Природный, попутный нефтяной газ, промышленные газы (доменный, коксовый, генераторный и т.п.) представляют собой смеси газов. Состав газов выражается обычно в объемных процентах (jобъемн, %).
Алгоритм расчета в данном случае следующий: для каждого горючего компонента вычисляется теоретическое количество воздуха с учетом его концентрации в смеси, и полученные концентрации суммируются. Формула для расчета теоретического объема воздуха для сгорания газовой смеси имеет следующий вид:
Vвтеор = , м3, (6)
где b1, b2, b3 – стехиометрические коэффициенты при воздухе в уравнении реакции горения для каждого горючего компонента газовой смеси;
j1, j2, j3 – концентрации каждого горючего компонента смеси (в объемных %);
j (О2) – процентное содержание кислорода в горючем газе (в объемных %);
VГГ – объем газовой смеси, м3.
Если горение протекает с избытком воздуха, то практический объем воздуха рассчитывают по уже известной формуле:
Vвпр = Vвтеор × a.
Расчет объема воздуха, необходимого для горения газовой смеси | Пример 3. Определить объем воздуха, необходимого для полного сгорания 10 м3 доменного газа следующего состава (в % объемных): оксид углерода (II) СО – 27 %, водород Н2 – 3 %, углекислый газ СО2 – 13 %, метан СН4 – 1 %, азот N2 – 56 %. Горение протекает при a = 1,3. |
1. Определяем стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции горения для каждого горючего компонента газовой смеси. Горючими газами в этой смеси являются угарный газ СО, водород Н2 и метан СН4.
|
|
СО + 0,5(О2 + 3,76N2) = СО2 + 0,5×3,76N2 b1 = 0,5
Н2 + 0,5(О2 + 3,76N2) = Н2О +0,5×3,76N2 b2 = 0,5
СН4 + 2(О2 + 3,76N2) = СО2 + 2Н2О +2×3,76N2 b3 = 2
2. По формуле (3.6) определяем теоретический объем воздуха, необходимый для горения данной газовой смеси:
Vвтеор = = 8,1 м3
3. С учетом коэффициента избытка воздуха реально на сгорание данной газовой смеси будет затрачено воздуха
Vвпр = Vвтеор × a = 8,1 × 1,3 = 10,5 м3.