![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
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!