АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Реакції горіння газів

Читайте также:
  1. E. Швидкість зорової та слухової реакції
  2. Аналіз розробки родовищ природних газів
  3. АУТОіМУННі реакції / ХВОРОБИ
  4. Вивчення реакції комплексоутворення з органічним лігандом
  5. Виникнення горіння від теплових проявів електричної енергії.
  6. Витікання рідин і газів через штуцер
  7. Відрізняють декілька видів горіння.
  8. Г) відновлюване джерело енергії; доступна практично в будь-якій країні; скорочує рівень викидів парникових газів і сприяє боротьбі зі зміною клімату
  9. Геліометеотропні реакції та їх механізми.
  10. ГІДРАВЛІЧНІ МАШИНИ. Переміщення газів
  11. Дослід 1. Визначення реакції середовища розчинів за допомогою індикаторів.
  12. Дослід 12. Якісні реакції катіонів феруму (ІІ), (ІІІ), кобальту (ІІ), ніколу (ІІ).

 

Горіння є швидкою хімічною реакцією з'єднання пальних з киснем, що супроводжується інтенсивним виділенням тепла з різким одночасним підвищенням температури. Реакції горіння виражаються стехіометричними рівняннями з якісним і кількісним визначенням речовин, що вступаючих в реакцію і утворюються в результаті її.

Так, наприклад, для метану реакція горіння виглядає таким чином: СН4+2О2 = СО2+2Н2О + 191,6 ккал/моль

Реакцію горіння вуглеводневих газів можна виразити загальним рівнянням:

СmНn+ (m+n/4)О2 = mСО2 + (n/2)Н2О +Q, (5.1)

де m - число вуглецевих атомів в молекулі вуглеводня; n - число водневих атомів в тій же молекулі; Q - тепловий ефект реакції.

У практичних умовах спалювання газу кисень для горіння подається з повітрям як його складова частина. Склад сухого повітря, без урахування незначних кількостей вуглекислоти і різких газів, приймається наступним (у відсотках за об'ємом).

За об'ємом По вазі
O2 – 21.0 23.2
N2- 79.0 76.8

Отже, 1м3 – О2 міститься в м3 повітря, або на 1м3 кисню доводиться м3 N2.

Розрахунок зазвичай ведуть на 100 м3 сухого газу, і всі об'єми відносять до нормальних умов.

Враховуючи, що кмоль будь-якого газу за нормальних умов займає приблизно однаковий об'єм, реакції горіння газів можуть бути виражені:

 

2 + О2 + 3,76N2 = 3,76N2 + 2Н2О

3 4,76м3 3,76м33

 

2СО2 + О2 + 3.76N2 = 2 СО2 + 3.76N2

3 4,76м3 5,76м3

 

СН4 + 2О2 + 7,52N2 = СО2 + 7,52N2 + 2Н2О

3 9,52м3 8,52м33

 

Найменша кількість повітря, відповідна приведеним стехіометричним співвідношенням, називається теоретичною витратою повітря який може бути підрахований, нм3/нм3:

LT= 1/21(0,5Н2 + 0,5СО + 2СН4 + 3С2Н4 + 3,5С2Н6 + 4,5С3Н6 + 5С3Н8 + +6С4Н8 + 6,5С4Н10 - О2). (5.2)

 

Практична витрата повітря LП, внаслідок недосконалості перемішування газу і повітря, береться дещо більше за теоретичну

, (5.3)

де a - коефіцієнт надлишку повітря, яке приймається в межах 1,05 - 1,2.

Визначення кількості продуктів згорання проводиться аналогічно визначенню витрати повітря. Об'єм продуктів згорання газів може бути підрахований по складу газу:

1. Об'єм сухих трьохатомних газів, нм3/нм3:

VRO2= 0,01(СО + СО2 +SnCnНm); (5.4)

2. Об'єм водяної пари газу, нм3/нм3:

VH2O=0,01[H2+0,5SmCnHm+0,124(dГ+aV0dВ)]; (5.5)

3. Об'єм двоатомних газів, нм3/нм3:

VO2+N2=V0(a-0,21)+0,01N2, (5.6)

де СО, СО2,СnНm - складові горючого газу в % за об'ємом; dГ - вологість газу, г/нм3; dВ - вологовміст повітря, г/нм3.

Повний об'єм продуктів згорання 1нм3 газового палива визначається так: SV=VRO2+VH2O+VO2+N2. (5.7)

 

Приклади

 

31. Визначити теоретично необхідну кількість повітря VT нм3 для повного згорання 1нм3 природного газу складу: СН4 – 97,9%; С2Н6 – 0,5%; С3Н8 – 0,2%; С4Н10 – 0,1%; СО2 – 0,1%; N2 – 1,2%.

 

Рішення.

Величина VT нм3 повітря/нм3 сухого газу, обчислюється по загальному виразу (5.2). Для будь-якого горючого газу вона обчислюється по наступному виразу:

VT= ×(2×97,9+3,5×0,5+5×0,2+6,5×0,1) = 9,5(нм3 повітря/нм3 сухого газу).

VT може бути підрахований для природного газу по вираженню:

VT =7,13 +2,28=7,13×1,01+2,28 = 9,5 (нм3/нм3),

де - вуглецеве число

= 1,01,

де Б=CO2+N2

 

32. Визначити склад продуктів горіння при повному спалюванні 1нм3 природного газу складу, приведеного в прик. 5.2.1. Коефіцієнт надлишку повітря a=1,1. На горіння споживається повітря (t=150C, j= 50%, dВ =6,4г/нм3); зміст вологи в природному газі dГ =1,5г/нм3.

 

Рішення.

З рівняння прикладу 5.2.1 = 0,01; VT= 9,5нм3/нм3.

На основі рівнянь (5.4 - 5.6) для будь-якого горючого газу маємо:

VCO2=0,01×(0,1+97,9+2,01+3×0,2+4×0,1)=1 (нм3/нм3 газу);

VH2O=0,01((0,5(4×97,9+6,05+8,02+10,01)+0,124(1,5+1,1×9,5×6,4))=2,06 нм3/нм3;

VO2+N2=9,5×(1,1-0,21)+0,01×1,2=8,46 (нм3/нм3);

SV =1+2,06+8,46=11,52 (нм3/нм3 газа).

 

33. Визначити теоретично необхідну для спалювання кількість кисню і повітря, об'єм продуктів згорання і сумарний об'єм сухих і вологих продуктів згорання. Розрахунок витрати повітря і продуктів повного згорання проводять при a, взятому з таблиці 1 по номеру студента в журналі викладача.

Таблиця 1


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)