Пиролиз углеводородов жидких углеводородных фракций

х=7 200 ∙100/ 21 = 34 285,71 м3/час

Рассчитываем Q1 воздуха:

Q1 воздуха = 25 ∙ 34 285,71 ∙ 1,005 = 861 428,46 кДж/час

Рассчитываем теплоту, выводимую из аппарата с продуктами по формуле:

Q4= t∙(m1c1+m2c2+…+mncn) (Бесков)

где: Q4 – теплота, выходящих из аппарата с продуктами, кДж/час;

t – температура продуктов, выходящих из аппарата, ºС;

m

– количество продукта, выходящего из аппарата, кг;

c – удельная теплоемкость, кДж/кг∙град.

Рассчитываем Q4 пирогаза:

Q4 пирогаза = 850 ∙ (153,84∙ 14,3 + 10,83 ∙ 1,05 + 2,17 ∙ 0,838 + 2,17 ∙ 1,060 + 2 489,54 ∙ 2,23 + 101,83 ∙ 1,68 + 4 606,40 ∙ 1,53 + 452,84 ∙ 1,73 + 153,84 ∙ 1,64 + 1 854,70 ∙ 2,16 + 78,00 ∙ 1,87 + 634,84 ∙ 2,16 + 448,51 ∙ 2,27 + 45,50 ∙ 1,92 + 1 167,85 ∙ 1,70 + 650,00 ∙ 1,71 + 229,67 ∙ 1,70 + 446,34 ∙ 2,27 + 99,67 ∙ 2,10 + 15,17 ∙2,15 + 2,17 ∙2,03 + 138,67 ∙ 2,17 + 62,83 ∙ 2,17 + 708,52 ∙ 1,67 + 7 002,77 ∙ 1,8) = 35 379 278,00 кДж/час

Объем дымовых газов, образующихся в процессе пиролиза, рассчитываем по формуле:

Vt = V0 ∙ (t+273/273) (Скобло, 511)

Vt – объем дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива при теоретическом расходе воздуха при н.у., м3/кг;

V0 – теоретический расход воздуха, необходимый для сгорания 1 кг топлива, м3

t – температура дымовых газов

Рассчитываем теплоту сгорания топлива:

Теплота сгорания топливного газа – 2 233 000 кДж/кмоль [2,483]

Объем топливного газа: для расчета объема газа воспользуемся формулой:

V = V топл.газа/М = 1 440 000л/час : 22,4 л/моль = 64 285,71 моль/час = 64,29 кмоль/час

Теплота сгорания топливного газа для процесса пиролиза:

Qсгор.топл. = 64,29 ∙ 2 223 000 = 134 479 250,40 кДж/час

Согласно справочным данным [7,207] тепловой эффект процесса пиролиза в стандартных условиях – 6133 кДж/кг.

Находим теплоту химических превращений:

Q2 = Gq, [12, 103]

где: Q2 – тепловая нагрузка печи, кДж/час;

G – производительность печи по сырью, кг/час;

q – тепловой эффект процесса пиролиза, кДж/кг.

Q2 = 13 000 ∙ 6133 = 79 729 000 кДж/час = 22 147 Вт/час

Тепловые потери не должны превышать 3-5% от общей тепловой нагрузки. Выбираем 3%. Отсюда: 220 499 593,06·3/100=6 614 987,79 кДж/час

Результаты подсчётов теплового баланса сведем в таблицу 24

Тепловой баланс процесса пиролиза

Таблица 24

7. Расчет основного технологического оборудования

Конструктивное оформление оборудования определяются технологическими параметрами протекающих в нем процессов. Для обеспечения сочетания прочности и надежности химической аппаратуры с ее экономичностью и материалоемкостью на стадии проектирования необходимо провести механический расчет, который характеризуется следующими параметрами:

Согласно справочным данным [7,207] тепловой эффект процесса пиролиза в стандартных условиях – 6133 кДж/кг.

1. Находим необходимую поверхность нагрева:

F = Q/qуд [12, 103]

где

F – поверхность нагрева, м2;

Q - тепловая нагрузка печи, кДж/час;

qуд – удельный тепловой поток, Вт/м2

F = 22 147/40 = 554 м2

2. Используя данные из [9, 147]принимаем диаметр труб – 0,16 м, толщину стенки – 0,008 м. Находим общую длину труб:

L= F/ πd [10, 75]

где

L- общая длина труб, м;

F – поверхность нагрева, м2;

π – 3,14;

d – диаметр труб, м.

L = 554/ 3,14 ∙ 0,16 = 1 103 м

3. Число параллельных потоков m сырья в печи не рекомендуется брать больше 4. Для проектируемой печи принимаю m=4. Рабочая длина труб в одном потоке:

Lраб = L/ m

где

Lраб - рабочая длина труб, м;

L- общая длина труб, м;

m – число параллельных потоков сырья

Lраб = 1 103/4 = 276 м

4. Согласно справочным данным [9, 247] рабочая длина одной трубы не более 9 м. Тогда количество труб равно:

N = Lраб/Ln

где

N – общее количество труб;

Lраб – рабочая длина труб, м;

Ln – рабочая длина одной трубы, м

 Скачать реферат