книги из ГПНТБ / Болдырев Ю.Н. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов целлюлозно-бумажного, лесохимического и гидролизного производств учеб. пособие для целлюлоз.-бумаж. техникумов
.pdfПример |
6. На выпаривание поступает 12,8 т/ч черного |
щелока |
|||||
начальной |
концентрации |
а 1 |
= 22%, концентрация |
упаренного ще |
|||
лока Й2 = |
60%. |
Температура |
поступающего щелока |
65°С. Давление |
|||
греющего |
пара |
2,5 кгс/см2. |
Давление в аппарате 0,8 кгс/см2. |
Опре |
|||
делить расход пара на выпаривание щелока, если потери тепла
составляют 3% |
от расхода тепла на нагрев |
и испарение щелока. |
||||||||||||||||
Р е ш е н и е . |
1. Количество выпаренной воды равно: |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
117=12,8 ( l - - j j j L ) = |
8,l5 |
г/ч. |
|
|
|
|
|
||||||||
2. Удельная |
теплоемкость |
щелока |
при начальной |
концентрации |
||||||||||||||
аі = 22% по рис. 6 |
приложения |
составит |
й = 0,88 |
ккал/кг-град |
= |
|||||||||||||
= 3,69 |
кдж/кг • град. |
Температура |
кипения |
щелока |
при давлении |
|||||||||||||
0,8 кгс/см2 |
составит |
2^ = 96° |
[6]. Находим |
теплоту |
парообразования |
|||||||||||||
насыщенного пара при данном |
давлении г = 2278 кдж/кг |
[33]. |
|
|||||||||||||||
3. Количество тепла, затраченное на нагрев щелока до темпе |
||||||||||||||||||
ратуры |
кипения и |
испарение |
|
влаги, |
определим |
|
по |
уравнению |
||||||||||
(9-16): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q = 12,8 • 103 • 3,69(96 — 65) +8,15 • 103 • 2278 = |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
= 20 012 ООО кдж/ч = 5560 |
кдж/сек. |
|
|
|
|
|
|||||||||
4. Теплота |
парообразования |
греющего |
пара |
|
при |
давлении |
||||||||||||
2,5 кгс/см2 |
составит |
г п = 2 2 2 7 |
кдж/кг |
[33]. Расход |
греющего |
пара |
||||||||||||
с учетом тепловых потерь равен: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
D=±m= |
|
1,03-5560 = 2 |
> 5 |
7 |
к г 1 с е К |
т |
|
|
|
|
|||||
О т в е т : |
2,57 |
кг/сск. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 7. Определить поверхность нагрева однокорпусной вы |
||||||||||||||||||
парной установки для выпаривания 2000 кг/ч раствора |
хлористого |
|||||||||||||||||
цинка от начальной |
концентрации 20% до, конечной |
40%. Раствор |
||||||||||||||||
поступает на выпаривание при температуре кипения, равной |
108° С. |
|||||||||||||||||
Давление |
греющего |
пара |
2,5 кгс/см2 |
|
(2,45105 н/м2). |
Коэффициент |
||||||||||||
теплопередачи установки |
1000 вт/м2 |
• град. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Р е ш е н и е |
1. Количество испаренной влаги: |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
U 7 = 2 0 0 0 ( l — з р ) = 1 0 0 0 |
кг/ч. |
|
|
|
|
|
|||||||||
2. Теплота парообразования для воды |
при температуре |
108° С |
||||||||||||||||
г=2235 |
кдж/кг |
[33]. Количество тепла |
на выпаривание равно |
|
||||||||||||||
|
Q = U7r= 1000 -2235=2 235 000 кдж/ч = 620 |
кдж/сек. |
|
|
||||||||||||||
3. Температура |
греющего |
пара |
|
при |
давлении |
р = 2 , 5 |
кгс/см2 |
|||||||||||
(2,45-105 н/м2) |
^п = 126,3°С |
[33]. Поверхность нагрева находим |
из |
|||||||||||||||
уравнения |
теплопередачи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
р . - |
|
Q |
- |
|
|
620-103 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
k (tn — t) |
|
1000(126,3— 108) |
|
|
|
|
|
|
|||||||
О т в е т : |
33,9 м-. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пример 8. Рассчитать 4-корпусную выпарную установку для выпаривания 100 000 кг/ч щелока от начальной концентрации 14% до 50% (рис. 9-3). Щелок перед поступлением на выпарку нагре вается в теплообменнике до температуры кипения. Давление в ба-
Вода
r f f l n
ШIV
D
G-W,
Рис. 9-3 (к примеру 8)
рометрическом конденсаторе составляет 0,2 кгс/см"1 (0,196• 105 н/м2). Греющий пар подается при давлении 3 кгс/см2 (2,94-105 н/м2).
Р е ш е н и е . 1. Количество выпаренной влаги равно:
W==10000o(l — ^ - ) = 7 2 0 0 0 кг/ч.
2. Задаемся распределением испаряемой влаги по корпусам сої: Ш 2 : соз: &)4 = 1,0 : 1,07 : 1,15 : 1,25.
3. Количество испаряемой |
влаги в каждом корпусе |
равно: |
|||
|
72 000 • 1,0 |
|
= 16 100 |
кг/ч=А,А7 |
кг/сек; |
|
1,0+ 1,07+1,15 + |
1,25 |
|||
|
|
|
|
||
1^2 = |
16 100 • 1,07 = 17 250 кг/ч = 4,8 |
кг/сек; |
|
||
W3 = |
16 100 • 1,15 = 18 550 кг/ч=5,23 |
кг/сек; |
|
||
Wi= |
16 100 • 1,25 = 20 100 кг/ч=5,59 |
кг/сек; |
|
||
W= |
16 100+17 250+ 18 550+20 100 = 72 000 кг/ч. |
||||
4. Конечная концентрация щелока по корпусам определяется по
уравнениям |
(9-33): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
100 000-14 |
|
_ 1 |
f i 7 0 |
, |
|
|
|
° 1 к |
i n n ПАП |
R i n n |
|
1 |
D > ' |
/о» |
|
|
|
|
|
100 000 — 16 100 |
|
|
|
|
|
||
|
|
100 000 - 14 |
|
• = 21<70; |
|
|
|||
|
|
100 000- |
16100 — 17 250 |
|
|
||||
|
|
|
100 000 • 14 |
|
|
|
|||
Л з |
к — |
100 000- |
16 100— 17 250—18 550 = 2 9 , 1 % ; |
|
|
||||
«4к- = |
|
|
100 000 • 14 |
:50»/ |
|
||||
10 000 — 16 100 — 17 250 — 18 550 — 20 100 |
0 |
||||||||
|
|
|
|
||||||
И З а к а з № -18! |
161 |
5. Среднюю концентрацию щелока по корпусам определим по уравнениям (9—34):
аср |
і = |
|
|
= 1 о,35°/0 ; |
Дер 2 |
= |
1 6 J |
2 + 2 1 |
=18,85%; |
а с р |
з = |
" |
"^)~ |
=25,05%; |
а с р |
4 = |
" |
' |
= 39,6%. |
6. Повышение температуры кипения щелока в зависимости от его средней концентрации при атмосферном давлении равно [6]:
Д; = 1,3°С; Д 2 = 1 , 6 ° С ; Д^ = 2,2°С; Д ; = 4 , 4 ° С .
7. Разность между давлением греющего пара и давлением вто ричного пара в барометрическом конденсаторе равна:
Лр=р Г р. п— ре. к = 3 кгс/см2 |
— 0,2 кгс/см2 = |
= 2,8 кгс/см2=2,75- |
105 н/м2. |
8. При распределении перепада давлений по корпусам поровну
|
Д р г = - ^ - = 2 - 7 5 4 1 0 5 =6,85 • 104 |
н/м2 =0,7 |
кгс/см2. |
|
Тогда абсолютные давления по корпусам |
будут: |
|
|
|
р 4 = 1 , 9 6 - 104 н/.«2 = 0,2 кгс/см2 (задано); |
|
кгс/см2; |
||
р 3 |
= р4+Арг = 1,96-104 + 6,85-104 = 8,81 • 104 н/лі2 =0,9 |
|||
р 2 |
= р 3 +Дрг - = 8,81 • 10* 4-6,85 • 10*= 15,66 • 104 н/м2= |
1,6 |
кгс/см2; |
|
р 1 = |
р2 +Др< = 15,66 • 104 + 6,85-104 = 22,51 • 10* н / л 2 = 2 , 3 |
кгс/см2. |
||
9. Поправочные коэффициенты для давлений и величина тем пературной депрессии по уравнению (9-2) для каждого корпуса равны [42]:
,, |
Давление, |
Величина |
Температурная |
Температурная |
Корпус |
кгс/см' |
поправки / |
депрессия |
депрессия при р ; , ° С |
|
|
|
при 1 кгс/см', С |
' |
I |
2,3 |
1,17 |
1,3 |
1,5 |
II |
1,6 |
1,08 |
1,6 |
1,7 |
I I I |
0,9 |
0,97 |
2,2 |
2,1 |
IV |
0,2 |
0,76 |
4,4 |
3,3 |
По |
четырем |
корпусам |
сумма температурной депрессии |
равна: |
|
Ат |
= m m i = 1,52 +1,73 + 2,13 + 3,34 = 8,72° С. |
|
|
10. |
Принимаем движение раствора по трубке в виде |
пленки. |
||
В этом |
случае |
величина |
гидростатической депрессии мала и ею |
|
можно пренебречь. Температурные потери, возникающие при дви жении вторичного пара по паропроводам, примем равными между корпусами 1°С и их сумма 2 Д С = 4 ° С .
11. Сумма всех температурных потерь для установки составит:
2 Д = Д т + Д г + Д с = 8 , 7 2 + 0 + 4 = 12,72° С.
12. В зависимости от принятого распределения давлений по кор пусам выпарной установки температура вторичного пара и теплота парообразования равны [42]:
|
Температура |
Теплота парообразования. |
Корпус |
насыщенного пара, °С |
кдж/кг |
I |
123,6 |
2197 |
II |
110,9 |
2230 |
I I I |
96,2 |
2270 |
IV |
59,7 |
2358 |
13. Температуру кипения щелока в каждом корпусе рассчиты ваем по уравнению (9-8):
Лшп = 0-г + ДТ г + Д с .
14. Температура вторичного пара равна температуре кипения чистого растворителя:
I |
корпус |
*i = |
123,6 |
-г 1,5 |
+ |
1 = |
126,1° С |
II |
корпус |
f3= |
110,9+1,7 |
+ 1 = |
113,6° С |
||
I I I |
корпус |
96,2 |
+ 2,1 |
+ |
1 = |
99,3° С |
|
IV |
корпус /4 = |
59,7 |
+ 3 , 3 |
+ |
1 = |
64,0°С. |
|
15. Полезную |
разность |
температур |
находим по уравнению |
||||
(9-Ю):
в„ол = 133 —59,7— 12,72 = 60,6° С.
Составляем тепловой баланс по корпусам без учета тепловых потерь, пользуясь уравнением (9-16).
16. Расход тепла в I корпусе (щелок подается подогретым до температуры кипения)
|
|
Q! = WVi = 4,47 • 21-97 = 9800 кет. |
|
17. В |
балансе |
тепла для I I корпуса учитываем перегрев рас |
|
твора в I корпусе |
(теплота |
самоиспарения): |
|
Q „ = 4 , 8 |
• 2 2 3 0 - |
1 0 0 0 ° з 6 о |
о 1 6 1 0 0 • 3,81 (126,1 - 113,6)=959 0 кет. |
Это количество тепла дает вторичный пар из I корпуса при конден сации в межтрубном пространстве I I корпуса.
18. Расход тепла в I I I корпусе
Q m = 5 , 2 3 • 2270 - 1 0 0 0 0 0 ~ % ~ 1 7 2 5 0 Х |
• |
• X 3,78 (113,6 - 99,3)=1 0 900 кет. |
|
П* . |
163 |
|
19. Расход тепла в IV корпусе равен: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
п |
_ г о |
г |
|
100 000— 16 100— 17 250— 18 5 5 0 . , |
|||||||||||||||
|
Qi V =5,5 9 • 2358 |
|
|
|
|
|
|
|
^оо |
|
|
|
|
|
X |
|||||
|
|
|
|
X 3,64 (96,2 - 59,7)=11 380 кет. |
|
|
|
|
||||||||||||
|
20. Теплота |
парообразования |
греющего |
пара |
|
при |
давлении |
|||||||||||||
3 кгс/см2 |
гГ р=2171 кдж/кг. |
Расход |
греющего |
пара |
для I корпуса |
|||||||||||||||
равен: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D = A - = 4 ? ? ? - = 4 , 5 2 |
/сг/сел:=16 300 |
кг/ч. |
|
|||||||||||||||
|
|
|
Лг р |
- 1 / 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Удельный расход пара |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
, |
D |
16 300 |
|
„ О |
О |
Р |
|
, |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
d===-w |
= 7 2 т ж = |
а |
2 |
2 |
6 |
|
к г І к г - |
|
|
|
|
|||||
|
21. Для коэффициентов теплопередачи приняты следующие зна |
|||||||||||||||||||
чения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£. = 1200 вт/м2-град; |
|
&3 |
= 800 |
|
вт/м2-град; |
|
||||||||||||
|
|
^ 2 = |
1000 вт/м2 |
• град; |
|
&.j = 570 |
вт/м2 |
• |
град. |
|
||||||||||
|
22. Распределяем полезную разность температур |
по |
корпусам |
|||||||||||||||||
из условия равной поверхности корпусов |
(9-23) — (9-26): |
|
||||||||||||||||||
т |
|
_ й |
|
|
|
|
|
|
|
|
606 |
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
корпус |
1 — |
|
_9590_ |
1200 |
|
10 900 |
|
1200 |
, |
11 380 |
1200 ~ |
||||||||
|
|
|
|
9800 |
1000 ^ |
|
9800 |
|
800 |
' |
9800 |
570 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
9,7° С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
II к о р п у с - в 2 = © 1 - ^ - |
- - ^ - = 9 , 7 |
|
9590 |
|
1200 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
9800 |
|
1000 |
_ |
|
|
|
|||||||||||||
Ш к о р п у с _ в 3 = 0 1 - | - • А . - 9 . 7 • |
10900 |
|
1200 |
|
|
|
|
|||||||||||||
9800 |
• ^ = 1 6 , 2 ° С ; |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
800 |
|
|
|
|
|||||
IV |
к о р п у с - 8 4 = 8 ! - ^ - • |
~%-=9,7 |
|
11380 |
|
1200 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
9800 |
|
570 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Проверка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
©пол = 2 0 І = 9,7+11,4+16,2+ 23,3 = 60,6° С. |
|
|||||||||||||||||
|
23. Определяем |
поверхность теплообмена по формулам: |
||||||||||||||||||
|
|
|
р |
Pi |
|
9800-103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
r |
i ~ |
kx<dx |
~ |
1200 - 9,7 |
|
|
|
м |
> |
|
|
|
|
||||
|
|
|
р . — |
9 5 9 0 |
•1 0 3 |
|
- 8 4 2 » 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Г |
1 ' — |
цих) • 11,4 — |
° |
^ Л |
> |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
. |
10 900-103 |
_ |
|
|
|
|
„ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
-^Ш— |
800 • 16,2 |
— |
° |
^ м |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
11 380-103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
^ I V — |
570 • 23,3 |
— |
° 7 |
|
Л |
• |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Контрольные |
задачи |
|
|
|
||
Задача |
1. Весовая |
концентрация |
сухого |
вещества в |
черном |
|||
щелоке составляет 50%. Давление в аппарате |
0,4 кгс/см2. |
Опреде |
||||||
лить температурную депрессию. |
|
|
|
|
м. |
|||
Задача |
2. Высота |
уровня |
раствора |
в греющей трубке 1,5 |
||||
Разрежение |
при выпаривании |
равно |
0,6 |
кгс/см2. |
Концентрация |
су |
||
хого вещества в щелоке 32 %. Рассчитать гидростатическую де прессию.
Задача |
3. |
Щелок с весовой концентрацией 23,5% |
выпаривается |
||||||
при давлении |
0,6 кгс/см2. |
Высота кипятильных трубок 4 м. |
Опре |
||||||
делить температуру кипения щелока в аппарате. |
|
|
|||||||
Задача |
4. Величина температурной депрессии составляет |
||||||||
А Т = 4 , 1 ° С . |
Поправка на давление |
/=0,91. |
Найти |
весовую |
кон |
||||
центрацию |
щелока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача |
5. |
Температура |
кипения |
черного |
щелока |
94° С. Общие |
|||
температурные потери при |
выпаривании равны 8,5° С. Рассчитать |
||||||||
давление в паровом |
пространстве |
аппарата. |
|
|
|
||||
Задача |
6. |
При |
выпаривании |
50 |
т/ч щелока'весовая концентра |
||||
ция меняется от 21 до 56%. Найти количество выпаренной влаги.
Задача |
7. |
Из 2000 кг раствора |
хлористого |
цинка |
выпарива |
||||||
ется 1265 кг воды. Начальная концентрация раствора |
равна |
22%. |
|||||||||
Определить конечную весовую концентрацию раствора. |
|
кг/ч |
|||||||||
Задача |
8. |
Определить расход пара на выпаривание |
10 000 |
||||||||
черного щелока. |
Начальная |
концентрация щелока |
13%,'конеч |
||||||||
ная |
56%. |
Давление греющего |
пара |
3 кгс/см2, |
давление вторич |
||||||
ного |
пара |
0,3 |
кгс/см2. Температура |
поступающего |
щелока 40° С. |
||||||
Потери тепла |
составляют 3% от расхода |
тепла |
на нагрев и испаре |
||||||||
ние щелока. |
|
|
|
|
|
кг/ч |
|
|
|
||
Задача |
9. |
На |
выпаривание |
поступает |
10 000 |
раствора |
хло |
||||
ристого цинка |
при температуре кипения и начальной |
концентрации |
|||||||||
30%. |
Конечная концентрация упаренного раствора 50%. |
Выпарива |
|||||||||
ние ведется при атмосферном давлении. Средняя температура кипе
ния раствора |
і08° С. Давление греющего пара |
3,5 |
кгс/см2 |
(3.43Х |
||||||||||
Х Ю 5 |
н/м2). |
Коэффициент |
теплопередачи |
от |
пара |
к |
раствору |
|||||||
850 вт/м2 |
• град. |
Определить |
греющую |
поверхность |
выпарной уста |
|||||||||
новки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 10. Рассчитать 3-корпусную |
выпарную |
установку |
для |
|||||||||||
выпаривания |
80 000 кг/ч |
щелока |
от начальной |
концентрации |
рас |
|||||||||
твора |
13,5% |
до конечной, равной 60%. Щелок |
предварительно |
на |
||||||||||
гревается |
в |
теплообменнике до |
температуры |
кипения. |
Давление |
|||||||||
в барометрическом конденсаторе 0,3 кгс/см2. |
Греющий пар |
подается |
||||||||||||
при давлении 3 кгс/см2. |
Движение раствора |
прямоточное. Распре |
||||||||||||
деление температур по корпусам |
определить из условия минималь |
|||||||||||||
ной поверхности |
корпусов. Для |
коэффициентов теплопередачи по |
||||||||||||
корпусам |
принять следующие значения: &і = 1000 |
вт/м2 |
• град; |
kz = |
||||||||||
= 750 вт/м2-град; |
&3 = 550 |
вт/м2-град. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Р а з д е л I I I
ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ
Тема 10. Сжигание серусодержащих веществ и отработанного
щелока
Основные |
понятия |
и расчетные |
формулы |
|
1. Теплотворность |
топлива |
определяют |
либо опытным |
путем |
с помощью калориметра, либо |
расчетом. Теплотворность |
топлива |
||
с малым содержанием кислорода по его составу рассчитывают по формуле Менделеева:
|
Q » = 3 3 8 C p % + 1025Hp % + 101(Sp% - O p % ) - 2 5 ш р % , |
(Ю-1) |
|
здесь |
— рабочая |
низшая теплотворность; |
|
Ср , |
Hp, Sp , Op, wp—содержание |
углерода, водорода, серы, кис |
|
|
лорода и влаги в рабочем топливе, |
%• |
|
Связь между рабочей высшей и низшей теплотворностью топ
лива выражается формулой |
|
< ? 5 = Q » - 2 2 5 ( H P % ) . |
(10-2) |
Зависимость между высшими и низшими теплотворностями рабо
чей и сухой массы топлива выражается |
равенствами: |
|
Q"=Qc' Ш ^ р 0 1 ° - |
2 5 V / 0 ; |
( 1 0 - 3) |
„ 100 — wDo/o |
|
|
Q p = Q " — Г б о ^ — 2 5 т е , р ° / о - |
( 1 0 - 4 ) |
|
Зависимость между высшими и низшими теплотворностями рабо чей и горючей массы топлива может быть представлена равенст вами:
|
Q P = Q " 1 0 0 7оо Б р 0 / ° |
- 2 5 т е , р°/о: |
|
|
|
Ql=Qr |
1 0 °7оо Б р 0 / 0 |
~ 2 5 < / о . |
(Ю-6) |
здесь |
и Q* — низшая |
и высшая |
теплотворность горючей |
массы |
топлива; Б р % —содержания в рабочем топливе балласта, %•
В ряде расчетов [22] вводится понятие аналитической массы топлива, которая представляет массу топлива при влажности ана литической пробы. Множители для пересчета с исходной массы щелока на искомую представлены в табл. 10-1.
|
|
Множители пересчета масс |
Таблица 10-1 |
|||
|
|
|
|
|||
Исходная |
масса |
|
Искомая |
масса щелока |
|
|
|
|
|
|
|
||
щелока |
органическая |
сухая |
рабочая |
аналитическая |
||
|
|
|||||
Горючая |
|
1 |
100 — мс |
100-(Mp + wp ) 100 — (Ма + даа) |
||
|
|
|
100 |
100 |
100 |
|
Сухая |
|
100 |
1 |
100 — wp |
100 —от |
|
|
|
а |
||||
|
|
100 — мс |
|
100 |
100 |
|
Рабочая |
|
100 |
100 |
1 |
100 — |
wA |
|
|
100 —(/Иа+г&а) |
100 —дар |
|
W0 — |
wp |
Аналитическая |
100 |
100 |
100 — |
|
|
100 —(іИа + даа) 100 |
—даа |
100 — |
|
wp 1 wa
Теплота сгорания (теплотворность) сухой массы щелока опре деляется по формуле
здесь — теплота сгорания в калориметрической бомбе анали тической пробы черного щелока, ккал/кг;
wa — влажность аналитической пробы черного щелока, %. Высшая теплота сгорания сухой массы щелока, в ккал/кг, рас
считывается по формуле
Q c B = Q c 6 - 2 2 , 5 S c o p - 7 2 S c / - 0 , 0 0 1 4 3 Q c - ( 1 0 0 - y • 0,092 (С0 2 ) с р с .
|
S°P — содержание органической серы |
|
|
|
(10-8) |
|
где |
в |
щелоке, |
%, от |
сухого |
||
|
вещества; |
|
|
|
|
|
|
5>сД —содержание сульфидной серы, %, от сухой массы щелока; |
|||||
|
6к — коэффициент карбонизации едкого натра |
|
|
|||
|
( N a O H ) l u - ( N a O H ) n j l |
ю о % , |
|
|
||
|
(1МаОН)щ |
|
|
|
|
|
где |
(NaOH)uj и (NaOH)n.n; — количества |
едкого натра, поступив |
||||
|
шего с черным щелоком и ушедшего |
|||||
|
с плавом, |
кг/ч; |
|
|
||
|
(СОг)р с с — количество |
углекислого газа, |
расхо |
|||
|
дуемого |
на |
полную |
карбонизацию |
||
|
едкого натра |
(при £ = 100%), |
% от |
|||
|
сухой массы |
щелока. |
|
|
||
Высшую теплоту сгорания рабочей массы щелока (ккал/кг) опре деляют по формуле
„100 — w„
Низшую теплоту сгорания рабочей массы щелока находят из вы ражения
QP = Q P - 6 |
[^р-т-ЭНр'+О.ООШ^ЛСОз)^], |
(10 - 10 ) |
где Щ— истинное значение водорода в элементарном |
составе р а |
|
бочей массы |
щелока. |
|
При одновременном |
сжигании в топке содорегенерационного |
|
котла щелока и мазута низшую теплоту сгорания массы опреде ляют по формуле
|
VVP/CM |
VP |
JQQ |
Q|> - щ - ккал/кг, |
( 1 0 - 1 1 ) |
|
где |
— низшая рабочая |
теплота |
сгорания мазута, |
ккал/кг; |
||
Фм — доля мазута в смеси топлив |
[см. формулу |
(10-26)]. |
||||
При |
совместном |
сжигании щелока |
с природным |
газом его теп |
||
лота сгорания на сухую и беззольную массу может быть подсчи тана по формуле
(QS)"=0,01 [ Q c o |
• CO™ + |
QH H™ + QH i S (H,S)™ |
+ |
|||
|
• + 2 0 С а Н т ( С л |
Н я Г ] , |
|
|
(Ю-12) |
|
где Qco:, QH.2 QH,S И Т.Д. — теплота |
сгорания, |
ккал/нм3, |
отдельных |
|||
|
|
компонентов газа, |
которые |
приведены |
||
|
|
в табл. |
10-2. |
|
|
|
С О т л , Щ л , |
С П Н Т Л |
— компоненты газообразного топлива, % |
||||
|
|
по объему. |
|
|
|
|
|
Теплота сгорания газов |
Таблица 10-2 |
||||
|
|
|
|
|||
Наименование газа |
Обозначение |
Низшая теплота |
сгорания, |
|||
ккал/нм3 |
(4,19 |
кдж/нм3) |
||||
Водород |
|
І_іТЛ |
|
2 579 |
|
|
|
Н 2 |
|
|
|
||
Окись углерода |
|
СО™ |
|
3 018 |
|
|
Сероводород |
|
н1л |
|
5 585 |
|
|
Метан |
|
СН™ |
|
8 555 |
|
|
Этан |
|
с2 н™ |
|
15 226 |
|
|
Пропан |
|
с3 н™ |
|
21795 |
|
|
2. |
Для горения |
1 кг рабочего топлива состава адр, Av, |
С р , Н р , |
Qp , Nv |
потребное |
количество кислорода воздуха рассчитывают по |
|
формуле |
|
|
|
|
|
Q2o=4" C P + 8 H P + S p - O p , кг. |
(10-13) |
Количество кислорода, необходимого для полного горения, равно:
0 2 = а02 Ь кг. |
(10-14) |
Количество свободного кислорода после сжигания топлива находят из выражения
V0=(а— |
1)02о кг. |
(10-15) |
При содержании в 1 кг воздуха 0,23 кг кислорода и 0,77 кг азота теоретическое количество кислорода Ого будет содержаться в сле дующем количестве воздуха:
О2 0 |
_ 1 |
^ _ ^ Р ) — |
|
"°—"023" |
— W І Т |
|
|
= l l , 6 C p + 3 4 , 8 H p + 4 , 3 4 8 ( S p - O p ) кг. |
(10-16) |
||
Для полного сгорания топлива требуется воздуха:
L = a L 0 кг, |
(10-17) |
где а—коэффициент избытка воздуха, колеблющийся в зависимо сти от топлива и способа его сжигания в пределах 1,15— 1,6.
3. Суммарное количество продуктов горения 'рассчитывают по формуле
|
^ = ^ + ^ + ^ 0 + ^ 0 + ^ 0 ; |
( 1 С И 8 ) |
здесь азота |
y N , = 0,77aL 0 +N p ; |
(10-19) |
|
||
углекислого |
газа |
|
|
^ с о = Т - С р ; |
(10-20) |
сернистого |
газа |
|
|
V S O i = 2 S p ; |
(10-21) |
водяного пара |
|
|
|
У Ї Ї ! 0 = 9 Н р + ш р . |
(10-22) |
Объем топочных газов, уходящих из содорегенерационного аг регата, при совместном сжигании в нем щелока и мазута опреде ляют по формуле
l / r = V c , r + F B . n нм3/кг, |
(10-23) |
169