Станция обжига известняка в вертикальных печах в производстве кальцинированной соды
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
рода до СО, кДж на 1 кг СО (Qr2 = 3944,9 кДж). [1]
Q11 реакции = 0,0553х*3944,9 = 218,153х кДж
Всего тепла от сгорания кокса
Q1реакции = 28076,262х + 218,153х = 28294,415х кДж
) Теплота гашения извести влагой воздуха
СаО(ТВ) + H2О(г) = Са(ОH)2 (ТВ) + 109,26 кДж/кг [1]
Q р = 109,26 кДж/кг
Q2реакции = Q р *mп * mСаСО3 / М H2О
где Q р -теплота реакции, кДж /кг;
mп - масса паров воды, кг;
mСаСО3 - масса известняка, кг;
М H2О - молярная масса воды, кг/моль.
Q2реакции =109,26*0,06933х*1000/18 = 420,833х кДж
Q прихода =13866,660 + 18,262х +273,835х + 28294,415х + 420,833х = 13866,660 + +29007,345х кДж
II. Расход тепла.
Qрасх = Qфизич расхода. + Q1реакции + Q2реакции + Qпотерь
1.Qфизич расхода = q1 + q2
а) С отходящими газами
q1 =(mСО2*CСО2 + mСО*CСО + mО2* + mN2*CN2 )*t отх. + mН2О*iН2О,
где CСО2, CСО, CО2 , CN2 - теплоемкости СО2, СО,О2, N2, кДж/кг*град (0,892 ; 1,044 ; 1,044 ; 0,649 - теплоемкости СО2,СО,N2, О2); [3,приложение, табл. I]
mСО2, mСО, mО2, mN2 - масса СО2, СО,О2, N2, кг;
t отх - температура отходящих газов, 0 С;
iН2О - энтальпия паров воды при 0,1*105 н/м2 и 1120 С, кДж/кг (iН2О = 2707 кДж/кг); [3,приложение, табл. ХХI ];
mН2О - масса воды, кг.
q1 = [(386,340 +3,1401х)*0,892 + 0,0553х*1,044 + 0,1389х*0,932 + 5,2574х*1,044]*112 + (15 + 0,03х)*2707 = 79201,910 + 1030,621х кДж
б) С выгружаемой известью
q2 = mСаО* CСаО* t СаО,
где CСаО - теплоемкость извести, кДж/кг*град (CСаО =0,795 кДж/кг*град), [3,приложение ];
mСаО - масса извести, кг;
t СаО - температура выгружаемой извести, 0 С.
q2 =( 598,660 + 0,1591х)*0,795*50 = 23796,74 + 6,3242х кДж
Qфизич расхода = 79201,910 + 1030,621х + 23796,74 + 6,3242х = 102998,650 + +1036,9452х кДж
.Разложение СаСО3 по реакции:
СаСO3(ТВ) = СаО(ТВ) + СО2(Г) - 158,70 кДж/моль [ 2, с.19]
Qp = 158,70 кДж/моль
Q1реакции = Q р *mразл * mСаСО3 / М СаСО3,
где Q р -теплота реакции, кДж /кг;
mразл - масса разложившегося известняка, кг;
mСаСО3 - масса известняка, кг;
М СаСО3 - молярная масса известняка, кг/моль.
Q1реакции =158,700*860,250*1000/100 = 1365216,750 кДж
.Разложение МgСО3 по реакции:
МgСO3(ТВ) = МgО(ТВ) + СО2(Г) - 101,46 кДж/моль [ 2]
Qp = 101,46 кДж/моль
Q2реакции = Q р *m МgСО3 * mСаСО3 / М МgСО3,
где Q р -теплота реакции, кДж /кг;
m МgСО3 - масса МgСO3, кг;
mСаСО3 - масса известняка, кг;
М МgСО3 - молярная масса МgСO3, кг/моль.
Q2реакции =101,460*1000*7,170/84,30 = 8629,52 кДж
.Потери тепла в окружающую среду принимаем 12% от прихода тепла:
Qпотерь = (13866,660 + 29007,345х)*0,12 = 1663,9992 + 3480,881х кДж
. Qрасхода = Qфизич расхода. + Q1реакции + Q2реакции + Qпотерь
Qрасх = 79201,910 + 1030,621х + 23796,740 + 6,3242х + 1365216,750 + 8629,520+ 1663,9992+ 3480,881х = 1478508,919 + 4517,8262х кДж
III. Расчет количества кокса на основе материального и теплового балансов.
Qприхода. = Qрасхода
13866,660 + 29007,345х = 1478508,919 + 4517,8262х
,5188х = 1464642,259
х = 59,81 кг кокса
Если на 1000 кг/ч известняка приходится 59,81 кг кокса, то на 210000 известняка/сутки = 8750 кг/ч известняка будет приходиться кокса:
,81 кг кокса - 1000 кг/ч известняка
х кг кокса -8750 кг/ч известняка
х = 8750*59,81/1000 = 523,338 кг кокса на 8750 кг/ч известняка
Коэффициент, на который будем помножать равен 8750/1000 = 8,75
Расчет количеств веществ на 8750 кг/ч известняка
Состав выходящей из печи извести ( на 8750 кг/ч известняка ):СаО =481,74*8,75 - 0,2157*523,338=4215,225 - 112,884 = 4102,341 кгСа(ОН)2 =0,2850*523,338 = 149,151 кгMgО = 7,17*8,75 =62,737 кгСаСО3 неразл. =64,75*8,75 = 566,560 кгFе2О3 =15*8,75 =131,250 кгАl2О3 = 12*8,75= 105,00 кгSiО2 = 18*8,75 = 157,500 кгзолы = 0,0800*523,338 =41,867 кгСнесгор. = 0,0098*523,338 = 5,129 кг
Итого: 598,66*8,75 +0,1591*523,338 = 5238,275+ 83,260=5321,535 кг
Состав выходящих из печи газов (на 8750 кг/ч известняка)СО2 =386,34*8,75 + 3,1401*523,338 =3380,475+1643,333 = 5023,808 кгСО = 0,0553*523,338 = 28,941 кгО2 = 0,1389*523,338 = 72,692 кгN2 = 5,2574*523,338 = 2751,397 кгН2О = 15,00*8,75 +0,0300*523,338 = 131,250 + 15,700 =146,950 кг
Итого: 401,34*8,75 +8,6217*523,338 =3511,725 + 4512,063 = 8023,788 кг
Расчет массы воздухаО2 = 2,4542*523,338 =1284,376 кг на 523,338 кг коксаH2О пары =0,06933*523,338 = 36,283 кг на 523,338 кг коксаN2 = 5,2574*523,338 = 2751,397 кг на 523,338 кг кокса
Итого: 4072,056 кг воздуха на 523,338 кг кокса
Расчет теплоты веществ (на 8750 кг/ч известняка, к=8,75)
Приход тепла:
Q физич СаСО3 = 13866,660*8,75 = 121333,275 кДж
Q физич С = 18,262х =18,262*523,338 =9557,199 кДж
Q физич воздух = 273,835х =273,835*523,338 = 143308,261 кДж
Q1реакции = 28294,415х = 28294,415*523,338 =14807542,560 кДж
Q2реакции = 420,833х = 420,833*523,338 = 220237,901 кДж
Q прихода = 15301979,200 кДж
Расход тепла:
q1 = 79201,910*8,75 + 1030,621*523,338= 693116,710+ 539363,133= 1232379,843 кДж
q2 =23796,74*8,75 + 6,3242*523,338 =208221,475 + 3309,694 = 211531,169 кДж
Qфизич расхода = 1443911,012 кДж
Q1реакции =1365216,750*8,75 = 11945646,560 кДж
Q2реакции =8629,52*8,75 = 75508,300 кДж
Qпотерь = 1663,9992*8,75 + 3480,881*523,338 = 14559,993 + 1821577,301= =1836237,294 кДж
На основе расчетных данных составляем таблицу материального и теплового балансов
Таблица 3 - Сводный материальный баланс известково-обжигательной печи на 8750 кг/ч известняка
ПриходРасходСтатьи приходаКоличество, кг/чОтносит процент,%Статьи расходаКоличество, кг/чОтнос. процент,%потокКомпо-нентпотокКомпо-нент1.Известняк, в том числе8750,0001.Извест в том числе5321,535СаСO38093,75092,500СаО4102,34177,090MgСО3131,2501,500Са(ОН)2149,1512,800Fе2О3131,2501,500MgО62,7371,180Аl2О3105,0001,200СаСО3 неразл566,56010,650SiО2157,5001,800Fе2О3131,2502,470Н2О131,2501,500Аl2О3105,0001,9702.Кокс, в том числе523,338SiО2157,5002,960С465,77189,000С5,1290,096Н2О15,7003,000Зола41,8670,784Зола41,8678,0002. Газ, в том числе8023,7883.Воздух в том числе4072,056СO25023,80862,720О21284,37631,540СО28,9410,360N22751,39767,570O272,6920,910Н2О36,2830,890N22751,39734,300Н2О146,9501,710Итого13345,39413345,394Итого13345,32313345,323
Невязка баланса составила (13345,394-13345,323) *100% / 13345,394 = 0,00053 %
Таблица 4 - Сводный тепловой баланс известково-обжигательной печи на 8750 кг/ч известняка
ПриходРасходСтатьи приходаКоличество, кДж/чОтноспроцент,%Статьи расходаКоличество, кДж/чОтнос. процент,%потоккомпонентпотоккомпонент1. Q физ, в том числе274155,5811.Qфиз расхода, в том числе1443911,012Q физ СаСО3121333,2750,7