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




Расчет состава сырья и пирогаза и определение конечной температуры реакции молекулярный реакционный температура - Основные характеристики печи пиролиза

Предыдущая | Следующая