1.2 Химический состав генераторного газа.

Генераторный газ— составляет такой вид горючих газов, который применяется во множестве производств не только потому, что легко получается из всяких углеродистых сортов горючих веществ и дает возможность пользоваться всякими низшими родами топлива (например, торфом, опилками, каменноугольной мелочью) для получения желаемых во множестве случаев (например, в стеклоделии и в металлургии) высоких температур, не достигаемых при простой топке такими видами топлива, но и потому, что генераторные газы сгорают вполне, развивая все возможное тепло, при смешении лишь с надлежащим количеством воздуха, тогда как всякие виды твердого топлива для такого сгорания требуют огромного избытка воздуха. Образование таких газов происходит в простых горнах или небольших шахтных (вертикальных, более или менее цилиндрических) печах, называемых генераторами, которые можно рассматривать как части обычных печных топок, в которых горение совершается лишь наполовину.

Генераторный газ состоит из СО (26%), Н₂ (15%), метан СН₄ (0,32%), азот N₂ (51%), СО₂ (7,56%) и различных примесей (смолы, пары воды, механические примеси).

Главным преимуществом генераторного газа является то, что он может быть изготовлен из любого топлива.

Теплотворная способность генераторного газа составляет 800—1000 ккал/м³, причём замена воздуха на кислород при его получении ведёт к значительному увеличению доли монооксида углерода и, соответственно, к увеличению теплотворной способности.

2. Расчетная часть

2.1 Расчет расхода воздуха

Из воздуха для процесса горения необходим кислород. Кроме того, в воздухе содержится азот, не участвующий в реакциях горения, но присутствующий в зоне горения. В воздухе содержится 21% кислорода и 79% азота. Тогда на один объём кислорода приходится 3,76 объёма азота. Уравнение генераторного газа

Уравнение реакции горения генераторного газа в воздухе:

Из реакции следует, что на один объём газа приходится три объёма кислорода.

Следовательно, для осуществления процесса горения необходимо, чтобы в зоне горения на 1м3 горючего газа приходилось примерно 14,28 м3 воздуха, в которых и будут содержаться требуемые 3м3 кислорода, и 11,28м3 азота.

Теперь посчитаем на 100 кг топлива. В генераторном газе горючих газов содержится около 41,32%, остальное занимают инертные газы и примеси. Т.е. в 100 кг топлива содержится 41,32 кг горючих газов.

На 1 объём топлива приходится 14,28 объёма воздуха, то на 41,32 кг топлива потребуется 590,05 кг воздуха.

2.2 Расчет объёма продуктов сгорания

Количество двуокиси углерода, образующееся при полном сгорании 1м³ газа, зависит только от содержания в нем компонентов, в состав которых входит углерод и от содержания самой двуокиси углерода.

Количество водяного пара как образующегося при полном сгорании 1м³ топлива, так и переходящего в продукты сгорания из воздуха и из самого топлива определяется на основании стехиометрического уравнения горения:

Где d_r и d_B – влагосодержание соответственно газообразного топлива и воздуха, а числовое значение коэффициента 0,124 представляет собой 1 г водяного пара. Влагосодержание воздуха при температуре 20…25⁰С и относительной влажности его φ=50% и составляет 8-12г/м³.

Учитывая, что азот, содержащийся как в воздухе, так и в самом топливе в горении участия не принимает и полностью переходит в продукты сгорания, его количество на 1м³ газа можно определить по формуле:

Количество кислорода, которое по завершении процесса горения оказывается избыточным и переходит в продукты сгорания, составляет:

Общее количество продуктов сгорания 1м³ газа: