. Расчёт трубчатого реактора пиролиза 5.1 Расчёт процесса горения [6, 7, 8] Таблица 8. Состав топлива
компоненты
| молекулярная масса
| объемная доля
| М*r
| q, %масс.
| СН4
| 16,00
| 25,99
| 4,15
| 73,75
| Н2
| 2,00
| 74,01
| 1,48
| 26,25
| Итого:
| Mср=11,8
| 100
| 5,63
| 100
|
Низшая теплота сгорания топлива: где CH4 и H2 - содержание соответствующих компонентов в топливе, %об.
Плотность газа при нормальных условиях: Массовая теплота сгорания: Элементный состав топлива: Содержание углерода:
Содержание водорода: где mi - число атомов водорода в данном компоненте топлива; Mi - молекулярная масса.
Проверка: С + Н = 55,31 + 44,69 = 100 %масс.
Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг газа: Коэффициент избытка воздуха для газовых горелок акустического типа (АГГ) составляет 1,05 - 1,08. Принимаем k = 1,08. Тогда действительное количество воздуха: Количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива:
Суммарное количество продуктов сгорания: ∑mi = 2,03+4,02+0,4+18,27 = 24,72 кг/кг Проверка: Найдем объёмное количество продуктов сгорания (в м3) на 1 кг топлива (при нормальных условиях):
Суммарный объём продуктов сгорания: ΣVi = 1,03+5+0,28+14,62 = 20,93 м3/кг Плотность продуктов сгорания при н.у.(273 К и 0,1∙106Па):
Определим энтальпию продуктов сгорания на 1кг топлива при различных температурах по уравнению: qT = (T - 273) ∙ ( ) где Т - температура продуктов сгорания, К; Ci - средняя массовая теплоемкость продуктов сгорания, кДж/кг. Таблица 9. Средние массовые теплоемкости газов при постоянном давлении
Компонент
| 300 К
| 500 К
| 700 К
| 1100 К
| 1500 К
| 1900 К
| СО2
| 0,8286
| 0,9207
| 0,9906
| 1,0902
| 1,1564
| 1,2020
| H2О
| 1,8632
| 1,9004
| 1,9557
| 2,0847
| 2,2195
| 2,3417
| O2
| 0,9196
| 0,9391
| 0,9688
| 1,0182
| 1,0530
| 1,0789
| N2
| 1,0308
| 1,0362
| 1,0500
| 1,0886
| 1,1297
| 1,1581
|
Таблица 10. Результаты расчёта
T, K
| 300
| 500
| 700
| 1100
| 1500
| 1900
| qT,кДж/кг
| 766
| 6541
| 12573
| 25546
| 39670
| 54413
|
Рисунок 2. График зависимости энтальпия - температура
. Полезная тепловая нагрузка печи
пиролиз тепловой реактор конвекция
Таблица 11. Определение молекулярной массы бензина
компоненты
| содержание Х1, %масс.
| молекулярная масса М
| количество Gi, кг/ч
| Ni, кмоль/ч
| мольная доля, yi
| yi*M
| бутан
| 0,61
| 58
| 2066,72
| 35,63
| 1,03
| 0,60
| пентан
| 6,64
| 72
| 22496,78
| 312,46
| 9,05
| 6,52
| гексан
| 8,69
| 86
| 29442,32
| 342,35
| 9,91
| 8,53
| гептан
| 8,72
| 100
| 29543,97
| 295,44
| 8,56
| 8,56
| октан
| 6,09
| 114
| 20633,34
| 180,99
| 5,24
| 5,98
| нонан
| 2,12
| 128
| 7182,71
| 56,11
| 1,63
| 2,08
| изопентан
| 2,57
| 72
| 8707,34
| 120,94
| 3,50
| 2,52
| 3-метилпентан
| 2,3
| 114
| 7792,56
| 68,36
| 1,98
| 2,26
| 2-метилгексан
| 6,95
| 114
| 23547,08
| 206,55
| 5,98
| 6,82
| 2,3-диметилгексан
| 2,8
| 114
| 9486,59
| 83,22
| 2,41
| 2,75
| 2-метилоктан
| 2,75
| 128
| 9317,19
| 72,79
| 2,11
| 2,70
| 2-метилгептан
| 3,34
| 114
| 11316,15
| 99,26
| 2,87
| 3,28
| 2,3-диметилгептан
| 3,61
| 128
| 12230,93
| 95,55
| 2,77
| 3,54
| циклопентан
| 1,32
| 70
| 4472,25
| 63,89
| 1,85
| 1,30
| метилциклопентан
| 6,23
| 84
| 21107,67
| 251,28
| 7,28
| 6,11
| 1,2-диметилциклопентан
| 5,08
| 98
| 17211,39
| 175,63
| 5,09
| 4,98
| 1,1,3-триметилциклопентан
| 5,84
| 112
| 19786,33
| 176,66
| 5,12
| 5,73
| циклогексан
| 3,08
| 84
| 10435,25
| 124,23
| 3,60
| 3,02
| метилциклогексан
| 7,34
| 98
| 24868,43
| 253,76
| 7,35
| 7,20
| этилциклогексан
| 1,96
| 112
| 6640,62
| 59,29
| 1,72
| 1,92
| 1,3-диметилциклогексан
| 3,89
| 112
| 13179,59
| 117,67
| 3,41
| 3,82
| 1-метил,4-этилциклогексан
| 1,87
| 126
| 6335,69
| 50,28
| 1,46
| 1,83
| бензол
| 0,31
| 78
| 1050,30
| 13,47
| 0,39
| 0,30
| метилбензол
| 1,83
| 92
| 6200,17
| 67,39
| 1,95
| 1,80
| этилбензол
| 0,98
| 106
| 3320,31
| 31,32
| 0,91
| 0,96
| 1,4-диметилбензол
| 3,08
| 106
| 10435,25
| 98,45
| 2,85
| 3,02
| Итого:
| 100
|
|
| 3452,99
| 100,00
| 98,12
|
|