Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Kmv = (Q^QaJ(VxcxX (4.168)
где XQmc — теплота диссоциации продуктов горения, образующихся при сгорании 1 м3 топлива; с, — средневзвешенная теплоемкость продуктов горения, кДж/(м3-°С), от 0 до /теор, °С.
Теоретическая температура горения, как видно из формулы (4.168), отличается от максимальной температуры только на значение теплоты диссоциации. Известно, что при высоких температурах в продуктах горения происходит диссоциация С02 и водяных паров. С02 диссоциирует с образованием СО
и 02, а водяные пары — Н2 и 02. Суммарная теплота диссоциации:
^бдис — бдисСОг + бдисН20 ~ Кх>2а@СО + ^н20^бн2’
Таблица 4.18
Значения средних теплоемкостей не разбавленных воздухом продуктов горения топлива Cj и воздуха сг для диапазона температур от 0 до txaji
Интервал температур, °С ci, кДж/(м3-°С) сг, кДж/(м3-°С)
0-200 1,382/1,423 1,298
200-400 1,423/1,465 1,298
400-700 1,465/1,507 1,339
700-1000 1,507/1,549 1,382
1000-1200 1,549/1,591 1,423
1200-1500 1,591/1,632 1,465
1500-1800 1,632/1,675 1,465
1800-2100 1,675/1,717 1,507
Примечание. В числителе — для природных, нефтепромысловых, коксовых газов и жидкого топлива, в знаменателе — генераторного и доменного газа.
141
где VC02 и VH20 — количество С02 и водяных паров в продуктах горения; а и Ъ
— степень диссоциации С02 и водяного пара (табл. 4.19 и 4.20); Qco и QH2 — низшая теплота сгорания СО и Н2.
Степень диссоциации определяется из табл. 4.19 и 4.20 по парциальному давлению компонентов в продуктах горения и температуре горения. Расчет ведется методом последовательных приближений, так как приходится задаваться теоретической температурой горения для нахождения Q( Q и Qh^.
Определим в качестве примера теоретическую температуру горения метана, т.е. природного газа. Горение метана в теоретически необходимом количестве воздуха описывается уравнением
СН4 + 202 + 7,52N2 = С02 + 2Н20 + 7,52N2.
Низшая теплота сгорания 35,83 МДж/м3, объем продуктов горения 10,52 м3/ м3. Состав продуктов горения, об. %: С02 — 9,5; Н20 — 19,0; N2 — 71,5. Задаемся температурой горения 1950 °С и определяем значение теплоты диссоциации С02 и Н20 при парциальных давлениях 8,91 и 18,6 кПа (из табл. 4.19 а = = 0,092, из табл. 4.20 b = 0,0295).
Таблица 4.19
Степень диссоциации диоксида углерода а, %
/ °г Парциальное давление диоксида углерода, кПа
г, 2,94 4,90 7,35 9,80 14,7 19,6 24,5 29,4 39,2 49,0 58,8 68,6 78,1 88,2 98,0
1500 0,6 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
1600 2,2 1,9 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 1,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7
1700 4,1 3,5 3,0 2,8 2,4 2,2 2,0 1,9 1,8 1,6 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2
1800 6,9 5,9 5,1 4,6 4,1 3,7 3,5 3,3 3,0 2,8 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2
1900 11,1 9,5 8,3 7,6 6,6 6Д 5,6 5,3 4,9 4,5 4,3 4,1 3,9 3,7 3,6
2000 18,0 15,4 13,7 12,5 11,0 10,0 9,4 8,8 8,0 7,4 7,1 6,8 6,5 6,2 6,0
2100 25,9 22,4 20,0 18,3 16,3 14,9 13,9 13,1 12,0 11,2 10,5 10,1 9,7 9,3 9,0
2200 37,6 33,1 29,7 27,5 24,6 22,6 21,2 20,1 18,5 17,3 16,4 15,6 15,0 14,5 14,0
2300 47,6 42,5 38,6 35,9 32,4 30,0 28,2 26,9 24,8 23,2 22,1 21,1 20,3 19,6 19,0
2400 59,0 53,7 49,5 46,5 42,5 39,6 37,5 35,8 33,3 31,4 29,9 28,7 27,7 26,8 26,0
2500 69,1 64,1 59,9 56,9 52,7 49,7 47,3 45,4 42,6 44,0 38,7 37,2 36,0 34,9 34,0
2600 77,7 73,3 69,6 66,7 62,7 59,7 57,4 55,5 52,4 50,1 48,2 46,6 45,3 44,1 43,0
2700 84,4 81,1 78,1 75,7 72,6 69,4 67,3 65,5 62,6 60,3 58,4 56,8 55,4 54,1 53,0
2800 89,6 87,2 84,8 83,0 80,1 77,9 76,1 74,5 71,9 69,9 68,1 66,6 65,3 64,1 63,0
2900 93,2 91,4 89,7 88,3 86,2 84,5 83,0 81,8 79,7 78,0 76,5 75,2 74,0 73,0 72,0
3000 95,6 94,4 93,3 92,3 90,8 89,6 88,5 87,6 86,0 84,7 83,6 82,5 81,7 80,8 80,0
142
Таблица 4.20
Степень диссоциации водяного пара Ь, %
Парциальное да вление водяного пара, кПа
t,°C 2,94 4,90 7,35 9,80 14,7 19,6 24,5 29,4 39,2 49,0 58,8 68,6 78,1 88,2 98,0
1600 0,9 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,35 0,3 0,3 0,3 0,3
1700 1,6 1,4 1,2 1,1 0,9 0,8 0,8 0,7 0,7 0,6 0,60 0,6 0,5 0,5 0,5
1800 2,7 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,3 1,2 1,2 1,0 1,00 1,0 0,9 0,9 0,8
1900 4,4 3,8 3,3 3,0 2,6 2,4 2,2 2,1 1,9 1,7 1,63 1,6 1,5 1,4 1,4
2000 6,3 5,4 4,7 4,3 3,7 3,4 3,2 3,0 2,6 2,5 2,40 2,3 2,2 2,1 2,0
2100 9,4 8,0 7,0 6,4 5,6 5,1 4,8 4,6 4,1 3,7 3,55 3,4 3,2 3,1 3,0
2200 13,4 11,5 10,0 9,3 8,2 7,4 6,9 6,5 5,9 5,4 5,10 4,9 4,7 4,6 4,4
2300 17,5 15,4 14,0 12,9 11,3 10,4 9,6 9,1 8,4 7,7 7,30 6,9 6,7 6,4 6,2
2400 24,4 21,0 18,7 17,2 15,3 13,9 13,0 12,2 11,2 10,4 9,90 9,4 9,0 8,7 8,4
2500 30,9 26,8 24,0 28,1 19,7 18,0 16,8 15,9 14,6 13,7 12,9 12,3 11,7 11,3 11,0
2600 39,7 35,1 31,5 29,2 26,2 24,1 22,6 21,5 19,7 18,6 17,5 16,7 16,0 15,5 15,0
2700 47,3 42,6 38,5 35,9 32,4 29,9 28,2 26,8 24,8 23,3 22,1 21,1 20,3 19,6 19,0
2800 57,6 52,2 48,0 45,0 41,0 38,3 36,2 34,6 32,2 30,2 28,8 27,6 26,6 25,8 25,0
2900 65,6 60,5 56,2 53,2 48,8 46,0 43,7 41,9 39,2 37,1 35,4 34,1 32,9 31,9 31,0
3000 79,2 68,5 64,5 61,6 57,3 54,3 51,9 50,0 47,0 44,7 42,9 41,4 40,1 39,0 38,0
Теплота диссоциации бдисСо2 = 1-0,092-12,687 МДж/м3; QmM 0 = 2-0,0295х х 10,803 = 0,636 МДж/м3. ДИС 2
