Параметры топочных газов, подаваемых в сушилку 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Параметры топочных газов, подаваемых в сушилку



В качестве топлива для города Киева используют природный сухой газ из газопровода Уренгой - Ужгород следующего состава [в % (об).]:

0,06 СO2 (углекислый газ); 98,9 СН4 (метан); 0,12 С2Н6 (этан); 0,01 С3Н8 (пропан); 0,01 С4Н10 (бутан); 0,9 N2 (азот). Данные взяты из [2] c. 295.

Теоретическое количество сухого воздуха L0, кг/кг, затрачиваемого на сжигание 1 кг топлива, рассчитывается по [3] формула (9.1):


Составы горючих газов выражены в объемных долях, приведенных выше.

Для определения теплоты сгорания топлива воспользуемся характеристиками горения простых газов (таблица 3.1).

 

Таблица 3.1 – Характеристики горения простых газов

Газ Реакция Тепловой эффект реакции, кДж/м3
Метан CH4 + 2O2 à CO2 + H2O  
Этан C2H6 + 3,5O2 à 2CO2 + 3H2O  
Пропан C3H8 + 5O2 à 3CO2 + 4H2O  
Бутан C4H10 + 6,5O2 à 4CO2 + 5H2O  

 

Количество тепла Q υ, кДж/(м3 · т), выделяющегося при сжигании 1 м3 газа из [3] с. 294 равно:

где C m H n – объемная доля компонента топлива;

Q i – тепловой эффект реакции, кДж/м3,

Q υ = 0,989 · 35741 + 0,0012 · 63797 + 0,0001 · 91321 + 0,0001 · 118736 =

= 35445,441 кДж / (м3 · т).

Плотность газообразного топлива ρ т, кг/м3, рассчитывается по [3] формула (9.2):

где M i – мольная масса топлива, кмоль/кг;

 

 

υ 0 – мольный объем, м3/кмоль;

t т – температура топлива, °С.

t т = 20 °С – по данным приведенным в [3] с. 294; υ 0 = 22,4 м3/кмоль.

Подставив, получим:

Количество тепла Q, кг/кг, выделяющегося при сжигании 1 кг топлива рассчитывается по [3] формула (9.3):

Q = Q υ / ρ т, (3.4)

Q = 35445 / 0,672= 52745,535 кДж/кг.

Масса сухого газа, подаваемого в сушильный барабан, в расчете на 1 кг сжигае­мого топлива определяется общим коэффициентом избытка воздуха α, необходимого для сжигания топлива и разбавления топочных газов до температуры смеси t см = 720°С (по заданию).

Значение α находят из уравнений материального и теплового балансов. Уравнение материального баланса по [3] формула (9.4):

где L c.г – масса сухих газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива, кг/кг;

С m Н n – массовая доля компонентов, при сгорании которых образуется вода, кг/кг.

Уравнение теплового баланса по [3] формула (9.5):

где η – общий коэффициент полезного действия, учитывающий эффективность работы топки (полноту сгорания топлива и т. д.) и потери тепла топкой в окружающую среду;

с т – теплоемкость газообразного топлива при температуре t т, Дж/(кг·К);

I 0 – энтальпия свежего воздуха, кДж/кг;

i c.г – энтальпия сухих газов, кДж/кг;

x 0 – влагосодержание свежего воздуха, кг/кг сухого воздуха, при температуре t 0 и относитель­ной влажности φ 0;

i п – энтальпия водяных паров, кДж/кг;

t п – температура водяных паров, °С.

Энтальпия сухих газов i c.г, кДж/кг, рассчитывается по формуле [3] c. 295:

i c.г = с с.г t с.г, (3.7)

где с с.г – теплоемкость сухих газов, кДж/(кг·К);

t с.г – температура сухих газов, °С.

Энтальпия водяных паров i п, кДж/кг, рассчитывается по формуле [3] c. 295:

i п = r 0 + с п, (3.8)

где r 0 – теплота испарения воды при температуре 0 °С, кДж/кг;

с п – средняя теплоемкость водяных паров.

η = 0,95 – по данным приведенным в [3] с. 295; с т = 2,224 кДж/(кг·К) – по данным приведенным в [5] с. 155; с п = 1,97 кДж/(кг·К) – по данным приведенным в [3]с. 295; r 0 = 2500 кДж/кг – по данным приведенным в [3] с. 295; t с.г = 720 °С – по заданию; t п = t с.г = t см = 720°С – по данным приведенным в [3] с. 295; с с.г. = 1,136 кДж/(кг·К) по данным [6] с. 163.

Пересчитаем компоненты топлива, при сгорании которых образуется вода, из объемных долей в массовые:

CH4 = 0,989 · 16 · 273/ [22,4 · 0,753(273 + 20)] = 0,9795;

С2Н6 = 0,0012 · 30 · 273/ [22,4· 0,753(273 + 20)] = 0,002228;

С3Н8 = 0,0001 · 44 · 273/ [22,4 · 0,753(273 + 20)] = 0,0002724;

С4Н10 = 0,0001 · 58 · 273/ [22,4 · 0,753(273 + 20)] = 0,0003585.

Параметры воздуха (г. Киев) при зимних и летних условиях (таблица 3.2) найдем из [4] с. 538 и по диаграмме Рамзина, приведенной на рисунке 3.1. Расчет всех параметров произведем для зимних условий.

 

Таблица 3.2 – Параметры воздуха

Зима Лето
t 0, °С φ 0, % x 0, кг/кг сух. возд. I 0, кДж/ кг сух. возд. t 0, °С φ 0, % x 0, кг/кг сух. возд. I 0, кДж/ кг сух. возд.
-6,0   0,0020 -4,0 19,3   0,0090 41,0

 

Количество влаги, выделяющейся при сгорании 1 кг топлива при зимних условиях, равно:

Коэффициент избытка воздуха α находим из совместного решения уравнений материального и теплового балансов по [3] формулы (9.4) и (9.5):

Общая удельная масса сухих газов G c, кг/кг, получаемых при сжигании 1 кг топлива и разбавлении топочных газов воздухом до температуры смеси 720°С, определяется по [3] формула (9.7):

G c = 1 + 2,998 · 17,079 – 2,209 = 49,994 кг/кг.

Удельная масса водяных паров в газовой смеси G п, кг/кг при сжигании 1 кг топлива рассчитывается по [3] формула (9.8):

G п = 2,209 + 2,998 · 0,0020 · 17,079 = 2,311 кг/кг.

 

Рисунок 3.1 – I –х диаграмма состояния влажного воздуха

(диаграмма Рамзина)

 

Влагосодержание газов на входе в сушилку (x 1 = x см) на 1 кг сухого воздуха находиться по [3] с. 295:

x 1 = G п / G с.г, (3.11)

x 1 = 2,311/49,994 = 0,04627 кг/кг сух. газа.

Энтальпия газов на входе в сушилку при температуре t = 720°С и x 1 = 0,04627 кг/кг сух. газа равна I1 = 225 ккал/кг сух. газа = 942,75 кДж/кг сух. газа (по диаграмме Рамзина, изображенной на рисунке 3.1). Коэффициент избытка воздуха велик, физические свойства газовой смеси, практически не отличаются физических свойств воздуха. Это дает возможность использовать в расчетах диаграмму состояния влажного воздуха I –х.

Материальный баланс сушилки

Расход испаряемой влаги в барабане W, кг/ч, находится по [7] с. 8:

где G 1– производительность сушилки по влажному материалу, кг/ч;

ω 1 – начальная влажность материала, % масс.;

ω 2 – конечная влажность материала, % масс.

G 1= 11000 кг/ч; ω 1 = 12,5 % масс.; ω 2 = 6,5 % масс. – по заданию.

Производительность сушилки по высушенному материалу G 2, кг/ч, находится по [7] с. 8:



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-04-06; просмотров: 1145; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.210.151.5 (0.011 с.)