Расчет состава сырья и пирогаза и определение конечной температуры реакции молекулярный реакционный температура - Основные характеристики печи пиролиза
1. Состав сырья и пирогаза
Для всех дальнейших расчетов обязательно необходимо учитывать состав сырья и состав пирогаза, а также учесть расход водяного пара в змеевик печи. Расчеты эти не представляют больших сложностей и ведутся по известным зависимостям при нормальных условиях.
Таблица 1 - исходные данные пиролиза
Состав сырья, мольные % |
Состав пирогаза, мольные % | ||
H2 |
1,3 |
H2 |
7,5 |
CH4 |
3,4 |
CH4 |
31,1 |
C2H2 |
0 |
C2H2 |
0,4 |
C2H4 |
4,9 |
C2H4 |
36,7 |
C2H6 |
24 |
C2H6 |
6,4 |
C3H6 |
11 |
C3H6 |
4,6 |
C3H8 |
7,4 |
C3H8 |
1,3 |
C4H10 |
48 |
C4H10 |
11,1 |
C5H12 |
0 |
C5H12 |
0,9 |
Производительность печи, кг/ч |
30000 | ||
Расход водяного пара в печь, кг/ч |
3 | ||
Температура сырья на входе в печь, К |
310 | ||
Доля потерь тепла в окружающую среду, Дпот |
0,08 | ||
Температура дымовых газов, К |
700 | ||
Низшая теплота сгорания топлива, Qc, кДж/кг |
47500 | ||
Энтальпия дымовых газов, Qдг, кДж/кг |
10000 |
Последовательно рассчитывают:
- 1) Молекулярную массу и плотность сырья, массовые и мольные расходы каждого компонента в сырье. 2) Молекулярную массу и плотность пирогаза, массовые и мольные расходы каждого компонента в пирогазе. 3) Массовый и мольный состав парогазовой смеси на входе в печь и на выходе из нее, делая допущение, что водяной пар не вступает в химические взаимодействия в змеевиках печи.
Рассчитаем плотность сырья и пирогаза:
С = У(сi xi), (1)
Сi = Mi / Vm, (2)
Где с - плотность смеси (пирогаза), кг/м3;
Сi - плотность компонента смеси (пирогаза), кг/м3;
Xi - мольная доля компонента в смеси (пирогазе);
Mi - молекулярная масса компонента, г/моль;
Vm - молярный объем, (22,4 л/моль).
Рассчитаем молекулярную массу сырья и пирогаза:
Мс = У(Мi xi), (3)
Где Мс - молекулярная масса смеси (пирогаза), г/моль.
Рассчитаем массовые и мольные расходы каждого компонента в сырье и пирогазе:
Найдем массовые доли компонента в смеси и пирогазе,
Уi = xi Mi / Мс (4)
Где уi - массовая доля компонента в смеси (пирогазе).
Найдем массовый расход каждого комонента в сырье и пирогазе,
Gi = уi G (5)
Где G - массовый расход смеси, кг/ч;
Gi - массовый расход компонента смеси (пирогаза), кг/ч.
Найдем мольный расход каждого компонента в смеси и пирогазе,
Vi = Gi / Mi (6)
Где Vi - мольный расход каждого компонента в смеси (пирогазе), моль/ч.
Рассчитаем массовый и мольный состав парогазовой смеси на входе в печь и на выходе из нее, делая допущение, что водяной пар не вступает в химические взаимодействия в змеевиках печи:
Найдем массовые доли компонентов смеси и пирогаза, с учетом водяного пара,
Уi= Gi / (G+W) (7)
Где уi - массовая доля компонента смеси (пирогаза) с учетом пара,
W - массовый расход водяного пара, кг/ч.
Найдем мольный расход компонентов смеси и пирогаза, с учетом водяного пара,
Vi = Gi / Mi (8)
Где Vi - мольный расход компонента смеси (пирогаза), с учетом водяного пара, моль/ч.
Найдем молекулярную массу смеси и пирогаза, с учетом водяного пара,
Мс = (G+W) / УVi (9)
Где Мс - молекулярная масса смеси (пирогаза), с учетом водяного пара, г/моль.
Найдем мольные доли компонентов смеси и пирогаза, с учетом водяного пара,
Хi = уi Мс / Mi (10)
Где хi - мольная доля компонента смеси (пирогаза), с учетом водяного пара
Найдем плотность смеси и пирогаза, с учетом водяного пара
Сс = У (сi уi) (11)
Таблица 2
Сырье |
Пирогаз | ||||||||||
I |
Mi, г/моль |
Сi, кг/м3 |
Уi, % |
Gi, кг/ч |
Vi, м3 /ч |
I |
Mi, г/моль |
Сi, кг/м3 |
Уi, % |
Gi, кг/ч |
Vi, м3 /ч |
H2 |
2 |
0,09 |
0,06 |
17,4 |
8,7 |
H2 |
2 |
0,09 |
0,56 |
166,6 |
83,3 |
CH4 |
16 |
0,71 |
1,21 |
363,8 |
22,7 |
CH4 |
16 |
0,71 |
18,42 |
5525,6 |
345,4 |
C2H2 |
26 |
1,16 |
0 |
0 |
0 |
C2H2 |
26 |
1,16 |
0,39 |
115,5 |
4,4 |
C2H4 |
28 |
1,25 |
3,05 |
917,6 |
32,8 |
C2H4 |
28 |
1,25 |
38,04 |
11411,0 |
407,5 |
C2H6 |
30 |
1,34 |
16,05 |
4815,2 |
160,5 |
C2H6 |
30 |
1,34 |
7,11 |
2132,0 |
71,1 |
C3H6 |
42 |
1,88 |
10,30 |
3089,8 |
73,6 |
C3H6 |
42 |
1,88 |
7,15 |
2145,4 |
51,1 |
C3H8 |
44 |
1,96 |
7,26 |
2177,5 |
49,5 |
C3H8 |
44 |
1,96 |
2,12 |
635,2 |
14,4 |
C4H10 |
58 |
2,59 |
62,06 |
18618,7 |
321,0 |
C4H10 |
58 |
2,59 |
23,83 |
7149,1 |
123,3 |
C5H12 |
72 |
3,21 |
0 |
0 |
0 |
C5H12 |
72 |
3,21 |
2,40 |
719,6 |
10,0 |
Мс, г/моль |
44,86 |
Сс, кг/м3 |
2,00 |
Мп, г/моль |
27,02 |
Сп, кг/м3 |
1,21 | ||||
Производительность печи, G, кг/ч |
30000 | ||||||||||
Расход водяного пара в печь, W, кг/ч |
3 |
Таблица 3
Сырье |
Пирогаз | ||||||||
I |
Mi, г/моль |
V?i, м3 /ч |
Уi? |
Хi? |
I |
Mi, г/моль |
V?i, м3 /ч |
Уi? |
Хi? |
H2 |
2 |
8,7 |
0,05 |
1,04 |
H2 |
2 |
83,3 |
0,51 |
6,52 |
CH4 |
16 |
22,7 |
1,10 |
2,72 |
CH4 |
16 |
345,4 |
16,74 |
27,04 |
C2H2 |
26 |
0 |
0 |
0 |
C2H2 |
26 |
4,4 |
0,35 |
0,35 |
C2H4 |
28 |
32,8 |
2,78 |
3,92 |
C2H4 |
28 |
407,5 |
34,58 |
31,91 |
C2H6 |
30 |
160,5 |
14,60 |
19,21 |
C2H6 |
30 |
71,1 |
6,46 |
5,57 |
C3H6 |
42 |
73,6 |
9,36 |
8,81 |
C3H6 |
42 |
51,1 |
6,50 |
4,00 |
C3H8 |
44 |
49,5 |
6,60 |
5,92 |
C3H8 |
44 |
14,4 |
1,92 |
1,13 |
C4H10 |
58 |
321,0 |
56,42 |
38,42 |
C4H10 |
58 |
123,3 |
21,66 |
9,65 |
C5H12 |
72 |
0 |
0 |
0 |
C5H12 |
72 |
10,0 |
2,18 |
0,78 |
Н2О |
18 |
166,7 |
9,09 |
19,95 |
Н2О |
18 |
166,7 |
9,09 |
13,05 |
М?с, г/моль |
39,50 |
М?п, г/моль |
25,84 | ||||||
С?с, кг/м3 |
201,1 |
С?п, кг/м3 |
131,6 |
Похожие статьи
-
Узел смешения. Определение температуры сырья на входе в печь Тепловой баланс узла смешения: Qподв = Qс, Где Qподв - подводимое тепло, кДж/ч; Qс - тепло...
-
Материальный баланс отделения пиролиза представлен в таблице 4.3. Таблица 4.3 - Материальный баланс отделения пиролиза Приход Расход Компонент % масс....
-
Исходные данные Суммарная производительность по олефинам (этилен + пропилен), т/час 7,882 Сырье бутан технический Состав сырья, % об. Пропан 15,8 Бутан...
-
Материальный баланс от аппарата к аппарату - Пиролиз углеводородного сырья
Составы выходящих потоков для составления баланса взяты из регламента производства. Таблица 4.2 - Материальный баланс от аппарата к аппарату Аппарат...
-
Действия персонала во время аварии Во всех случаях аварийного останова немедленно сообщить ведущему инженеру-технологу, диспетчеру ОАО "Уфаоргсинтез" и...
-
Повышение или понижение уровня в емкостях, разделителях и колоннах может привести к нарушению технологического режима, а недопустимое повышение или...
-
Характеристика сырья Контактный узел спроектирован для питающего газа, поступающего с медеплавильного цеха на узел газоочистки, для различных режимов...
-
Эксплуатация производства, Нормы технологического режима - Пиролиз углеводородного сырья
Нормы технологического режима Нормы технологического режима приведены в таблице 5.1. Таблица 5.1 - Нормы технологического режима Наименование стадий...
-
Закон постоянства состава - Основные понятия и законы химии
Впервые сформулировал Ж. Пруст (1808 г). Все индивидуальные химические вещества имеют постоянный качественный и количественный состав и определенное...
-
Важнейшей характеристикой раствора является его состав. Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено безразмерными единицами (долями...
-
Закалочно-испарительный аппарат (Х-1) представляет собой теплообменник смешения. Поток пирогаза охлаждается водой, которая, испаряясь, забирает часть...
-
Уравнение Клайперона-Менделеева - Основные понятия и законы химии
Если записать объединенный газовый закон для любой массы любого газа, то получается уравнение Клайперона-Менделеева: PV= (m / M) RT Где m - масса газа; M...
-
Расход щепы: В/, м3/т Где: В - количество а. с.в волокна, подаваемого на пропарку, кг (из баланса воды и волокна) - В=1036,3995 кг. - плотность древесины...
-
Разбавленные Растворы неэлектролитов (веществ, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток) обладают рядом свойств, количественное...
-
К настоящему времени единственным освоенным и широко распространенным в промышленности методом пиролиза является термический пиролиз в трубчатых печах....
-
Полезную разность температур в каждом корпусе можно рассчитать по уравнению: Полезные разности температур по корпусам (в °С) равны:...
-
Области применения готовой продукции Хлористый калий должен быть изготовлен в соответствии с требованиями существующих стандартов по технологическому...
-
Целью расчета насадочных абсорберов является определение диаметра (сечения) аппарата; определение высоты насадки (а также нахождение высоты аппарата);...
-
Мощность производства азотной кислоте по 100% кислоте - 720 тысяч т/год Мощность производства в кг/ч будет составлять - кг/ч Суммарная реакция...
-
Данные для расчета: Основная реакция: (1) Побочные реакции: Рабочий объем катализатора - 24 м3. Расход оксида углерода и метанола на побочные продукты с...
-
Реакция окисления оксида азота до диоксида азота: NO + 0.5O2 = NO2 Определяем массовый расход NO необходимый на реакцию - степень превращения NO в...
-
Целевая реакция, протекающая на катализаторе между аммиаком и кислородом 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O ?H = -946 кДж Определение массового расхода O2 (по...
-
Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования - Пиролиз углеводородного сырья
Обязательным условием нормального ведения процесса пиролиза является поддержание постоянного расхода сырья, пара, охлаждающей воды, контроль и...
-
Кривые ИТК дают возможность определить потенциальное содержание нефтяных фракций в данной нефти. Кроме того, кривая ИТК служит для построения линий...
-
Прорыв газа, пожар на объекте - Пиролиз углеводородного сырья
1 При прорыве газа необходимо: 1.1 Подать пар на паротушение в секцию печей, вентили на паротушение окрашены в красный цвет. 1.2 Сообщить пожарной...
-
Реакция окисления оксида азота до диоксида азота: NO + 0.5O2 = NO2 Определяем массовый расход NO выходящий из окислителя - степень превращения NO на...
-
Составление химических уравнений, Расчеты по химическим уравнениям - Основные понятия и законы химии
Включает три этапа: 1. Запись формул веществ, вступивших в реакцию (слева) и продуктов реакции (справа), соединив их по смыслу знаками "+" и "®" : HgO ®...
-
Огнетушащие порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Основой для...
-
Расчет основного оборудования, Расчет для действующего типа змеевика - Пиролиз углеводородного сырья
Расчет для действующего типа змеевика Определение размеров реакционного змеевика печи Камера радиации Количество потоков: n = 2; Размер труб, мм: 140х8;...
-
Определение скорости пара и диаметра колонны - Колонные аппараты
Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости для верхней и нижней частей колонны определяют из соотношений: Где МD и МF - мольные массы дистиллята...
-
Целью расчетов абсорберов является определение расхода поглотителя, температуры процесса и количество отводимой теплоты, выбор скорости подачи газа и...
-
Газовые законы - Основные понятия и законы химии
Материя химия закон эквивалент Закон объемных отношений (Ж. Гей-Люссак, 1805) при одинаковых условиях объемы вступающих в реакцию газов, относятся друг к...
-
С помощью программы Hyper Chem Professional 8.0 были рассчитаны характеристики электронной структуры молекулярной системы метилэтилового эфира. Рисунок...
-
Позволяет определить погрешность полученной площади и окончательного содержания. Также использовались и другие программы: Otno - Программа используемая...
-
В последнее десятилетие в нашей стране очень сильно возросло потребление парфюмерно-косметических товаров. На российском рынке постоянно появляются новые...
-
1. В результате линейной комбинации две атомные орбитали (АО) формируют две молекулярные орбитали (МО) - связывающую, энергия которой ниже, чем энергия...
-
Основным сырьем для промышленного производства соединений калия служат калийные минералы, содержащиеся в залежах твердых ископаемых природных солей....
-
Темой данного дипломного проекта является получение низших олефинов пиролизом бутановой фракций. С целью обеспечения безопасности производства в...
-
Окислители и восстановители Все химические реакции можно разделить на два типа: - Реакции, идущие без изменения степени окисления атомов, входящих в...
-
Рассмотрим реакцию между веществами А и В, протекающую по схеме: А А + в В = с С + d D Количественно зависимость между скоростью реакции и концентрациями...
Расчет состава сырья и пирогаза и определение конечной температуры реакции молекулярный реакционный температура - Основные характеристики печи пиролиза