Введение (стр. 4 из 4)
Исходные данные по 2 компоненту – кислород
- массовый расход кислорода Gн = 6545 кг/час;
- температура входа в печь Т1м = 20 °С;
- температура выхода из печи Т2м = 700 °С;
- давление на выходе из змеевика печи pвн = 0,11МПа.
Сжигаемое топливо газ с газоперерабатывающего завода:
- плотность при 20 °С
= 0,760 кг/м3;- компонентный состав газа табл. 20.
Таблица 3.Компонентный состав газа.
| № п/п | Компонент | Массовая доля gi×100, (масс. %) | Мольная (объемная) доля ri | Молекулярная масса, Мi | Mi×ri |
| 1. | N2 | 0,46 | 0,0028 | 34 | 0,0952 |
| 2. | CO2 | 1,78 | 0,0083 | 44 | 0,3652 |
| 3. | CH4 | 64,97 | 0,8352 | 16 | 13,3632 |
| 4. | C2H6 | 7,06 | 0,0484 | 30 | 1,452 |
| 5. | C3H8 | 12,42 | 0,0581 | 44 | 2,5564 |
| 6. | и-C4H10 | 8,83 | 0,0313 | 58 | 1,8154 |
| 7. | н-C4H10 | 4,48 | 0,0159 | 58 | 0,9222 |
| Итого: | 100 | 1 | MГ»20,57 |
1. 1.Расчет процесса горения
Определим низшую теплоту сгорания топлива по формуле:
где СН4, С2Н4 и т.д. – содержание компонентов в топливе в объемн. %.
Определим элементный состав топлива в массовых процентах. Содержание углерода в любом i-ом компоненте топлива находим по соотношению:
где ni – число атомов углерода в данном компоненте топлива.
Содержание углерода:
Содержание водорода:
где m – число атомов водорода в данном компоненте топлива.
Содержание кислорода:
где Р – число атомов кислорода.
где К – число атомов азота.
Проверка:
Определим теоретическое количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг газа, по формуле:
Найдем действительное количество воздуха, которое требуется для сжигания 1 кг газа.
Для печей с излучающими стенками коэффициент избытка воздуха a=1,03¸1,07. Принимаем a=1,06. Тогда действительное количество воздуха:
или
где gв = 1,293 кг/м3 – плотность воздуха при нормальных условиях (0 °С и 760 мм. рт. ст.).
Определим количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива:
Суммарное количество продуктов сгорания:
Проверка:
Содержанием влаги в воздухе пренебрегаем.
Найдем объемное количество продуктов сгорания в м3 на 1 кг топлива (при нормальных условиях):
Суммарный объем продуктов сгорания:
Плотность продуктов сгорания при 0 °С и 760 мм. рт. ст.
Определим содержание продуктов сгорания при различных температура по уравнению:
где t – температура продуктов сгорания (дымовых газов), °С; с – средние массовые теплоемкости компонентов дымовых газов, определяемые из таблицы [38, стр. 491]
Найдем для примера q200:
Результаты расчетов сведены в табл. 4
Таблица 4
| t, °C | 0 | 200 | 400 | 800 | 1000 | 1400 | 2000 |
| qt, ккал/кг | 0 | 910 | 1820 | 3640 | 4550 | 6370 | 9100 |
 |
По данным этой таблицы строим график q-t (рис. 3).
КПД печи и расход топлива
КПД (коэффициент полезного действия) печи найдем по формуле:
где
- потери тепла в окружающую среду, в долях от низшей теплоты сгорания топлива; 
- потери тепла с уходящими дымовыми газами, в долях от низшей теплоты сгорания топлива.Примем, что
и что температура дымовых газов, покидающих конвекционную камеру печи, на 240 °С выше температуры t1п пара поступающего в печь: 
°СПри
°С найдем по графику q-t (см. рис. 40) потерю тепла с уходящими дымовыми газами: 
или в долях от низшей теплоты сгорания топлива:
Подставив числовые значения величин, получим, что КПД печи
Полную тепловую нагрузку печи, или теплопроизводительность газовых горелок при КПД печи равному 0,823 найдем из формулы:
Qт=Qполез/η
где
- полезное тепло печи,.Полезное тепло печи рассчитываем по формуле:
Qпол=L(hk-hn)
Qа=5454*1895=10338
Qк=6545*645=4225
Подставляя в формулу заданные и найденные величины, получим:
Qт=14563/0,788=18480
Часовой расход топлива:
В а=1030 кг/ч
В к=418 кг\ч
5. Графическая часть.
Графическая часть представлена двумя чертежами: технологическая схема и чертеж реактора формата А3
6. Выводы.
6.1. На основании литературного обзора выбран метод получения ацетилена окислительным пиролизом метана.
6.2. Обоснование выбора реакционного устройства. В качестве реактора
выбран наиболее распространенный аппарат
6.3. Составлены материальный и тепловой балансы процесса окислительного пиролиза метана в ацетилен.
7. Библиографический список.
1.Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза.-М. «Химия», 1988.
2.Эмирджанов Р.Т., Лемберанский Р.А. Основы технологических расчетов в нефтепереработке и нефтехимии. М. «Химия», 1988.
3. Адельсон С.В. Технология нефтехимического синтеза. М. «Химия», 1985.
4. Справочник нефтехимика. Л. «Химия», 1978.
5.Харламов В.В., Алипов Н.Е., Коновалов Н.И. Окислительный пиролиз метана до ацетилена.- М. «Химия», 1968.