4-2. Расчет неполного горения топлива 5

Присутствие в газе значительного количества взвешенного углерода Cт вызывает совместное протекание реакций:

Кинетика этих реакций определяется температурой, и поэтому при расчете задаются температурой топочной камеры с последующей ее проверкой. Обозначим через x - количество CO2, прореагировавшего с соответствующим количеством углерода до 2CO по реакции (4-47); через y - количество метана CH4, распавшегося на 2H2 и C по реакции (4-46). Для определения неизвестных x и y напишем константы равновесия реакций (4-46) и (4-48):

Подставляя в последние два уравнения заранее вычисленные по известным формулам объемы газов и беря значения констант равновесия из таблицы [Л. 1], определяем x и y и далее искомые количества компонентов неполного сгорания.

Количество их будет:

Состав газов в объемных процентах:

Количество сажистого углерода в граммах на 1 м3 газообразного топлива находится на основании реакции (4-45); находим число киломолей углерода mc на 1 м3 газообразного топлива и умножаем его на массу 1 киломоля, равную 12,01 кг.

Реформация газа без сажеобразования

Этот случай имеет место при использовании природного газа в печах для безокислительного нагрева металла. Он характеризуется хорошей подготовкой смеси газа и воздуха в специальных горелках (в том числе акустических) и высокой температурой процесса (1200 — 1400 °С). В этих условиях согласно peкомендации В. Ф. Копытова принимаются допущения о том, что в продуктах сгорания отсутствует сажистый углерод, а также метан.

Расчет ведем для простоты на 100 м3 газа.

Общее количество продуктов горения будет:

Расход воздуха определяем по формуле (4-12), а количество азота VN2 по формуле (4-14).

Таким образом, остаются четыре неизвестных, которые обозначим 3):

Для их определения составим три уравнения материальных балансов, в левой части которых - количество данного элемента в продуктах горения, а в правой части - в исходном газообразном топливе.