Расчет газового и теплового баланса для конверсии метана
Автор: Анастасия Дудко • Май 20, 2024 • Контрольная работа • 1,246 Слов (5 Страниц) • 44 Просмотры
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова»
Институт биотехнологии, пищевой и химической инженерии
Кафедра «Химическая технология»
Курсовой проект защищен с оценкой___________
М.П. Чернов
(подпись руководителя проекта) (инициалы, фамилия)
«___»______________ 2024 г.
Расчетное задание
Расчет газового и теплового баланса для конверсии метана
тема расчетного задания
РЗ 18.03.01.09.000 ОТ
обозначение документа
Студент группы ХТ-01 .
(инициалы, фамилиия)
Преподаватель доцент, к.х.н. М.П Чернов
(должность, ученое звание) (инициалы, фамилия)
БАРНАУЛ 2024
Расчет газового и теплового баланса для конверсии метана
- Расчет газового баланса трубчатой печи
Исходные данные: природный газ имеет следующий состав (об, %):
[pic 1]
Отношение [pic 2]
Содержание CH4 на выходе из печи – 10%
T входящий п-г вход смеси[pic 3]
T выходной п-г выход [pic 4]
T дымовых газов[pic 5]
Содержание СО и СО2 соответствует равновесному при t реакции.
Введем обозначения:
V - объем сухого конвертированного газа на выходе из печи, м3.
a - содержание СО2 вы выходящем газе,м3
б - содержание СО вы выходящем газе,м3
в - содержание Н2 вы выходящем газе,м3
г - количество водяного пара, вступившего в реакцию, м3
х - количество природного газа, сжигаемого в трубчатой печи,м3
Принцип составления баланса основан на составлении баланса по каждому элементу. Расчет ведем на 100 м3 природного газа.
Баланс по углероду
[pic 6]
[pic 7]
=[pic 8][pic 9]
104,33=[pic 10]
Баланс по водороду
[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
Баланс по кислороду
[pic 14]
[pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
V сухого газа на выходе
[pic 18]
Определим при 827 = 1100[pic 19][pic 20][pic 21]
[pic 22]
[pic 23]
[pic 24]
Определим «в» вычитая из 4 уравнения 1 уравнение
[pic 25]
[pic 26]
[pic 27]
Подставим в уравнение 2
[pic 28]
[pic 29]
[pic 30]
Вычтем из 1 уравнения уравнение 3
[pic 31]
[pic 32]
Подставляем из уравнения 7 в уравнение 8
[pic 33]
[pic 34]
В уравнение 4 подставим б и в и находим а
[pic 35]
[pic 36]
[pic 37]
[pic 38]
[pic 39]
[pic 40]
[pic 41]
Подставляем V во все формулы и определяем количество всех компонентов
[pic 42]
[pic 43]
[pic 44]
[pic 45]
Определим количество H2O на выходе из печи [pic 46]
Количество CН4 на выходе: [pic 47]
Сведём полученные данные в таблицу
Таблица 1 - Количество и состав газа после трубчатой печи
Компоненты | Влажный газ | Сухой газ | ||
м3 | % | м3 | % | |
СO2 | 37,48 | 5,87 | 37,48 | 10,88 |
СO | 32,39 | 5,07 | 32,39 | 9,40 |
H2 | 239,37 | 37,49 | 239,37 | 69,46 |
H2O | 293,85 | 46,03 | - | - |
CН4 | 34,46 | 5,40 | 34,46 | 10,00 |
N2 | 0,9 | 0,14 | 0,9 | 0,26 |
Итого: | 638,45 | 100 | 344,6 | 100 |
[pic 48]
Тепловой баланс трубчатой печи
Уравнение теплового баланса:
[pic 49]
Где - физическое тепло ПГС на входе в печь [pic 50]
– тепло, выделяющееся при сжигании x м3природного газа[pic 51]
- тепло, пришедшее с природным газом на его сжигание [pic 52]
...