистический коэффициент, из приложения £ следует, что у донецких полуантрацитов b = 1,14; [Q^r_i] - кДж/кг; [W^r_t] - %.

4. Найдем теоретический действительный объем продуктов полного сгорания полуантрацита в воздухе с = 2,0. Согласно [3] получаем:

Vr = V°_r+ ( - 1) V°_в= 7,32 + (2-1)7,18 = 14,5 нм³/кг угля.

5. Найдем теоретический действительный объем паров воды в продуктах сгорания 1 кг рабочей массы полуантрацита в воздухе с = 2,0. Согласно [3] это можно сделать следующим образом:

нм³/кг угля,

где , х - обобщенные статистические коэффициенты, из приложе­ния 2 следует, что донецкие полуантрациты имеют =0,018 и х=19%.

6. Найдем влажность рассматриваемых продуктов сгорания . w_r = 100V_h o/V_r = 1000,55 /14,5 = 3,79%.

7. Определим теперь содержание газовых компонентов*в про­дуктах полного сгорания 1 кг рабочей массы пролуантрацита в воздухе при =2,0. При этом будем иметь в виду, что приведен­ные характеристики углей не позволяют определить в продуктах их сгорания в воздухе содержания СО₂ и S0₂ по отдельности. Возможно только определять суммарное содержание этих газов. Согласно [4] имеем:

CO^в₂+SO^в₂=

O^в₂=

N^в₂ = 100 - C0^B₂ - SO^в₂ - 0^B₂ - W_r= 100-9,23-10,20-3,79 =76,78%.

8. Оценим теперь погрешность определения состава рассматриваемых продуктов сгорания на базе показателей технического анализа полуантрацита, при этом за точный состав этих продук­тов примем состав, найденный в примере 8.

Получаем:

.

.

.

.

Анализ величин показывает, что в принципе точность оп­ределения состава продуктов полного сгорания углей на базе их приведенных характеристик и показателей технического анализа довольно высока и вполне удовлетворяет требованиям практики. Минимальная точность имеет место при определении Wr. Однако надо иметь в виду, что при наличии внешнего водопритока в блок сжигания угля, что всегда имеет место на практике, основной объем паров воды в продуктах сгорания будет определяться водой внешнего водопритока, что приведет к уменьшению величины W_r за счет погрешностей методики расчета.

Пример 11.

1. Исходные требования

Как показывают результаты примера 8, влажные продукты полно сгорания донецкого полуантрацита в воздухе с = 2,0 имеют следующий объемный состав: С0₂^в = 9,08%, S0₂^в = 0,07%, 0₂^в=10,16%, N₂^в = 76,63% и W_r = 4,06%.

2. Решение

1. Представим состав рассматриваемых продуктов полного сгорания в объемных долях. Имеем:

Vco₂=0,0lC0^в₂= 0,0908, Vh₂0=0,0406, Vn₂ = 0,7663, Vso₂ =0,007, Vo₂ = 0,1016.

3. Определим среднюю молярную мaccy _r ,продуктов сгорания. Согласно [6] она определяется так:

_r =⁵_1ii=0,090844,011+0,0007 64,064+0,1016 32,0+

+0,766328,016+0,040618,016 = 29,492 КГ/КМОЛЬ,

где (_i - молярная масса i-го газа в продуктах сгорания, вели­чины приведены в приложении 3, кг/кмоль.

3. Найдем удельную газовую постоянную продуктов сгорания

R= R /_r,

где Rp. - молярная (универсальная) газовая постоянная, R = 8314,51 Дж/(кмоль*К).

4. Найдем молярный состав рассматриваемых продуктов сгора­ния. Согласно [6] у смесей идеальных газов, а газы, входящие в продукты сгорания и газификации угля практически таковыми и являются _I - g_i, где g _i = _i / - молярная доля i-ro газа в газовой смеси.

Следовательно имеем:

gСО₂-0,0908, gSO₂-0,0007, gо₂=0,1016, gN₂ =0,7663, gH₂o=0,0406,

5. Найдем массовый состав рассматриваемых продуктов сго­рания. Согласно [6] взаимосвязь между массовыми mi _и объемны­ми долями _i газовых компонентов в смесях имеет следующий вид:

m_i=_i/ _i

Учитывая это, получаем:

mCo₂= (44,011/29,492) 0,0908=0,1355;

mSO₂= (64,064/29,492) 0,0007=0,0015;

mO₂= (32/29,492)0,1016=0,1102;

mN₂= (28,016/29,492)0,7663= 0,7280;

mH₂O= (18,016/29,492)0,0406=

0,0248.

Проверим полученные результаты: mCo₂ + mSO₂ + mO₂+mN₂+ mH₂O =0,1355+0,0015+0,112+0,7280+0,0248=1,000

Пример 12.

1. Исходные данные

В соответствии с заданным вариантом исходные продукты подземной газификации каменного угля имеют следующий объемный состав на сухое состояние:

С0₂=14,4%_;, C0₂=10,20%, 0₂=0,20%, H₂ = 10,30%, СН₄=1,60% H₂S=0,02%, C_mH_n=C₂H₄=0,18%, N₂=63,10% и влагосодержание d_r=0,364 кг п.в./нм³ с.г. Температура продуктов газификации T = 100 К, давление Р = 210⁵ Па. ,