Определение объёмной доли газообразной смеси через низшую теплоту сгорания

Примем объёмную долю доменного газа равную x, тогда получим:

= ∙x+ (1-x)

(2)

Выразим из уравнения (2) x:

x= = =0,75, тогда

1-x=0,25

Определение процентного состава смешанного газообразного топлива

(3)

Для расчета процентного состава используем формулу (3).

17,7∙0,75+2,1∙0,25=13, 8 %;

22,2∙0,75+6,8∙0,25=18,35 %;

6,8∙0,75+59,4∙0,25=19,95 %;

53,3∙0,75+2,6∙0,25=40,655 %;

26,6∙0,25=6,65 %;

0,4∙0,25=0,1 %;

2,1∙0,25=0,525 %.

=13,8 +18,35+19,95+40,9655+6,65+0,1+0,525=100%.

ТАБЛИЧНЫЙ МЕТОД РАСЧЁТА

Таблица 3 – Расчет горения газообразного топлива (на 100 м³) (смесь коксового и доменного газа)

Участвуют в горении						Образуются при горении
Топливо			Окислитель			Продукты сгорания
состав	м3 (%)	Реакция горения	О2 м3 (%)	N2 м3 (%)	∑ м3 (%)	СО2 м3 (%)	Н2О м3 (%)	N2 м3 (%)	О2 м3 (%)	∑ м3 (%)
СО2	13,8	-	-	-	-	13,8	-	-	-	13,8
СО	18,35	СО+0,5O2=CO2	9,175	34,515	43,69	18,35	-	34,515	-	52,865
Н2	19,95	Н2+0,5 О2= Н2О	9,975	37,525	47,5	-	19,95	37,525	-	57,475
N2	40,655	-	-	-	-	-	-	40,655	-	40,655
СН4	6,65	СН4+2О2 = СО2+2Н2О	0,2	0,75	0,95	6,65	13,3	0,75	-	20,7
O2	0,1	-	-0,1	-0,376	-0,476	-	-	-0,376	-	-0,376
C2H6	0,525	С2Н6+3,5О2 = 2СО2+3Н2О	1,8375	6,9125	8,75	1,05	1,575	6,9125	-	9,5375
n = 1 итого	100	м3	21,2875	79,33	100,6175	39,85	34,825	120,3575	-	195,03
		%	21	79	100	22,446	7,972	69,582	-	100
n=1,1		м3	23,426	88,126	111,532	39,85	34,825	128,33	2,1385	205,1435
	100	%	21	79	100	21,264	7,5525	70,078	1,1055	100

 

АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЁТА

Расчет теоретического и действительного объёма воздуха, для осуществления реакции горения

Для определения объема кислорода, необходимого для полного окисления горючих компонентов газообразного топлива, необходимо записать уравнения термохимических реакций окисления составляющих топлива для 1 кмоля горючего:

СО+0,5O₂=CO₂;

Н₂+0,5 О₂= Н₂О;

СН₄+2О₂ = СО₂+2Н₂О;

С₂Н₆+3,5О₂ = 2СО₂+3Н₂О.

Объём газообразного топлива равен 100 м³, получим:

 =0,5∙18,35 =9,175 м³;

 =0,5∙19,95 =9,975 м³;

 =2∙6,65 =13,3 м³;

 =3,5∙0,525=1,8375 м³.

Поскольку объём всех газов, находящихся при нормальных условиях, по следованию закона Авагадро есть величина постоянная =22,4 м³/кмоль, то такое же соотношение сохраняется и для м³.

Т.к. в качестве окислителя использовался воздух, который содержит 21% O₂ и 79% N₂ (по объёму), то для определения объёма N₂, нужно объём кислорода домножить на соответствующее отношение .

= 9,175 ∙ =34,51 м³;

=9,975∙ =37,525 м³;

=13,3 ∙ =50,03 м³;

=1,8375∙ =6,91 м³.

Для определения теоретического количества воздуха необходимого для горения 1 м³ топлива, используем следующую формулу:

= 0,01[0,5СО + 0,5Н2 + 2СН4 + 3,5С2Н6 - O2 ] м3 O2/ м3 топлива

(4)

 

= 0,01[9,175  +9,975 +13,3 +1,8375 -0,1] = 0,3418 м³ O₂/ м³ топлива;

Расход сухого воздуха, обеспечивающее полное сжигание газообразного топлива в теоретических условиях, т.е. при n = 1,0:

. = +  = (1+ ) , м3 сух.возд/м3 топлива.

(5)

 =(1+ ) ∙0,3418 =1,6276 м³ сух.возд/м³ топлива.

Расход сухого воздуха, обеспечивающее полное сжигание газообразного топлива в действительных условиях, т.е. при n = 1,1:

= 0,01[n∙(0,5СО + 0,5Н₂ + 2СН₄ + 3,5С₂Н₆) - O₂ ] м³ O₂/ м³ газа        

= 0,01[1,1(9,175 + 9,975 +13,3 +1,8375)-0,1] = 0,3761 м³ O₂/ м³ газа;

 = +  = (1+ ) , м³ сух.возд/м³ газа.

 =(1+ ) ∙0,3761  = 1,7912 м³ сух.возд/м³ газа.