Тепловой баланс. Теплота паро-газовой смеси, входящей в конвертор:

Приход тепла:

Теплота паро-газовой смеси, входящей в конвертор:

Q_см = V_г·С_г·t^вх = (100+49,6) ·1,55·700=159900 кДж;

[где 1,55 – средняя теплоемкость влажного газа при 700⁰С кДж/(м³·К)].

Теплоту, выделяющуюся при конверсии, определяем по закону Гесса. Энтальпии образования исходных веществ и продуктов реакции принимаем следующими:

Вещества	СО2	СО	Н2О	СН4
∆Н, кДж/м3

 

Теплота реакции:

Q_р = ∑(∆H_i·V_i)_расход – (∆H_i·V_i)_приход;

Q_р=0,52·3300+28,32·4940+4,9·17550+72,67·10800-

- (10,0·2880+10,19·49,04+13,3·17550+49,6·10880)=172300 кДж.

Теплота, вносимая воздухом:

Q_возд=V_возд·C_возд·t^вх = 53,4·1,296·18=1250 кДж.

Общий приход тепла: Q_пр = Q_см +Q_р +Q_возд = 159900 +172300+ 1250 =333450 кДж.

Расход тепла:

Теплота, уносимая паро-газовой смесью из конвертора:

 

Q_к.г.=V _к.г. ·C _к.г. ·t^вых = 256,9·1,55·900=358376 кДж;

[где 1,55 – средняя теплоемкость влажного газа при 900⁰С кДж/м³*К)].

 

Теплопотери: Q_пот= 0,02∙ Q_пр =0, 02 ∙333450 = 6669 кДж.

 

Общий расход тепла: Q_расх = Q_к.г+Q_пот =358376 + 6669= 365045 кДж.

Q_расх - Q_пр =365045 – 333450= 31595 кДж – дефицит тепла.

Следовательно, требуется дополнительный подвод тепла в количестве 31595 кДж.

Составим тепловой баланс конвертора второй ступени (табл. 4)

Таблица 4

Тепловой баланс конвертора второй ступени

Приход	кДж	%	Расход	кДж	%
Теплота, вносимая паро-газовой смесью		43,8	Теплота конвертированного газа		98,2
Теплота от конверсии		47,2	Теплопотери		1,8
Теплота, вносимая воздухом		0,3
Дополнительный подвод тепла		8,7
Всего		100,0	Всего		100,0

Варианты для самостоятельного расчета

Составить материальный и тепловой балансы конвертора второй ступени.

Окислители: водяной пар и кислород воздуха

 

 

Исходные данные	Вариант 1	Вариант 2
Состав газа, поступающего на конверсию после трубчатой печи (сухой газ, м 3): CH4 Н2 CО CО2 N 2 Всего	32,9 232,6 33,8 33,1 1,4 333,8
Отношение объемов (СО + Н 2 ): N 2	3,2	3,0
Отношение пар:газ	2:1	2:1
Содержание метана в сухом конвертированном газе, об.%	0,3	0,25
Температура, 0С: - в конверторе - газа после трубчатой печи - воздуха, поступающего на окисление

Соотношение между СО и СО₂ в конвертированном газе соответствует равновесию реакции

СО + Н₂О = СО₂ + Н₂ при температуре конверсии.

Давление газовой смеси 3 МПа.

Теплопотери принять равными 2% от прихода тепла.