4-2. Расчет неполного горения топлива 1

Пример 4-2. Произвести расчет горения кокса в вагранке при yн = 0.28 следующего состава: CP = 81,5%,

Расход воздуха по формуле (4-30):

Количество сухих трехатомных газов по формуле (4-31):

Количество окиси углерода по формуле (4-32):

Количество азота по формуле (4-33):

Количество водяных паров по формуле (4-34):

Общее количество газов:

Состав продуктов горения будет:

Расчет неполного горения вследствие диссоциации газов

При горении газов имеет место диссоциация молекул двуокиси углерода и водяного пара, сопровождающаяся отрицательным тепловым эффектом:

CO2 → CO + 0,5O2 - 286 Мдж/кмоль; (4-36)

H2O пар H2 + 0,5O2 - 243 Мдж/кмоль (4-37)

Разложение водяного пара возможно и с образованием гидроокиси по реакции:

H2O ⇄ 0.5H2 + OH (4-38)

Диссоциация молекул продуктов сгорания не сказывается до температур порядка 1500 °С и можно считать, что реакции горения на этом участке температур идут до конца. Однако при более высоких температурах в рабочем пространстве наблюдается диссоциация. Например, при парциальном давлении двуокиси углерода pCO2 = 0.12 бар при температуре 1500 °С степень диссоциации CO2 составляет 0,5%, но при 2000 °С она возрастает до 11,8%, а при 3000°С достигнет 91,7%. Для водяного пара H2O при pH2O = 0.10 бар при 1600 °С степень диссоциации 0,6%; при 2000 °С - 4,3%, и при 3000 °С - 61,6%. Степень диссоциации увеличивается при уменьшении давления. В мартеновских печах факел имеет температуру около 1800 — 2000 °С, и поэтому следует считаться с потерями тепла от диссоциации газов. Важно уметь определить равновесный состав продуктов сгорания при заданной температуре, а по их составу - потери тепла от диссоциации.