驰放气计算.doc

驰放气代替焦炉煤气的计算1、焦炉煤气和驰放气的主要成分：组成H2COCO2CH4N2CmHnO2焦炉煤气59.56.02.425.54.02.20.4甲醇弛放气752.02.34.313.6-两种煤气完全燃烧时，其低热为：Q低=（12730CO+10840H2+35840CH4+71170 CmHn）/100，KJ/m3式中CO，H2，CH4，CmHn为煤气中相应成分的体积，%CO12730；H210840；CH435840；CmHn71170，KJ/m3则计算出：焦炉煤气的Q低为17918.5 KJ/m3；甲醇驰放气的Q低为9922.1 KJ/m32、炼焦耗热量的计算：（1）湿煤耗热量：（以目前3#炉的生产情况计算）q湿= V0Q低/ Q湿，kJ(kg湿煤) V0标准状态下加热煤气的耗量，m3h； Q湿焦炉的湿煤的平均装入量，kg/h； Q低加热用煤气的低发热值，kJm3。纯焦炉煤气燃烧时，V0=9800 m3h； Q湿=17.96519=67.29 t/h；Q低=17918.5 KJ/m3；则：q湿=980017918.567.291000=2609.62 kJ(kg湿煤)（2）.相当耗热量 为统一基准，便于比较，提出了相当耗热量这一概念。它是在湿煤炼焦时，以lkg干煤为基准时，需供给焦炉的热量(包括水分加热和蒸发所需热量)，以q相来表示。 q相= V0Q低/ Q干= q湿（1-Wp），kJkg当驰放气流量为3500 m3h，焦炉煤气流量为8000 m3h，配合煤水分9%时，q相= q湿（1-Wp）=2609.62（1-0.09）=2867.03 kJkg.。3、驰放气加入不同量的计算：驰放气的加入量为10%时：Q低=9922.10.1+17918.50.9=17019.64 KJ/m3全炉所需的回炉煤气量：V0=10315.6 m3/h则驰放气的用量：1031.56 m3/h；焦炉煤气的用量：9284.04 m3/h驰放气的加入量为15%时：Q低=9922.10.15+17918.50.85=16495.79 KJ/m3全炉所需的回炉煤气量：V0=10643.19 m3/h则驰放气的用量：1596.47 m3/h；焦炉煤气的用量：9046.71 m3/h同理可以计算出驰放气的加入量为20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%时的驰放气的用量与焦炉煤气的用量。如下表：驰放气体积（%）混合煤气热值（KJ/m3）回炉煤气流量（m3/h）驰放气用量（m3/h）焦炉煤气用量（m3/h）1017019.6410315.61031.569284.041516495.7910643.191596.479046.712015922.3411026.52205.38821.22515299.2711475.562868.898606.673014626.612003.336018402.33513904.312626.874419.48207.474013132.413369.065347.628021.444512310.8914261.26417.57843.75011439.7815347.07673.57673.5由以上数据可以看出：（1）驰放气的用量35%，驰放气的用量每增加5%时，焦炉煤气的用量就降低200230 m3/h.（2）驰放气的用量35%，驰放气的用量每增加5%时，焦炉煤气的用量就降低170180 m3/h。所以当驰放气的用量为4000 m3/h，占总量的35%，此时焦炉煤气的流量为8121 m3/h.从理论上可以满足焦炉加热的需求。4、不同含量驰放气的回炉煤气的燃烧计算：（1）燃烧的物料衡算：根据煤气中各可燃成分的燃烧化学反应式可以计算煤气完全燃烧需要的理论空气量和燃烧产物量，再按空气过剩系数可得实际空气量和废气组成。 100 m3纯干焦炉煤气燃烧计算表组成含量/%体积反应式理论耗氧量m3/m3煤气m3CO22.42.40O20.4-0.4CO6.0CO+0.5O2=CO20.53.06.00CH425.5CH4+2O2=CO2+2H2O25125.5051.0CmHn2.2C2H4+3O2=2CO2+2H2O35.33.523.52C6H6+7.5O2=6CO2+3H2O7.53.32.641.32H259.5H2+0.5O2+=H2O0.529.859.5N24.04.0H2O2.35煤气燃烧所需理论氧量和燃烧产物量91.9340.06117.694.0实际空气量和带入的水气、氧、氮L实（干）=L理=O理1.2591.93=547.3547.30.02350.6=7.72547.30.79=432.37547.30.21-91.93=23.0废气中各成分量，m340.06125.41436.3723.0624.84废气组成，%，体积6.4120.0669.853.68100.0注：CmHn以80%C2H4和20%C6H6计算，饱和煤气温度为50，入炉空气温度为20，相对湿度0.6，空气系数为1.25，下同下表为含40%驰放气的100 m3干煤气燃烧计算表 100 m3含40%驰放气煤气燃烧计算表组成含量/%体积反应式理论耗氧量m3/m3煤气m3CO22.362.36O20.24-0.24CO4.4CO+0.5O2=CO20.52.24.4CH417.02CH4+2O2=CO2+2H2O234.0417.0234.04CmHn1.32C2H4+3O2=2CO2+2H2O33.172.112.11C6H6+7.5O2=6CO2+3H2O7.51.981.580.79H265.7H2+0.5O2+=H2O0.532.965.7N27.847.84H2O02.35煤气燃烧所需理论氧量和燃烧产物量74.0527.47104.997.84实际空气量和带入的水气、氧、氮L实（干）=L理=O理1.2574.05=440.77440.770.02350.6=6.21440.770.79=348.21440.770.21-74.05=18.51废气中各成分量，m327.47111.2356.0518.51513.23废气组成，%，体积5.3521.6769.373.61100.0（2）.燃烧的热衡算按1 m3煤气燃烧时的热衡算计算实际燃烧温度。入方：（1）煤气的化学热，即热值Q低，KJ/m3（2）.煤气的物理热Qg=cg*tg，KJ/m3cgtg时煤气的比热容，KJ/(m3*）；tg进入燃烧室的煤气温度。（3）空气的物理热Qa=L实*ca*ta，KJ/m3Cata时空气的比热容，KJ/(m3*）；ta进入燃烧室的空气温度。L实1m3煤气燃烧实际消耗的空气量。出方：（1） 废气的物理热Qp=Vcp*tp，KJ/m3V1m3煤气燃烧后产生的废气体积，m3cptp时煤气的比热容，利用加和法可计算得出，KJ/(m3*）；Tp离开燃烧室的废气温度，即实际燃烧温度，。各比热容可根据相关比热容表查得。（2） 废气传给周围介质的热量。包括通过炉墙传给炭化室煤料的热量Q效和通过炉墙向周围空间的散热Q散。（3） 废气中不完全燃烧存在CO等可燃成分的热损失Q可燃由热衡算得：Q低+Qg+ Qa= Qp+Q效+Q散+Q可燃即实际燃烧温度t实= tp=由于燃烧温度不仅与燃料的性质有关，还与进空气温度、燃烧条件、炉体结构、入炉煤性质等因素有关，因此很难从理论上精确计算。假设煤气完全燃烧，即Q可燃=0；废气不向周围介质传热，即Q效=0，Q散=0，这种情况下的燃烧热值称之为理论燃烧温度t理，t理=理论燃烧温度一般比实际燃烧温度高450700，对同一座焦炉，炉体结构、材质、空气进入等方面的差异不是很大，不同情况下理论温度与实际温度的差值相差不大。因此，计算不同加热情况下的理论温度也具有可比性。按照上面公式，假设理论温度在1600以上，加和法算得纯焦炉煤气燃烧后的废气cp=1.592，代入公式得：t理=若煤气组成不同，=1.25时，1 m3煤气所需的入炉空气量不同；相应的调整入炉空气量，所得的理论燃烧温度几乎一致。甲醇驰放气掺入量为4000m3/h，即掺入量为35%时. =1.25时的燃烧的热量计算。表4 35%驰放气时燃烧计算表组成含量/%体积反应式理论耗氧量m3/m3煤气m3CO22.372.37O20.26-0.26CO1.6CO+0.5O2=CO20.50.81.6CH418.08CH4+2O2=CO2+2H2O236.1621.2636.16CmHn1.43C2H4+3O2=2CO2+2H2O33.432.282.28C6H6+7.5O2=6CO2+3H2O7.52.141.830.92H264.93H2+0.5O2+=H2O0.532.464.93N27.367.36H2O02.35煤气燃烧所需理论氧量和燃烧产物量74.6729.34104.297.36实际空气量和带入的水气、氧、氮L实（干）=L理=O理444.46444.460.02350.6=6.26444.460.79=351.12444.460.21-74.67=18.67废气中各成分量，m329.34110.55358.4818.67517.04废气组成，%，体积5.6721.3869.333.62100