Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

Горючие вещества топлива взаимодействуют с кислородом воздуха в определенном количественном соотношении. Расход воздуха на горение и количество продуктов сгорания топлива рассчитывают по стехиометрическим уравнениям горения, которые записывают для 1 км для каждой горючей составляющей.

  • Теоретический и действительный расход воздуха на горение и количество продуктов сгорания топлива. Стехиометрические уравнения горения горючих составляющих твердого и жидкого топлива имеют вид:
  • углерода С + О2 = СО2:
  • 12 кг С + 32 кг О2 = 44 КГ СО2;
  • 1 кг С + (32 : 12) кг O2 = (44 : 12) кг СO2 (18.21)
  • cеры S + O2 = SO2:
  • 32 кг S + 32 кг O2 = 64 кг SO2;
  • 1 кг S + 1 кг O2 = 2 кг SO2; (18.22)
  • водорода 2Н2 + O2 = 2Н2О:
  • 4 кг Н2 + 32 кг О2 = 36 кг Н2О;
  • 1 кг Н2 + 8 кг О2 = 9 кг Н2 (18.23)
  • В топливе находится Ср/100 кг углерода, Sр/л 100 кг летучей серы, Нр/100 кг водорода и Ор/100 кг кислорода. Следовательно, суммарный расход кислорода, необходимого для горения 1 кг топлива, по стехиометрическим уравнениям будет равен:

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

Массовая доля кислорода в воздухе равна 0,232. Тогда массовое количество воздуха определяют из формулы:

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

При нормальных условиях плотность воздуха р0 = 1,293 кг/м3.

Расход воздуха на горение и количество продуктов сгорания топлива легко рассчитать как:

V0 = M0/1,293 м3 воздуха/кг топлива.(18.26)

  1. Таким образом,
  2. V0 = 0,0889 (Ср + 0,375Sp/л) + 0,265Нр — 0,033Ор(18.27)
  3. Для газообразного топлива расход V0 определяют, исходя из объемных долей горючих компонентов, входящих в состав газа, с использованием стехиометрических реакций:
  4. Н2 + 0,5О2 = Н2О;
  5. СО + 0,5О2 = СО2;
  6. СН4 + 2О2= СО2 + 2Н2О;

H2S+1,5О2 = SО2+H2О. (18.28)

Теоретическое количество воздуха, м3/м3, необходимого для сжигания газа, определяют по формуле:

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

Объемную концентрацию компонентов, %, подставляют в уравнение (18.29). Если данных о концентрации непредельных углеводородов нет, считают, что они состоят из С2Н4.

Количество воздуха Vn, рассчитываемого по стехиометрическим уравнениям (18.27) и (18.29), называется теоретически необходимым, т. е. величина V0 представляет собой минимальное количество воздуха, необходимое для обеспечения полного сгорания 1 кг (1 м3) топлива при условии, что весь кислород в нем и кислород, содержащийся в топливе, будут использованы при горении.

Из-за определенных трудностей в организации процесса полного перемешивания топлива с воздухом в рабочем объеме топок могут появиться области, где будет ощущаться местный недостаток или избыток окислителя.

В результате этого качествои и расход воздуха на горение и количество продуктов сгорания топлива ухудшается. Поэтому в реальных условиях воздух для горения топлива подается в большем количестве по сравнению с его теоретическим количеством V0.

Отношение действительного количества воздуха, подаваемого в топку, к теоретически необходимому называется коэффициентом избытка воздуха:

α = Vд/V0.(18.30)

При проектировании и тепловом расчете топок или других камер сгорания значение а выбирают в зависимости от вида сжигаемого топлива, способа сжигания и конструктивных особенностей топочных камер. Значение а колеблется в пределах 1,02 — 1,5.

Состав и количество продуктов полного сгорания топлива. Продукты полного сгорания топлива при α = 1 содержат: сухие (неконденсирующиеся в котельном агрегате) трехатомные газы СO2 и SO2;

Н2O — водяной пар, полученный при горении водорода; N2 — азот топлива и азот, находящийся в теоретически необходимом количестве воздуха.

Кроме того, в состав продуктов сгорания входят водяной пар, получающийся при испарении влаги топлива, пар, вносимый в топку с влажным воздухом, и пар, используемый иногда при сжигании мазута для распыления.

При температуре продуктов сгорания ниже температуры точки росы водяной пар конденсируется. При полном горении с α = 1 в продуктах сгорания будут содержаться только СO2, SO2, Н2O и N2; если α > 1, то в них будет присутствовать и избыточный воздух, т. е.

дополнительное количество кислорода и азота.

Процентное содержание соответствующих газов по объему обозначим через СO2, N2,SO2 и т. д. , а через Vсо2, Vso2, Vn2, и т.д. — их объемы, получающиеся при сжигании 1 кг (1 м3) топлива, приведенные к нормальным условиям (индекс 0 показывает, что расчеты производятся при α = 1). Тогда получим:

  • СО2 + SO2 + N0/2 + Н2O2 = 100 %
  • или
  • V0/r = Vco2 + VS2O + V0/N2 + V0H2O(18.31)
  • Где Vo/r — суммарный объем продуктов сгорания, приведенный к нормальным условиям, м3/кг.

Для упрощения расчетов объемы сухих трехатомных газов подсчитывают совместно и сумму их условно обозначают символом RO2, т. е.

Vro2 = Vco2 + Vso2(18.32)

Сумма первых трех компонентов в равенстве (18.31) представляет собой объем сухих газов Vс.p и, следовательно,

Vor = Voc.г + V0H2O (18.33)

где V0c.r = Vro2 + V0N2

Величины V0N2, V0Н2О, V0c.r, V0 и Vro2 — это теоретические объемы газов при сжигании 1 кг твердого или жидкого топлива.В соответствии с уравнениями (18.21) и (18.22) масса трехатомных газов равна:

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

Плотности двуокиси углерода и сернистого газа, приведенные к нормальным условиям, соответственно равны рсо2 = 1,964 кг/м3 и Pso2 = 2,86 кг/м3. Тогда объем трехатомных газов VRO2 можно определить по формуле:

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

Теоретический объем водяных паров, образующихся при горении водорода VrH2O, определяем в соответствии с уравнением (18.23). К этому объему необходимо добавить объем пара, образующегося при испарении влаги топлива VrH2O.

объем форсуночного пара VфH2O и объем водяного пара, содержащегося в воздухе Vвз Н2О тогда:Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

  1. где 0,805 — плотность водяного пара при нормальных физических условиях, кг/м3; Wф — расход форсуночного пара (принимается Wф = 0,3 ÷ 0,35 кг/кг),
  2. d — влагосодержание воздуха (обычно принимается d = 13 г/м3).
  3. Полный теоретический объем водяные паров определяют по формуле:
  4. V0 H2O = 0,111Нр + 0,0124 Wр+ 1,24 Wф + 0,0161 V0 (18.41)

Теоретический объем азота (1 м3 на 1 кг топлива) при α = 1 состоит из азота воздуха и азота топлива, т. е.Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

где pN2 = 1,25 — плотность азота, кг/м3.

При коэффициенте избытка воздуха α > 1 в состав продуктов сгорания дополнительно будут входить избыточный воздух и водяные пары, вносимые с этим воздухом. Объемы продуктов сгорания приα = 1 называются действительными объемами.

Действительные объемы составят:

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

Величина VRO2 не зависит от значения коэффициента избытка воздуха.

Теоретические объемы продуктов сгорания 1 м3 газообразного топлива рассчитывают на основании стехиометрических реакций (18.28). При полном горении горючих составляющих газообразного топлива СО, Н2 и СmНn образуются двуокись углерода СO2 и водяные пары. При сгорании сероводорода H2S помимо водяных паров образуется сернистый газ SO2.Объем трехатомных газов, м3/м3,

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

где а — влагосодержание газа, г/м3.

Объем азота, сухих газов и суммарный объем продуктов сгорания, так же как для жидкого и твердого топлив, определяют по формулам (18.42), (18.33) и (18.31).

При α > 1 действительный объем водяного пара, сухого газа и полный объем продуктов сгорания находят по формулам (18.43), (18.45) и (18.46). Если состав непредельных углеводородов СnН2n, входящих в газ, неизвестен, а общее их содержание не превышает 3 %, то в расчете они учитываются как С2Н4.

Расчеты горения по результатам анализа газов. Газовый анализ продуктов горения предназначен для контроля качества (полноты) сжигания топлива. Для этой цели используют химические газоанализаторы типа ВТИ и ГПХ — 3.

Принцип их действия основан на избирательном поглощении компонентов, входящих в продукты сгорания, химическими реагентами, которыми заполнены поглотительные колонки газоанализатора.

Например, для поглощения RO2 используют раствор КОН, а для поглощения О2 — щелочной раствор пирогаллола С6Н3(ОН)3.

В настоящее время широко применяют хроматографический газовый анализ, основанный на физических методах разделения газовых смесей на составляющие их компоненты. Принцип действия хроматографа базируется на различии адсорбционных свойств различных газов при их прохождении через слой сорбента (силикагеля).

Расчеты по результатам газового анализа производятся на объем сухих газов.

Определение окиси углерода при горении твердого и жидкого топлив. При неполном горении топлива в продуктах сгорания всегда содержится некоторое количество окиси углерода СО. Уравнение состава сухих продуктов сгорания имеет вид

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

По результатам анализа газов определяют процентное содержание RO2 И O2 в продуктах сгорания.

Определение СО методом поглощения нежелательно из — за достаточно большой погрешности метода. Поэтому содержание СО в газах определяют расчетным путем.

При полном горении чистого углерода и α = 1 продукты сгорания содержат СO2 и N2, при этом СОмакс2 = ROмакс2 = 21 %. В горючей массе ископаемых топлив кроме углерода всегда содержится некоторое количество водорода. Поэтому концентрация ROмакс2 в сухих продуктах сгорания всегда меньше 21 %, т. е.

с понижением содержания углерода и серы в топливе значение ROмакс2 также снижается. Существует некоторая безразмерная величина, с помощью которой можно установить соотношение между элементарным составом топлива и содержанием трех атомных газов в сухих продуктах сгорания.

Эта величина называется топливной характеристикой, и обозначают ее буквой β.

Исходя из сказанного можно считать, что

Значения ROмакс2 и β для каждого вида топлива определенного состава постоянны (табл. 18.4).

Таблица 18.4. значения ROмакс2 И β для некоторых видов топлива.

  • По мере увеличения коэффициента избытка воздуха β сверх единицы в сухих продуктах полного сгорания в результате избытка воздуха будет появляться свободный кислород и RО2 < ROмакс2. При известном значении α содержание RО2 можно приближенно определять по эмпирической формуле:
  • RО2 = ROмакс2/α(18.52)
  • В специальной литературе выводится так называемое уравнение полного горения топлива:

RО2 + О2 = 21 β RO2. (18.53)

Если правая и левая части уравнения (18.53) не равны между собой, то полного сгорания нет, и в этом случае разность (21 — βPRО2l) – ( RO2 + O2) = z называется характеристикой неполноты сгорания топлива.

Уравнение неполного горения топлива записывают в следующем виде:

21 — β RO2 = RO2 + O2 + (0,605 + β) СО.(18.53')

Зная содержание RО2 и O2 в дымовых газах и величину β, количество окиси углерода можно определить по следующей формуле, получаемой из равенства (18.53'):

При использовании хроматографического метода газового анализа необходимость вычисления СО по формуле (18.54) отпадает, так как содержание окиси углерода можно определить непосредственно на хроматографе.

Расход воздуха на горение и количество продуктов сгорания топлива при неполном горении. Объем сухих продуктов сгорания определяют по результатам анализа газов в соответствии с уравнением (18.49) следующим образом. Процентное содержание RO2 в газах:

СО определяют по равенству (18.54). Окончательно получают

Читайте также:  Клапан для унитаза: запорное и впускное устройство для бачка

Определение горючих CO ставляющих СО, СН4 и Н2 при неполном горении газообразного топлива. Уравнение состава сухих продуктов сгорания можно записать в следующем виде:

СН4 и Н2 в горючей части продуктов сгорания, как правило, бывает невелико. Основную часть составляет окись углерода. По результатам химического анализа газов определяют содержание RО2 и О2.

  1. Хроматографическим методом газового анализа можно определять все составляющие горючей части продуктов сгорания СО, СН4 и Н2.
  2. Если известны результаты анализа только по RО2 и О2, то для определения СО в газах значение топливной характеристики β принимают по справочным данным или при известном составе исходного горючего газа β определяют расчетным путем с обязательным учетом содержания СОт2 в газе:
  3. Следует отметить, что для искусственных газов, в которых содержится большое количество COт2, топливная характеристика β может оказаться отрицательной.

Определение коэффициента избытка воздуха. Коэффициент избытка воздуха определяется по данным газового анализа сухих продуктов сгорания. Для случая полного горения, когда в продуктах сгорания отсутствуют горючие составляющие СО, СН4, Н2

  • При неполном горении

При полном сгорании топлива и известном значении ROмакс2 для определения можно воспользоваться формулой (18.52).

Пример. Определить низшую и высшую теплоту сгорания природного саратовского (елшанского) газа, имеющего следующий объемный состав, %: СН4 — 94, С2Н6 — 1,8, С3Н8 — 0,4, С4Н10 — 0,1, С5Н12 — 0,1,

СО2 — 0,1, N2 — 3,5.

Решение: 1. Низшая теплота сгорания, кДж/м3, составляет: метана СН4 — 35,8 × 103, этана С2Н4 — 64,6 ×103, пропана С3Н8 — 91,5 × 103, бутана С4Н10 — 119,0 ×103, пентана С5Н12 — 146,5 × 103.

  1. По формуле (18.6) определяем
  2. Qcn = (35,8×94 + 64,6×1,8 + 91,5×0,4+ 119×0,1 + 146,5×0,1) 103×0,01 = 35 300 кДж/м3.
  3. Высшая теплота сгорания, кДж/м3, составляет: метана СН4 — 39,8 × 103, этана С2Н4 — 70 × 103, пропана С3Н8 — 99,5 ×103, бутана С4Н10 — 28,5 × 103, пентана С8Н12 — 157,5 ×103.
  4. По формуле (18.17) находим
  5. Qсв = (39,8 × 94 + 70 × 1,8 + 99,5 × 0,4 + 128,5 × 0,1 +157,5 × 0,01) 103 × 0,01 = 39 300 кДж/м3.

Источник: https://www.kotel-kv.com/fuel-combustion-quantity-combustion-products.html

Теоретический объем воздуха и дымовых газов

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета 
  • Топливо для котельных агрегатов
  • Жидкое топливо (котельный мазут)
  • Твердое топливо и его классификация
  • Газовое топливо
  • Снижение выбросов окислов серы
  • Расчет трубопроводов
  • Экономия тепловой энергии на предприятии
  • Котельные установки с паровыми и водогрейными котлами и их компоновка
  • Состав котельной установки
  • Технологическая схема производства тепла в котельной
  • Устройство котельных помещений
  • Вода для питания паровых и водогрейных котлов
  • Характеристика природных вод и требования к качеству питательной воды
  • Подготовка воды для питания котлов
  • Деаэрация питательной и подпиточной воды для питания котлов
  • Водный режим котельных агрегатов
  • Горение топлива
  • Теоретический объем воздуха и дымовых газов
  • Коэффициент избытка воздуха
  • Энтальпия воздуха и продуктов сгорания
  • Тепловой баланс котельных агрегатов
  • Коэффициент полезного действия КПД котельных агрегатов
  • Составные части теплового баланса котельного агрегата
Если известен элементарный состав рабочей массы топлива, можно теоретически определить количество воздуха, необходимого для горения топлива, и количество образующихся дымовых газов. Количество воздуха, необходимое для горения, вычисляют в кубических метрах при нормальных условиях (0°С и 760 мм рт. ст)-для 1 кг твердого или жидкого топлива и для 1 м3 газообразного. Теоретический объем сухого воздуха. Для полного сгорания 1 кг твердого и жидкого топлива теоретически необходимый объем воздуха, м3/кг, находят делением массы израсходованного кислорода на плотность кислорода при нормальных условиях ρНО2 = 1,429 кг/м3 и на 0,21, так как в воздухе содержится 21% кислорода Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета Для полного сгорания 1 м3 сухого газообразного топлива необходимый объем воздуха, м3/м3, Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета В приведенных формулах содержание элементов топлива выражается в процентах по массе, а состав горючих газов СО, Н2, СН4 и др. — в процентах по объему; СmНn — углеводороды, входящие в состав газа, например метан СН4 (m = 1, n = 4), этан С2Н6 (m = 2, n = 6) и т. д. Эти цифровые обозначения составляют коэффициент (m + n/4) Пример 5. Определить теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива следующего состава: Ср=52,1%; Нр=3,8%; Sр4= 2,9%; Nр=1,1%; Oр=9,1% Подставляя эти величины в формулу (27), получим B = 0,0889 (52,1 + 0,375 • 2,9) + 0,265 • 3,8 —- 0,0333 • 9,1 = 5,03 м3/кг. Пример 6. Определить теоретическое количество воздуха, необходимое для горения 1 м3 сухого газа следующего состава: СН4 = 76,7%; С2Н6=4,5%; С3Н8 = 1,7%; С4Н10 = 0,8%; С5Н12 = 0,6%; Н2= 1%; С02=0,2%; К, = 14,5%. Подставляя числовые значения в формулу (29), получим Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета     Теоретический объем дымовых газов. При полном сгорании топлива дымовые газы, уходящие из топки, содержат: двуокись углерода СО2, пары Н2О (образующиеся при сгорании водорода топлива), сернистый ангидрид SО2, азот N2 — нейтральный газ, поступивший в топку с кислородом воздуха, азот из состава топлива Н2, а также кислород избыточного воздуха О2. При неполном сгорании топлива к указанным элементам добавляются еще окись углерода СО, водород Н2 и метан СН4. Для удобства подсчетов продукты сгорания разделяют на сухие газы и водяные пары. Объем сухих газов принимают за 100%. При полном сгорании топлива состав сухих продуктов сгорания (в процентах по объему) следующий:

  1. Газообразные продукты сгорания состоят из трехатомных газов СО2 и SО2, сумму которых принято обозначать символом RO2, и двухатомных газов — кислорода О2 и азота N2.
  2. Тогда равенство будет иметь вид:
  3. при полном сгорании
  • R02 + 02 + N2 = 100%,          (31)
  • при неполном сгорании
  • R02 + 02 + N2 + СО = 100%;
  • Объем сухих трехатомных газов находится делением масс газов СО2 и SО2 на их плотность при нормальных условиях.
  • Объем газов, получающийся при сжигании 1 кг топлива, определяется по реакциям горения и их выражениям в киломолях

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета Рсо2 = 1,94 и Psо2 = 2,86 кг/м3 — плотности двуокиси углерода и сернистого газа при нормальных условиях. Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

Источник: http://www.sergey-osetrov.narod.ru/Projects/Boiler/THEORETICAL_VOLUME_OF_AIR_AND_SMOKE_GASES.htm

Расход воздуха на сжигание природного газа. Коэффициент избытка воздуха. — 27 Мая 2015 — Энергетика и механика

Суть процесса горения и условия, необходимые для полного сгорания топлива

Горение — это сложный физико-химический процесс взаимодействия горючих компонентов топлива с окислителем, в частности, горение топлива — это реакция быстрого окисления его компонентов, сопровождающаяся интенсивным тепловыделением и резким повышением температуры.

Для получения максимального КПД, т.е. для полного сгорания топлива, необходимы: непрерывный подвод топлива и воздуха в достаточном для горения количестве; хорошее перемешивание топлива с воздухом; высокая температура в топке; достаточное для горения время пребывания топливовоздушной смеси в топке.

В отличие от твердых и жидких топлив, которые гореть не могут без предварительного подогрева до температуры воспламенения, газовое топливо может гореть и холодным, если оно перемешано с воздухом в концентрационных пределах границы воспламенения.

Такую газовоздушную смесь можно воспламенить искрой, раскаленным телом, пламенем.

Расход воздуха на сжигание природного газа. Коэффициент избытка воздуха

Рассмотрим реакцию горения метана как основного компонента из числа составляющих природного газа: СН4 + 202 = С02 + 2Н20. Из уравнения этой реакции следует, что для окисления одной молекулы метана необходимы две молекулы кислорода, т.е. для полного сгорания 1 м3 метана требуется 2 м3 кислорода.

В качестве окислителя при сжигании топлива в котельных агрегатах используется атмосферный воздух, который представляет собой сложную смесь веществ, в числе которых 21 об. % 02, 78 об. % N2 и 1 об. % С02, инертных газов и др. Для технических расчетов обычно принимают условный состав воздуха из двух компонентов: кислорода (21 об.

и азота (79 об. %). С учетом такого состава воздуха для проведения любой реакции горения на воздухе для полного сжигания топлива потребуется воздуха по объему в 100/21 = 4,76 раза больше, чем кислорода.

Следовательно, для приведенной реакции горения на полное сгорание 1 м3 метана (природного газа) должно быть израсходовано 2 м3 кислорода или 2 • 4,76 = 9,52 м3 воздуха. Это количество воздуха называется теоретическим расходом воздуха, необходимым для полного сгорания 1 м3 природного газа, и обозначается м3/м3.

Однако на практике для обеспечения полного сгорания природного газа требуется расход воздуха несколько больший, чем теоретический.

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

Коэффициент избытка воздуха в общем случае зависит от вида сжигаемого топлива, его состава, типа горелок, способа подачи Отношение действительного расхода воздуха подаваемого на сжигание топлива, к его теоретическому значению V° называют коэффициентом избытка воздуха

воздуха, конструкции топочного устройства и т.д. Для сжигания природного газа обычно принимают а = 1,05… 1,15.

Источник: https://geyz.ru/news/raskhod_vozdukha_na_szhiganie_prirodnogo_gaza_koehfficient_izbytka_vozdukha/2015-05-27-763

Расчет расхода воздуха и количества дымовых газов при горении природного газа

Расчет ведем согласно законам стехиометрии.

Расчет ведем на 100 м3 природного газа следующего состава, % (объемн.): 82,5 CH4, 17,1 C2H4 и 0,4 N2.

  • При расчете пользуемся законом Авогадро, согласно которому в равных объемах всех газов содержится равное число молекул, что позволяет сразу подсчитать объем потребного кислорода:
  • CH4+2O2→CO2+2H2O;        C2H4+3O2→2CO2+2H2O.
  • Потребуется кислорода, м3:
Длясгорания CH4……….……………..82,5∙2=165
Для сгорания C2H4…………….……………..17,1∙3=51,3
Всего……………………………………………..…..216,3

С кислородом поступит азота.В воздухе содержится 79% азота и 21% кислорода.

  1. Тогда содержание азота получаем.
  2. 216,3:21∙79=813,7 м3.
  3. Теоретическая потребность в воздухе
  4. 216,3+813,7=1030 м3.
  5. Теоретически в продукты сгорания переходит:
м3 % (объемн.)
CO2…………….….82,5+17,1∙2=116,7 10,32
H2O………………82,5∙2+17,1∙2=199,2 17,62
N2 …………………………813,8+0,4=814,2 72,03
Всего…………………………………..1130 100,0

Дли расчета фактического расхода воздуха и выхода продуктов сгорания необходимо учесть избыток воздуха, при котором ведется сжигание топлива, и его подсос за счет неполной герметизации аппаратуры.

Расчет состава и количества медного штейна.

Предположим, что плавке подвергается 100 кг медного концентрата состава, %: Си 18; Zn 1,2; Fe 34,1; S 39,8; Si024,4; СаО 1;  прочие 1,5. Требуется рассчитать состав и количество получающегося штейна при плавке в нейтральной атмосфере (вариант 1) и в окислительных условиях (вариант 2).

Вариант 1. Плавка в нейтральной атмосфере. Для расчета принимаем: десульфуризация при плавке равна 55 %, извлечение меди в штейн 96 %, цинка 40 %, содержание в штейне прочих 1 %.

При десульфуризации 55 % в штейн перейдет 45 % серы, содержащейся в концентрате, т.е. 39,8 • 0,45 = 17,91 кг.

  • Тогда из 100 кг концентрата при среднем содержании серы в медных штейнах, равном 25 % (правило Мостовича), получится
  • штейна17,91:0,25 = 71,64 кг.
  • В штейн перейдет:
  • меди 18 • 0,96 = 17,28 кг (содержание в штейне 24,12 %);
  • цинка1,2•0,4 = 0,48 кг;
  • кислорода 71,64 • 0,055 = 3,94 кг (штейн, содержащий ~ 24,1 % меди, содержит — 5,5 % кислорода);
  • прочих 71,64 *0,01 = 0,72 кг;
  • железа (по разности) 71,64 — (17,28 + 17,91 + 0,48 + 3,94+ 0,72) = 31,31 кг

Результаты расчета с целью сравнения сведем в табл. 1 после выполнения расчетов по 2-му варианту плавки.

Вариант 2. Плавка в окислительных условиях. Для расчета принимаем; получающийся штейн должен содержать 40% меди, извлечение меди в штейн 95%, цинка 60 %, содержание в штейне прочих 1 %, кислорода 3 % (при содержании меди в штейне, равном 40 %).

  1. Количество меди, перешедшей в штейн составит: 18 • 0,95 = 17,1 кг.
  2. Общее количество штейна с учетом 40 %-ного содержания меди будет: 
  3. (17,1 •  100)/40 = 42,75 кг.
  4. В этом количестве штейна по правилу Мостовича будет содержаться серы:
  5. 42,75• 0,25 = 10,69кг.
  6. Степень десульфуризации в этом случае составит: 
  7. [(39,8 — 10,69) / 39,8]• 100 = 73,14 %.
  8. В штейн перейдет:
  9. цинка 1,2• 0,6 = 0,72 кг,
  10. кислорода 42,75• 0,03 = 1,28 кг,
  11. прочих 42,75 • 0,01 = 0,43 кг,
  12. железа 42,75 — (17,1 + 10,69 + 0,72 + 1,28 + 0,43)= 12,53 кг

При сопоставлении результатов расчетов двух вариантов плавки концентрата одного и того же состава в нейтральной атмосфере и в окислительных условиях, приведенных в табл. 1, можно видеть, чтово втором случае увеличение содержания меди в штейне в 1,9 раза (4024,1) за счет увеличения десульфуризации до 72,2 % ведет к уменьшению во столько же раз его выхода. 

Из этого следует, что для получения более богатых штейнов из одного и того же концентрата, необходимо любым способом повышать степень десульфуризации.

Таблица.1 Расчетный состав и количество штейна при плавке медного концентрата в нейтральной (вариант I) и окислительной (вариант II) атмосферах

Компоненты Количество штейна
Вариант 1(кг/%) Вариант 2(кг/%)
Сu 17,28 24,12 17,1 40
Zn 0,48 0,67 0,72 1,68
Fe 31,31 43,7 12,53 29,3
S 17,91 25 10,69 25
O2 3,94 5,5 1,28 2,99
Прочие 0,72 1 0,43 1
Всего 71,64 100 42,75 100

3.Расчет выхода и состава огарка.

  • Примем, что обжигу подвергается 100 кг концентрата состава, %: Cu – 18; Zn – 1,2; Fe – 34,1; S – 39,8; SiO2 – 4,4; CaO – 1; прочие–1,5.
  • Исходные данные для расчета: степень десульфуризации 80 % окисляется 1/3 цинка; в огарке остается 2/3 прочих; потерями меди при обжиге пренебрегаем. Тогда количество серы, остающейся в огарке, составит:
  • 39,8∙(100 — 80)/100 = 7,96 кг.
  • Количество серы в оставшемся сульфиде цинка
  • (1,4∙2/3∙32)/65,4 = 0,46 кг.
  • Количество потребленного кислорода для окисления цинка в ZnO
  • (1,4∙1/3∙16)/65,4 = 0,11 кг.
  • Количество серы, связанной с медью в Cu2S:
  • 16∙32/(2∙63,55) = 4 кг.
  • Количество неокислившейся серы, связанной с железом:
  • 8,14 — (0,46 + 4) = 3,68 кг,
  • тогда количество оставшегося в сульфидной форме железа составит
  • 3,68 ∙ 55,85/32 = 6,42 кг,
  • а железа, перешедшего в оксидную форму:
  • 34,8 — 6,42 =28,38 кг.
  • Для окисления железа до Fе2О3 потребуется кислорода:
  • 28,38 ∙ (3∙16)/(2∙55,85) = 12,19 кг.

Всего для окисления железа и цинка потребуется 12,19 + 0,11 = 12,3 кг кислорода. Тогда в огарке будет содержаться, кг: 16Cu; 1,4Zn; 34,8Fe; 8,14S; 12,19O2; 4,6SiO2 ; 1 CaO ;1,0—прочие.

Общая масса огарка будет равна 79,63 кг, т. е. выход огарка от массы исходного концентрата составит 79,63 %. Состав огарка будет следующим, %: 20,1Cu; 1,77Zn; 43,7Fe; 10,2S; 15,3O2; 5,8 SiO2, 1,26CaO,1,87 – прочие.

  1. Как видно из расчета, степень обогащения огарка медью по сравнению с исходным концентратом невелика и составляет всего 20,1:16 =1,25.
  2. Практическая работа №5.
  3. Расчет материального баланса металлургического процесса

Источник: https://studopedia.net/3_10845_raschet-rashoda-vozduha-i-kolichestva-dimovih-gazov-pri-gorenii-prirodnogo-gaza.html

Расчет горения природного газа и расхода воздуха

Расчет ведем на 100 м3 природного газа. Для расчета горения природного газа составим таблицу 39.

Таблица 39 Состав природного газа, кг

Соединения Всего H C O N S
м3 кг
CH4 C2H6 CO2 H2S N2 88,5 6,17 0,7 0,17 4,46 63,2 8,25 1,38 0,26 5,56 15,8 1,65 – 0,015 – 47,4 6,6 0,38 – – – – 1,0 – – – – – – 5,56 – – – 0,245 –
Всего 78,65 17,465 54,38 1,0 5,56 0,245
  • Определим расход кислорода при α=1,0.
  • На сжигание составляющих газа потребуется кислорода, кг:
  • С + О2 = СО2 54,0•32/12=144,0
  • 2Н2 + О2 = 2Н2О 17,465•32/4=139,72
  • S + O2 = SO2 0,245•32/32=0,245
  • 283,965 кг, или 198,78 м3

Теоретическая потребность воздуха, обогащенного до 25% О2, составит 198,78/0,25=795,10 м3. В нем содержится азота 795,10–198,78=596,32 м3, или 745,4 кг.

Примем, что 1 м3 воздуха содержит 0,0117 м3 влаги. С воздухом поступит влаги 795,10•0,0117=9,30 м3, или 7,46 кг.

Теоретический состав газов будет:

кг м3 %
CO2 H2O SO2 N2 144,0+1,0+54,0+0,38= 139,72+17,465+7,46= 0,245+0,245= 745,4+5,56= 199,38 164,645 0,49 750,96 101,5 204,89 0,17 600,76 11,2 22,5 0,02 66,28
Итого 1115,475 907,32

Теплота сгорания газа при α=1 равна 8659,6 ккал/м3.

Определим количество кислорода, состав газов и теплоту сгорания газа при α=0,8: поступит кислорода 283,965•0,8=227,17 кг, или 159,02 м3, с ним азота 159,02/0,25•0,75=477,06 м3, или 596,3 кг. Всего поступит воздуха 159,02+477,06=636,08 м3. С воздухом поступит влаги 636,08•0,0117=7,44 м3=5,57 кг.

Сжигание природного газа при недостатке кислорода и высоких температурах по данным И.В. Лаврова, характеризуется образованием СО, Н2 и Н2О и СО2, т.е. протекают реакции:

  1. СН4 + 1/2О2 = СО + 2Н2 + 8520 ккал; (1)
  2. С2Н6 + 2О2 = 2СО + Н2 + 2Н2О + 147860 ккал; (2)
  3. 2Н2 + О2 = 2Н2О + 115600 ккал; (3)
  4. 2СО + О2 = 2СО2 + 135280 ккал. (4)

Согласно исследованиям Уральского политехнического института им. С.М. Кирова, при сжигании природного газа при высоких температурах (свыше 9000С) и коэффициенте избытка воздуха α=0,8 содержание водорода в отходящих газах не превышает 1% вследствие его высокой скорости сгорания. На основании этих данных определим состав и количество продуктов горения газа.

  • По реакции (1) потребуется кислорода 63,2•16/16=63,2 кг.
  • Образуется СО 63,2•28/16=110,6 кг; Н2 63,2•4/16=15,8 кг.
  • По реакции (2) потребуется кислорода 8,25•64/30=17,6 кг.
  • Образуется СО 8,25•56/30=15,4 кг; Н2 8,25•2/30=0,55 кг; Н2О 8,25•36/30=9,9 кг.

По реакции (3) прореагирует 95% Н2, образующегося при сгорании метана и этана: (15,8+0,55)•0,95=15,53 кг. Израсходуется кислорода 15,53•32/4=124,24 кг. Образуется Н2О 15,53•36/4=139,77 кг.

Останется свободного кислорода 227,17–63,2–17,6–124,24=22,13 кг. С этим кислородом прореагирует СО 22,13•56/32=38,73 кг. Образуется СО2 38,37•88/56=60,86 кг.

По данным расчетов определим объем и состав отходящих газов при α=0,8:

кг м3 % (объемн)
CO CO2 H2O H2 S N2 110,6+15,4–38,73= 60,865+1,38= 9,9+139,77+5,57=     596,3+5,56= 87,27 62,245 155,24 0,82 0,245 601,86 69,8 31,7 193,2 9,2 0,17 481,5 8,9 4,0 24,6 1,2 0,02 61,28
Итого 907,680 785,57

Выход отходящих газов на 1,0 м3 природного газа будет равен 785,57/100=7,86 м3.

Определим энтальпию газов. Количество тепла, выделяющееся по реакциям (1) – (4):

(1) (2) (3) (4) 63,2:16•8520=33654 8,25:30•147860=40661 15,53:2•57800=448817 38,73:28•67640=93561
Всего

Энтальпия 1 м3 газов 616693/785,57=785 ккал.

В действительности с учетом потерь тепла через кладку и на испарение влаги воздуха, а также реакций диссоциации энтальпия газов будет несколько ниже, но поскольку эти потери невелики, то в расчете они не учитываются. Определим температуру газов, вдуваемых в ванну, методом подбора по найденному выше составу, ккал/м3:

t=21000С t=20000С
CO CO2 H2O H2 S N2 0,089•758,1=67,47 0,04•1224=48,96 0,246•985=242,31 0,012•709=8,51 0,0002•289=0,06 0,6128•750,6=459,97 CO CO2 H2O H2 S N2 0,089•718,4=63,94 0,04•1159=46,36 0,246•929=228,53 0,012•672=8,06 0,0002•275,1=0,05 0,6128•712,2=436,44
Итого 827,28 ккал/м3 Итого 783,38 ккал/м3
  1. Находим температуру, при которой газы будут иметь энтальпию, равную 785 ккал:
  2. 827,28–783,38/100=0,439 ккал/0С;
  3. (785–783,38)/0,439=40С; tr=20040С.
  4. Для определения расхода газа, необходимого для переработки 100 кг шлаков, составим уравнение теплового баланса.
  5. Приход тепла

1. С газами 785•7,86X ккал.

2. Тепло, вносимое жидким шлаком при температуре 11500С:

100•1150•0,29=33350 ккал.

3. С твердым пиритом 5•25•0,13=16,25 ккал.

Всего приход тепла составит 33350+16,25+6170,1Х.

Расход тепла

1. С жидким шлаком при 13000С: 87,9•1300•0,31=35423,7 ккал.

2. С жидким штейном при 12000С: 5,192•1200•0,21=1308,4 ккал.

3. Тепло, уносимое возгонами при 13000С: 11,1•1300•0,20=2886,0 ккал.

4. Расход тепла на эндотермические реакции: восстановление ZnO до Zn по реакции ZnO + СО = Zn + СО2 – 15534 ккал; 6,25/65,4•15534=1484,5 ккал; восстановление РbО до Рb по реакции РbО + СО = Рb + СО2 – 4764 ккал; 1,11•207,2•4764=25,5 ккал.

  • Разложение пирита: FeS2 → FeS + S – 19800 ккал; 5/119,85•19800=826 ккал.
  • С парами серы уйдет 0,808•1300•0,403=423,3 ккал.
  • Всего расход тепла на эндотермические реакции составит 2759,3 ккал.

5. Тепло, уносимое газами при 13000С. На реакции восстановления ZnO и РbО израсходуется СО, кг:

ZnO РbО 6,25•28/65,4=2,68 1,11•28/207,2=0,15
Всего 2,83 кг, или 2,26 м3

Таким образом, количество СО2 составит 2,83•44/28=4,45 кг, или 2,26 м3.

Определим тепло, уносимое газами, с учетом реакций восстановления, ккал:

СО СО2 Н2О Н2 S N2 (0,089•7,86Х–2,26)•460,2=321,9Х–1040 (0,04•7,86Х+2,26)•714,7=224,7Х+1615,2 0,246•7,86Х•555,7=1074,5Х 0,012•7,86Х•420,0=39,6Х 0,0002•7,86Х•177,5=0,ЗХ 0,6128•7,86Х•444,9=2142,9X
Итого 3803,9Х+575,2 ккал

6. Потери тепла с охлаждающей водой на основании данных практики примем равными 15% от прихода тепла: (33666,75+6170,1Х)•0,15=5004,9+925,5Х ккал. Всего расход тепла составит:

  1. 35423,7+1308,4+2886,0+2759,3+3803,9Х+575,2+5004,9+925,5Х=47957,5+4729,4Х.
  2. Решая уравнение
  3. 33666,25+6170,1Х=47957,5+4729,4Х, находим X=10,13 м3
  4. Определим состав газов на выходе из ванны:
м3 % (объемн)
СО СО2 Н2О Н2 S N2 7,08–2,26=4,82 3,18+2,26=5,44 19,59 0,964 0,17 48,79 6,1 6,8 24,6 1,2 0,02 61,28

Определим энтальпию газов, выходящих из ванны при 13000С (таблица 25), ккал:

СО СО2 Н2О Н2 S N2 4,82•460,2=2220,2 5,44•714,7=3887,9 19,59•555,7=10880,6 0,964•420,0=403,2 0,17•177,5=30,2 48,79•444,9=21706,7
Всего 39128,8 ккал
  • В среднем энтальпия 1 м3 газа равна 491,1 ккал.
  • По данным расчетов составим тепловой баланс процесса на 100 кг шлаков (таблица 40).
  • ТАБЛИЦА 40 Тепловой баланс шлаковозгоночного процесса на 100 кг шлаков
Приход тепла Расход тепла
Статьи баланса ккал % Статьи баланса ккал %
Шлак Пирит Топочные газы 16,25 34,8 0,01 65,19 Шлак Штейн Возгоны Эндометрические реакции Отходящие газы Охлаждающая вода 35423,7 1308,4 2886,0 2759,3 39128,8 14380,2 36,9 1,4 3,0 2,9 40,8 15,0
Итого 95869,25 Итого 95886,4

Примечание. Невязка 0,01%.

  1. Определим количество кислорода, необходимого для дожигания газа, выходящего из ванны печи.
  2. В газе содержится: 4,82 м3 СО; 0,964 м3 Н2; 0,17 м3 S; 6,25 кг Zn; 1,1 кг Рb и 0,57 м3 S от пирита.
  3. Расход кислорода на дожигание составит, кг:
СО Н2 Zn Рb S 4,82/2=2,41 м3, или 3,44 кг 0,964/2=0,482 м3, или 0,7 кг 6,25•16/65,4=1,530 кг 1,1•16/207,2=0,08 кг 0,74•32/32=0,74 м3 или 1,05кг
Итого 6,80 кг

С кислородом, при условии, что дожигание осуществляется за счет подсоса воздуха, поступит азота 6,80/0,23•0,77=22,8 кг. Объем подсасываемого воздуха составит 6,80/32•22,4+22,8/28•22,4=22,8 м3≈23,0 м3. В нем 23,0•0,21=4,80 м3 кислорода и 23,0•0,79=18,20 м3 азота.

Примем, что дожигание происходит при α=1,1. Больший подсос нежелателен, так как перегружает пылеулавливающие устройства. Потребуется воздуха 23,0•1,1=25,30 м3. В нем 25,30•0,21=5,3 м3 кислорода; 25,30•0,79=20,00 м3 азота и 25,30•0,0117=0,29 м3 влаги. От дожигания газа образуется:

кг м3
СО2 Н2О SО2 4,82•28/22,4+3,44=9,46 0,964/22,4•2+0,7=0,79 0,245•2+0,808•2=2,1 4,82 0,98 0,74

Выделится тепла при образовании, ккал:

CO2 H2O SO2 4,82•67640/44=7409,6 0,98•57800/18=3142,2 2,1•70960/64=2328 ZnO РbO   6,25•83170/65,4=7948 1,1•52400/207,2=278,2

Газы на входе в котел-утилизатор после дожигания будут иметь следующий состав:

м3 % (объемн)
СО2 Н2О SО2 N2 О2 5,44+4,82=10,26 19,59+0,98=20,57 0,16+0,58=0,740 48,79+20,0=68,79 2,0 10,0 20,10 0,70 67,25 1,95

В газах содержится тепла 39102,2+21111,1=60213,3 ккал, или на 1 м3 60213,3/102,36=588,23 ккал.

С учетом потерь тепла в кессонах колошника, равных 15%, энтальпия газов будет составлять 588,2–0,15•588,2=500,0 ккал.

Методом подбора определим температуру газов, поступающих в котел-утилизатор (таблица 25). Задаем для этого две возможные температуры (1400 и 13000С) и производим подсчет, ккал/м3:.

t=14000С t=13000С
СО2 Н2О SО2 N2 О2 0,10•777,8=77,78 0,2010•607,2=122,05 0,0070•775,3=5,43 0,6725•482,9=324,75 0,019•509,8=9,94 СО2 Н2О SО2 N2 О2 0,10•714,7=71,47 0,2010•555,7=111,70 0,0070•715,3=5,00 0,6725•444,9=299,20 0,019•470,5=9,20
Итого 539,95 ккал/м3 Итого 496,57 ккал/м3
  • Запас тепла в полученных нами газах (500,0 ккал) ближе к подсчету для 13000С.
  • Корректируем полученные данные и находим температуру газов:
  • (500,0–491,64)/(539,99–496,57)•0,01+1300=13190С.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s30656t8.html

Расчет выбросов от котельной на газе. Образец для использования!

Расчет выбросов от котельной на природном газе представлен на конкретном примере водогрейного котла Compact-CA-200 водогрейный. Указанный расчет может пригодится для расчета нормативов допустимых выбросов.

Постепенно в этой статье появятся и расчеты выбросов от котельных, оборудованных другими марками котлов.

Исходные данные:

Вид топлива: природный газ, низшая теплота сгорания: 34.37МДж/м3 Время работы: 5640 часов в год. Расход: за год — 90 тыс. м3; часовой- 0.0795 тыс. м3; секундный -0.02208м3/сек

Котел:Compact-CA-200 водогрейный. Количество в работе: 3. Тип горелки : 3 / двухступенчатого сжигания. Рециркуляция дымовых газов (тип):1 отсутствует. Степень рециркуляции (%) r = 0. Подогрев воздуха:отсутствует tп =20.

Наличие режимной карты: есть. Ступенчатый ввод воздуха или доля воздуха, подаваемая помимо горелок (%) δ= 0. Нагрузка котла — принимается равной : 0.9. Объем топочной камеры : 0.179м3. Теплонапряжение топочного объема : 1413кВт/м3.

Коэффициент избытка воздуха : 1.3.

Расчет объема дымовых газов, выделяющихся при сжигании природного газа при избытке воздуха в зоне горения,производится по формуле: Vсг = Vr + (α — 1) * V — Vв

Значения Vr, V, Vв берутся из таблицы 32 для газопровода Серпухов-Ленинград {1}.

Vr =11.22 V =10 Vв =2.21 Vсг =12.010м3/м3

  • Расчет выбросов загрязняющих веществ.
  • Оксид углерода.
  • Расчет проводится по формулам 38, 39 {1}{3}:
  • Мсо = q3 * R * Qi * B * (1 — q4 / 100) * Кп
  • где:
  • q3 — потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, (%) = 0.2,
  • q4 — потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, (%) = 0,
  • R — коэффициент, для газа =0.5,
  • Qi — низшая теплота сгорания топлива, (Мдж/м3),
  • В — расход топлива, (тыс.м3/год, м3/сек),

Кп — коэффициент пересчета: при расчете выбросов в г/сек Кп = 1 при расчете выбросов в т/год Кп = 0.001.

Мсо = 0.076 г/сек

Мсо =0.30933 т/год.

  1. Оксиды азота.
  2. Расчет суммарного количества проводится по формуле 14 {1}:
  3. М(Nox) = Bр * Qi * K * βk * βt * βα * (1 — βr) * (1 — β) * Кп
  4. где:
  5. Вр — расчетный расход топлива, м3/сек (тыс.м3/год): при работе котла с режимной картой может быть принято Вр=В — фактическому расходу топлива на котел;
  6. К — удельный выброс оксидов азота при сжигании газа, (г/МДж): для водогрейных котлов:
  7. К = 0,0113 * √Qт + 0,03 (формула 16 {1});
  8. Qт — фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, (МВт):
  9. определяется по формуле 17 {1}: Qт = Вр * Qi =0.76

для расчетов т/год Qт = 0.15; Для расчетов г/сек К = 0.0398, для расчетов т/год К = 0.0344

  • βк — безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную конструкцию горелки,
  • для данного типа горелки βк =0.7 βt — безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемому для горения, = 1;
  • βα- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота: βα =1;
  • βr — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота: βr = 0,16*√r =0 (формула 21 {1});
  • β — безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру: β = 0,022 * δ =0 (формула 22 {1});

Кп — коэффициент пересчета: при расчете выбросов в г/сек: Кп = 1 при расчете выбросов в т/год: Кп = 0.001.

М(NOx)= 0.0212 г/сек М(NOx)=0.07451т/год

  1. В связи с установленными раздельными ПДК для оксида и диоксида азота с учетом трансформации оксида азота в атмосферном воздухе суммарные выбросы оксидов азота разделяются на составляющие:
  2. M(NO2) = 0,8 * M(NOx) (формула 12 {1})
  3. M(NO) = (1-0,8) * M(NOx) *µ(NO) / µ(NO2) = 0,13 * M(NOx) (формула 13 {1})

M(NO2)= 0.017 г/сек М(NO2)=0.05961т/год M(NO)= 0.003 г/сек М(NO)=0.009686т/год

  • Бенз(а)пирен.
  • Расчет проводится по формуле 53 {1}:
  • Сбп = 0,000001 * R * (0,13 * q — 5) * Кд * Кр * Кст /[1,3 * e^(3,5 *(α-1))]
  • где:
  • q — теплонапряжение топочного объема, кВТ/м3;
  • Кр — коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания = 1;
  • Кд — коэффициент, учитывающий влияние нагрузки котла на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания = 1.25;
  • Кст- коэффициент, учитывающий влияние ступенчатого сжигания на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания — коэффициент, для газа = 1.
  • Сбп =1.8E-04мг/м3
  • Суммарное количество бенз(а)пирена (г/сек, т/год) рассчитывается по уравнению 1 {1}:
  • Мбп = Сбп' * V * B * Кп
  • где:

Кп — коэффициент пересчета: при расчете выбросов в г/сек Кп = 0.000278 при расчете выбросов в т/год Кп = 0.000001

Сбп' = Сбп* α /1,4 =1.7E-04

Мбп=4.4E-08г/сек Мбп=1.8E-07т/год

Литература:

  1. Методика определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час, Москва, 1999;
  2. Методическое письмо НИИ Атмосфера №335/33-07 от 17 мая 2000 г. «О проведении расчетов выбросов вредных веществ в атмосферу по «Методике определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу», Санкт-Петербург,2000;
  3. Изменения к методическому письму НИИ АТМОСФЕРА №335/33-07, 11.09.2001.

Таким образом, по указанному образцу расчета выбросов, образующихся от эксплуатации котельной, работающей на природном газе, используя вышеперечисленную литературу — вы сможете сделать расчет выбросов ЗВ от вашей котельной.

Источник: https://EcoProverka.ru/raschet-vybrosov-ot-kotelnoy-na-prirodnom-gaze-obrazets/

Расчет процесса горения газообразного топлива

  • Министерство Образования Республики Молдова
  • Технический Университет Молдовы
  • Кафедра: Теплоэнергетики и Менеджмента в Энергетике
  • РАСЧЕТНАЯ РАБОТА
  • Расчет процесса горения газообразного топлива
  • (природного газа)
  • Вариант 17

Выполнил: ст.гр. SRE-032 Скодоров А.

Проверил (а): преп. Келменчук К.

Кишинэу 2005

Цель работы:

1. Найти теоретический, объёмный расход воздуха необходимый для горения природного газа.

2. Найти объём продуктов сгорания.

Газопровод:
Газли – Коган;

Таб.1.” Таблица данных природного газа”

Расчет теоретического расхода воздуха

:

V
­­

­­­­
­­­­
º­­= 0.0476· [0.5·
H
2

+ 0.5·
CO
+ 2
CH
4

+ 1.5
H
2

S
+
Σ
(
m
+
n
/4) ·
Cm

HN


O
2

]
[м³/м³];

V­­
­­­­­­­­º=0.476· [2·95.4+ (2 + 6/4) ·2.6+ (3 + 8/4) ·0.3+ (4 + 10/4) ·0.2+ (5+12/4) ·0.2] = 9.477 [­­­м³/м³]

Расчет теоретического объёма продуктов сгорания

:

V
º­
­­­­

­­­­
n

c

г

=
V
º
RO

2

+
V
º
N

2

+
V
º
H

2

O

[­­­м³/м³];

Vº­
­­­­­­­­n
c
г
=1.02+ 7.491+ 2.02= 10.53 [ ­­­м³/м³];

Расчет объёма трех атомных газов:

V­0
RO2
­­= 0.01·[CO2
+ CO+ H2
S+ Σ m · Cm
Hn
] [

м
³/
м
³];

V­0
RO
2
­­= 0.01·[0.2 + 1·95.4+ 2·2.6+ 3·0.03+ 4·0.2+5·0.2 ]= 1.02 [м³/м³];

Расчет объёма двух атомных газов:

VN

2

= 0.79·
V
º+ 0.01·
N
2


³/м³];

VN
2
= 0.79·9.477+ 0.01·1.1=7.491 [м³/м³];

Расчет объёма воды:

V
º
H

2

O

= 0.01·[
H
2

+
H
2

S
+
Σ
n
/2·
Cm
Hn

+ 0.161
V
º]
[м³/м³];

VºH
2
O
= 0.01·[2·95.4+ 3·2.6+ 4·0.3+ 5·0.2+ 6·0.2+ 0.161·9.477] = 2.02 [м³/м³];

  1. Используя коэффециент избытка воздуха найдем реальный объём сгорания.
  2. ά= 1.2;
  3. Расчет реального объёма продуктов сгорания:
  4. V
    ­

    ­­­­
    ­­­­
    n

    c

    г

    =
    V
    º­
    ­­­­

    ­­­­
    n

    c

    г

    + (
    ά- 1)· V
    ­­

    ­­­­
    ­­­­
    º­­
    [м³/м³];


­­­­­­­­n
c
г
= 10.53+ (1,2 – 1)·9.477= 12.42 [м³/м³];

Вывод:
В данной расчетной работе я рассчитал теоретический объём расхода воздуха, необходимого для горения природного газа. Так же мной был рассчитан объём продуктов сгорания и реальный объём сгорания.

Сопоставив теоретический и реальный объём видно, что реальный объём превосходит теоретический, это объясняется случайным попаданием воздуха в котел.

Источник: https://mirznanii.com/a/321832/raschet-protsessa-goreniya-gazoobraznogo-topliva

Ссылка на основную публикацию