Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Материальный баланс трубчатой печи



Состав природного газа:

СН4-90,90%; С2Н6-4,5% С3Н8-1,5% С4Н10-0,1% С5H12-0,3% N2-2,5%

СО2-0,2%

Сводная таблица составов природного и продувочного газов подоваемых на смешение

Вещество Природный газ, нм3/ч; Продувочный газ, нм3/ч; Технологический газ, нм3/ч; Об.%
СН4 30542,4   31476,4 77,15
С2Н6   -   3,71
С3Н8   -   1,24
С4Н10 33,6 - 33,6 0,08
С5H12 100,8 - 100,8 0,25
N2       5,63
Ar -     0,934
H2 -     10,85
СО2 67,2 - 67,2 0,165
Всего        

Исходные данные:

нагрузка по сухому газу 40800 нм3/ч;

состав сухого газа (об. %): СН4 90,90;

С2Н6 4,5;

С3Н8 1,5;

С4Н10 0,1;

С5H12 0,3

N2 2,5;

отношение пар:газ 3,3;

давление 4 МПа;

температура газа на входе 515 °С;

температура газа на выходе 860 °С;

концентрация метана на выходе 8,9 об.%

Расчет равновесия ведем для следующих реакций:

СН4 + Н2О = СО + 3Н2

СО + Н2О = СО2 + Н2

Принимаем, что все высшие гомологи метана конвертируются до СН4. Реакция конверсии монооксида углерода идет до равновесия.

Уравнения нормального сродства:

Кр =5,2МПа2

Рассчитаем константу равновесия реакции конверсии оксида углерода:

Кр2 = 0,86

Расчет материального баланса ведем на 1000 нм3 сухого газа.

Введем обозначения неизвестных компонентов:

Х1 – количество CO на выходе, кмоль;

Х2 – количество СО2 на выходе, кмоль;

Х3 – количество водорода на выходе, кмоль;

Х4 – количество прореагировавшей воды, кмоль;

Х5 – количество CH4, кмоль.

С учетом принятых обозначений составляем балансовые уравнения по элементам, входящим в состав реагирующих веществ, общий баланс и условие равновесия:

условие равновесия по первому маршруту

условие равновесия по второму маршруту

0,5-ст. прибижение к равновесию (при 0,5 лучшее соответствие с промышленной кончентрацией метана на выходе ≈10%)

b=X1+X2+X3+X4+X5+nN2+nAr

баланс по углероду

 

баланс по водороду

баланс по кислороду

Решая систему уравнений, получаем

Х1 = 14,27 кмоль/т.нм3;

Х2 = 13,38 кмоль/т.нм3;

Х3 = 97,56 кмоль/т.нм3;

Х4 = 106,43кмоль/т.нм3;

Х5 = 12,54 кмоль/т.нм3.

Результаты расчета сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Материальный баланс трубчатой печи на 1000 нм3 сухого газа

Компо- Приход Расход
нент кмоль кг % кмоль кг %
Сухой газ, в т.ч. СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5H12 N2 H2 СО СО2 Ar   34,44 1,656 0,554 0,036 0,112 2,513 4,843 - 0,074 0,417   551,04 49,68 24,38 2,09 8,06 70,36 9,69 - 3,55 16,67   77,15 3,71 1,24 0,08 0,25 5,63 10,85 - 0,17 0,93   12,54 - - - - 2,51 97,56 14,26 13,38 0,42   200,69 - - - - 70,36 195,12 399,42 588,90 16,67   8,9 - - - - 1,78 69,35 10,14 9,51 0,3
Водяной пар 147,31 2651,58   106,43 1915,72  
Итого 191,95 3386,83   247,1 3386,83  

Расчет материального баланса горения

Таблица 3.2

Сводная таблица материального баланса горения на 1000нм3 природного газа

ПРИХОД РАСХОД  
вещество кмоль кг вещество кмоль Кг  
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 CO2 N2 40,58 2,01 0,67 0,05 0,13 0,09 1,12 649,28 60,3 29,48 2,9 9,36 3,96 31,36 CO2 N2 O2 H2O 50,93 418,47 14,48 100,89 2240,92 11717,86 260,64 1816,02  
ВСЕГО 584,7 16034,74  
   
Воздух в т.ч. O2 N2 H2O   100,89 417,35 9,99   3237,44 11685,8 17,982    
ВСЕГО 534,7 16089,7    

no2=2nCH4+3,5nC2H6+5nC3H8+6,5nC4H10+8nC5H12+no2дг

где: ni-концентрация i-го компонента.

no2=2*40,58+3,5*2,01+5*0,67+6,5*0,05+8*0,13+ no2дг=92,91 +no2дг

аналогично считаем и другие компаненты системы.





Дата публикования: 2014-12-08; Прочитано: 1007 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.009 с)...