Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Как видно из приведенных выше формул, при диссоциации увеличивается количество продуктов сгорания: 0,5 кмоль кислорода на
1 кмоль разложившихся С02 и Н20. Это позволяет рассчитать величи-86
Таблица 4-3
Коэффициенты диссоциации СОг (над чертой) и Н20 (под чертой)
м Температура, *С
|р1 «2 я о v С efece- 1 600 1 800 2000 2 200 2 400 2 600 2 800 3 000
0,03 0,022 0,009 0,069 0,027 0,180 0,063 0,376 0,134 0,590 0,244 0,777 0,397 0,896 0,576 0,956 0,729
0,05 0,019 0,008 0,059 0,023 0,154 0,054 0,331 0,115 0,537 0,210 0,733 0,352 0,872 0,522 0,944 0,685
0,07 0,017 0,007 0,052 0,020 0,139 0,048 0,303 0,103 0,502 0,191 0,702 0,321 0,852 0,487. 0,935 0,651
0,08 0,016 0,006 0,050 0,190 0,134 0,046 0,292 0,099 0,488 0,184 0,689 0,310 0,844 0,473 0,931 0,638
0,09 0,016 0,006 0,048 0,018 0,129 0,045 0,283 0,096 0,476 0,177 0,678 0,301 0,837 0,461 0,927 0,626
0,1 0,015 0,006 0,046 0,018 0,125 0,043 0,275 0,093 0,465 0,172 0,667 0,292 0,830 0,450 0,923 0,616
3,12 0,015 0,006 0,044 0,017 0,118 0,040 0,261 0,088 0,446 0,163 0,649 . 0,278 0,817 0,432 0,917 0,596
0,14 0,014 0,006 0,042 0,016 0,112 0,038 0,250 0,084 0,431 0,156 0,634 0,267 0,806 0,416 0,911 0,580
0,16 0,014 0,005 0.040 0,015 0,108 0,036 0,241 0,080 0,418 0,150 0,620 0,257 0,796 0,404 0,906 0,566
0,18 0,013 0,005 0,038 0,015 0,104 0,035 0,233 0,077 0,406 0,144 0,608 0,248 0,787 0,393 0,901 0,554
0,2 0,013 0,005 0,037 0,014 0,100 0,034 0,226 0,074 0,396 0,139 0,597 0,241 0,779 0,383 0,896 0,543
0,25 0,012 0,005 0,035 0,013 0,094 0,032 0,212 0,069 0,375 0,130 0,574 0,226 0,762 0,362 0,885 0,519
0,3 0,011 0,005 0,033 0,013 0,088 0,030 0,201 0,065 0,358 0,122 0,555 0,215 0,745 0,346 0,876 0,500
0,5 0,009 0,004 0,028 0,011 0,074 0,025 0,173 0,054 0,314 0,104 0,501 0,185 0,699 0,302 0,847 0,447
1,0 0,007 0,003 0,022 0,008 0,060 0,020 0,140 0,044 0,260 0,084 0,430 0,150 0,630 0,250 0,800 0,380
87
ну, на которую увеличивается первоначальное количество продуктов-сгорания:
°дисс == 0,5 (SCOiCOj -f- Sj^qHjO), (4-41)
где первое слагаемое — количество появившегося в результате диссоциации СО, а второе — количество появившегося Нг- Коэффициент перед скобками переводит эту сумму в количество свободного кислорода. Сумма количеств СОг+СО и Н2О + Н2 после диссоциации равна первоначальной сумме С0г+Н20.
Диссоциация — эндотермический процесс. Это следует учитывать-в тепловом балансе топочного пространства с помощью формул (4-36) и (4-37).
Диссоциация вызывает потерю тепла от химического недожога только в рабочей камере печи; горючие газы при дальнейшем их движении догорают, и их тепло может быть использовано. Так, например*, газы, покидающие плавильное пространство мартеновской печи, догорают в шлаковиках и регенераторах, и в целом для печи потеря от диссоциации почти не имеет места.
Теоретическая температура горения. Явление диссоциации связано с понижением температуры горения, обусловленным отрицательным тепловым эффектом соответствующих реакций. В связ» с этим наряду с калориметрической температурой горения в расчетах пользуются понятием теоретической температуры горения, под которой имеется в виду температура, до которой нагрелись бы образующиеся газы при горении топлива, сопровождающемся диссоциацией, если бы. все тепло, введенное в топку, пошло на нагрев этих газов. Из эт<?го определения видно, что она меньше калориметрической температуры горения и может быть определена из следующего уравнения теплового баланса:
=<? (-°mBce-+Jxib-\=v^ (4-42>
QI
здесь <7дисс — потери от химического недожога из-за диссоциации газов, %; /„ и /т — энтальпии воздуха и топлива; г\' — коэффициент тепловыделения, определяемый по формуле
ч'= |-Тм"~’+^1-
Отсюда имеем:
QV
'*=? • "с- «¦«>
Расчет неполного горения газообразного топлива при коэфф ициенте расхода воздуха а<1. Состав продуктоа неполного горения при заданном коэффициенте расхода воздуха а зависит не только от природы газообразного топлива, но также и от организации горения и от смесеобразования. В первом случае сжигают часть газа при помощи вспомогательных горелок с последующим смешением газа с раскаленными продуктами сгорания. При этом имеют место термическое разложение углеводородов и другие реакции. Так, например,, устраивают самокарбюрацию природного газа. Таким же образом идет процесс горения при подаче газа и воздуха раздельными струями. Во-втором случае сжигают газ, тщательно перемешанный р воздухом (чаще всего подогретым) в особых горелках. Угловодороды имеют особенность присоединять к себе в процессе крекинга кислород воздуха в форме газообразных соединений — окиси углерода; в этом случае получается мало сажистого углерода. Таким образом сжигают природный газ в печах с безокислительной атмоеферей.
88
Реформация газа с выделением сажистого углерода. При расчете неполного горения газа принимается, что за счет кислорода воздуха, подаваемого к горелкам, полностью сгорает часть газа, пропорциональная величине коэффициента расхода воздуха а. Несгоревшие углеводороды подвергаются термическому разложению с выделением сажистого ¦(дисперсного) углерода по реакциям
