Нефтяные котлы-утилизаторы (Ефанов) - страница 4

В природном газе содержатся [5]:

– метан 90%,

– диоксид углерода,

– азот,

– высшие углеводороды,

– соединения серы,

– водяной пар.

В попутном газе содержится [5]:

– пропан,

– бутан.

Биогаз состоит из [5]:

– метана 55…75%,

– диоксида углерода 25…45%.

Как указывается в работе [5] состав газовых топлив приводится для их сухой части для компонентов в объемных доля и формула записывается в виде:

При присутствии в составе сжигаемого топлива водорода и воды теплоту сгорания делят на низшую и высшую.

Различие в высшей и низшей теплоте сгорания состоит в теплоте на испарение воды, которая присутствует в сжигаемом топливе и образуется при окислении водорода.

Теплота парообразования воды (она же выделяется при конденсации из пара) составляет около 2,5 МДж/кг. При выходе продуктов сгорания из калориметра, продукты выходят со сконденсированным водяным паром. В результате по калориметру находят высшую теплоту сгорания. Низшую теплоту сгорания можно получить, если отсутствует конденсация пара при температуре продуктов выше температуры кипения воды.

По методике теплотехники теплоту сгорания находят для жидких и твердых углеводородов по формуле Менделеева Д.И. [5] (в МДж/кг):

Низшую теплоту сгорания газообразных углеводородов находят по формуле [5] через произведение объемной доли компонента на его низшую теплоту сгорания:

Также для твердых топлив существует формула Дюлонга.

Для расчета расхода требуемого воздуха используются стехиометрические коэффициенты по реакциям окисления отдельных элементов газообразных или жидких углеводородов.

Неполное сгорание учитывается увеличенным расходом воздуха (см. ниже) при расчете котла-утилизатора.

По расчету реакций окисления составляется таблица материального баланса.

Температуру сгорания определяют по формуле:

через теплоту сгорания топлива, теплоту диссоциации воды и диоксида углерода, объем продуктов сгорания (на единицу топлива), объемную теплоемкость продуктов сгорания.

Температура продуктов сгорания находится по энтальпии продуктов сгорания:

Вывод формулы для t

a и b – постоянные интерполяционной формулы средней объемной теплоемкости i-го компонента продуктов сгорания (ПС) смеси ОГ и ПГ в изобарном процессе.

Температура продуктов реакции при аналитической интерполяции см. [7,с.21].

В расчете процесса горения находят:

– материальный баланс,

– теплоту сжигания смеси

– объемные доли и парциальные давления трехатомных продуктов сгорания,

– энтальпию отходящих газов,

– постоянные расчетного уравнения энтальпии продуктов.