Уголь, его сжигание и химическая переработка

АЛМАЛЫКСКИЙ  ФИЛИАЛ

ТАШКЕНТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО

ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМЕНИ И.А.КАРИМОВА

КАФЕДРА «ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Уголь, его сжигание и химическая  переработка

Примеры расчетов

      Пример 1. Сухой коксовый газ имеет состав (по объему): 56,0% Н2, 25.5% СН4, 2.5% тяжелых углеводородов (СnНm), 7,0% СО, 2,6% СО2, 0,7% О2  и 5,7% N2. Подсчитать: а) количество сухого воздуха для полного сг[pic 1]орания этого газа, если коэффициент избытка воздуха α=1,1; б) состав продуктов сгорания.

     Решение. Расчет ведем на 100 м3 или 100 кг-моль газа; при этом принимаем тяжелые углеводороды за этилен С2Н4 .

     Реакции при полном сгорании составных частей коксового газа выражаются уравнениями:

        Н2 + 0,5О2  = Н2О,     СН4 + 2О2  + 2Н2О,

        С2Н4  + 3О2 = 2СО2  +2Н2О,    СО +  0,5О2 = СО2.

Отсюда потребное количество кислорода для сгорания коксового газа составит:

        56,0 ∙0,5 + 25,5∙ 2 +2,5 ∙ 3 + 7,0 ∙0,5 – 0,7 = 89,3 м3,

или, что то же, 89,3 кг-моль кислорода на 100 кг-моль коксового газа.

     Воздух  содержит[pic 2][pic 3] =3.76 м3 азота на 1 м3 кислорода; поэтому теоретические расход сухого воздуха составит:

89,3 + 3,76∙89,3 = 425,1 м3

или при коэффициенте избытка его α = 1.1:

1,1 ∙425,1 = 467,6 м3 (467,6 ∙1,293 = 603,6 кг).

Количество продуктов сгорания составит:

СО2 – от сгорания СН4 ------------------------------------------------------------- 25,5 м3

«                      «               С2Н4-----------------------------------------------------2,5 ∙2 = 5,0 »

«                 «            СО-----------------------------------------------------------------7,0 »

С коксовым газом       -----------------------------------------------------------------2,6 »

Итого  ------------------------------------------------------------------------------------40,1 м3

Н2О – от сгорания Н2 ----------------------------------------------------------------56,0 м3

»                         СН4 ----------------------------------------------------- 25,5 ∙ 2 = 51,0 »

»                »        С2Н4--------------------------------------------------------2,5 ∙ 2 = 5,0 »

Итого -----------------------------------------------------------------------------------112,.0 м3

N2 – с воздухом ---------------------------------------------- 1,1 ∙ 3,76 ∙ 89,3 = 369,3 м3

» коксовым газом ---------------------------------------------------------------------- 5,7 »

Итого-------------------------------------------------------------------------------------375,0 м3

О2 –введено с избытком воздуха -------------------------------------0,1 ∙ 89,3 =8,9 м3

Всего ----------------------------------------------------536,.0 м3

   Таким образом, на 100 м3 сгоревшего газа получается 536,0 м3  влажных или 536,0 – 112,0 = 424,0 м3 сухих продуктов сгорания. Отсюда сухих продукты сгорания имеют состав:

                             СО2 -------------------------------------------------[pic 4][pic 5]

                              N2 -------------------------------------------------[pic 6][pic 7]

                              О2 ---------------------------------------------------  [pic 8][pic 9]

Итого -------------------------------------------------------------------- 100,0 %

Пример 2. Подсчитать, какой должен быт состав паровоздушной смеси, чтобы окиси углерода и водорода ( СО + Н2 ) в продуктах газификации было втрое больше, чем азота.