6. Расчет печи пиролиза

   1. Энергетический баланс

Определим параметры на входе в реактор (1-1):

компонент	CH4	C2H4	C3H8	C4H10	C5H12	H2	N2	CO2	O2
, кДж/кмольК	36.57	47.70	82.44	108.74	-	28.25	29.15	46.84	32.47
I, МДж/кмоль	-74.85	52.30	-103.85	-126.15	-	0	0	-393.51	0

на выходе (2-2):

компонент	CO2	H2O	N2	O2
, кДж/кмольК	50.00	36.95	30.65	33.66
I, МДж/кмоль	-358.47	-215.92	21.48	23.59

МДж

МДж

кмоль/с

кмоль/с

,

кмоль/с

2. Эксергетический анализ печи пиролиза

кДж

кДж

кДж

кДж

.

7. Эксергетический анализ процесса теплообмена в печи пиролиза

.

8. Разработка энергосберегающей технологии на базе печи пиролиза

   1. Энергетический баланс закалочно-испарительного аппарата

Определение расхода греющего пара

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг;

кг/с.

2. Расчет механической мощности турбины

;

;

;

;

МВт.

3. Определение дополнительного расхода топлива

, откуда

кмоль/с;

кмоль/с;

м³/с.

кмоль/с;

м³/с;

кмоль/с.

9. Поверочный расчет печи пиролиза

   1. Кинетический расчет радиантной зоны печи

Основной механизм теплопередачи в радиантной зоне печи - лучистый теплообмен. Для определения коэффициента теплопередачи заменим наружную поверхность радиантных труб плоской абсолютно черной поверхностью.

Общий тепловой поток определим как сумму радиантной и конвекционной составляющих:

.

Примем температуру перевала равной: K.

Определим долю теплоты радиантного теплообмена:

,

где:Дж/м²К - излучательная способность абсолютно черного тела,

K- температура наружной поверхности змеевика;

;

;

;

;

, где

если, или если

Определим поверхность H_Л:

, гдеK = 1.72 [2];

м;

м;

;

Определим поверхность H_F:

;

;

, тогда ;

;

;

МВт.

Определим долю теплоты конвекционного теплообмена:

,

где:

K;

Вт/м²K;

кВт.

МВт.

МВт.

- температура перевала выбрана верно.

2. Энергетический баланс конвекционной зоны печи

Определим тепловую нагрузку:

,

где -полезная нагрузка;

, т.к. система не совершает полезной работы;

Параметры потока в сечении (e-e) были определены в пункте 4.2.

в сечении (с-с):

компонент	C2H4	C2H6	C3H6	C3H8	H2O
, кДж/кмольК	61.11	77.18	89.31	112.21	34.37
I, МДж/кмоль	65.73	-66.70	90.05	-79.18	-234.25

Определим температуру топочных газов на выходе из конвекционной зоны печи:

,

Так как внешняя работа не совершается, потенциальная энергия не изменяется, , тогда

Примем температуру T₃ = 546 K.

Произведем проверку энергетического баланса:

Параметры на входе в конвекционную зону (2-2) были определены в пункте 5.2;

Параметры на выходе из конвекционной зоны (3-3):

компонент	CO2	H2O	N2	O2
, кДж/кмольК	47.96	34.52	29.68	32.89
I, МДж/кмоль	-381.62	-233.25	7.36	8.16

Температура T₃определена правильно.