Mundarija bet

6.1. Moddiy va issiqlik xisobi
Trubkali pechning moddiy xisobi
Berilgan ma'lumotlar:
Unumdorligi - 78950 nm³/soat
CH₄ - 97,6%, C₂ H₆ - 0,6%, C₃H₈ - 0,3%, C₄H₁₀ - 0,1%, N₂ - 1,4%,
Uglerod bo`yicha konversiya darajasi - 70%
Hisobni 100 m³ gaz uchun olib boramiz
Konversiyalangan gazdagi komponentlarni quyidagi ravishda belgilash kiritib olamiz:
CO₂ - a, CO - в, H₂ - с, H₂O - d
Oxirgi gazdagi uglevodorodlarni СН₄ hisobidagi miqdori:

Boshlang`ch va konversiyalangan gazlardagi har bir elementlarning tarkibi bo`yicha balans tenglamasini tuzamiz:
Uglerod bo`yicha
97,6 + 0,6 ∙ 2 + 0,3 ∙ 3 + 0,1 ∙ 4 = a + в + 30,03
a = 70,5 - в (1)
Kislorod bo`yicha (boshlang`ich bug` - gaz aralashmasidagi suvning miqdori 100 2,5 = 250 m³)
250 ∙ 0,5 = a + 0,5 в + 0,5 (250 - d)
a + 0,5в - 0,5 d = 0 (2)
Vodorod bo`yicha
97,6 + 0,6 2 + 0,3 ∙ 3 + 0,1 ∙ 4 + 250 = с + 2 28,7 + (250 - d)
с = d + 122,4 (3)
Oxirgi gazdagi СO va СO<sub>2</sub> nisbatlari СO ni suv bug`i bilan borgan reaksiya muvozanati tenglamasidan aniqlanadi. Shunga ko`ra:
(4)
(1) tenglamadagi a ning qiymatini (2) tenglamaga qo`yib quyidagini hosil qilamiz:
в =126,4 - d (5)
(5) tenglamadagi в ning qiymatini (1) tenglamaga qo`yib quyidagini hosil qilamiz:
a = d - 64,7 6)
(4) tenglamaga a, в, с larning qiymatlarini qo`yib d ning qiymatini aniqlaymiz:
(7)
Tenglamani yechib quyidagini hosil qilamiz:
d = 100 m³
topilgan natijaga ko`ra yuqoridagi tenglamalardan a,в,с larning qiymatlarini topamiz:
a = 100 - 64,7 = 35,3 m<sup>3</sup>
в = 126,4 - 100 = 26,4 m<sup>3</sup>
с = 100 + 122,4 = 222,4 m<sup>3</sup>
Reaksiyaga kirishgan suv bug`ining miqdori:
uglevodorodlar bilan - 64,7 m³
CO bilan - 26,4 m³
Gaz tarkibida qolgan suv bug`ining miqdori 250 - 100 =150m<sup>3</sup>
jadval
Konversiyadan so`ngi gazning tarkibi:

Komponent	Nam gaz		quruq gaz
	m^3	%	m^3	%
CH4	28,7	6,8	28,7	9,9
H2	22,4	48,1	22,4	69,6
CO	26,4	7,1	26,4	10,2
CO2	35,3	6,8	35,3	9,9
N2	1,6	0,3	1,6	0,4
H2O	150	31,0	-	-
Jami	464,4	100	314,4	100

Berilgan unumdorlik bo`yicha trubkali pechning moddiy balansi quyidagi ko`rinishga ega bo`ladi.

jadval
Trubkali pechning moddiy balansi

Kelishi				Sarfi
Nomi	kg/soat	Nm^3/soat	%	Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%
CN4	31410	44378	97,6	CN4	10334	14467	8,4
C2H6	298	255	0,6	H2	8926	99976	58,1
C3H8	263	182	0,3	CO	18272	14618	8,5
C4H10	285	110	0,1	CO2	28242	14378	8,4
N2	836	503	1,4	N2	836	503	0,4
Jami:__32807__45428__100'>Jami:	32807	45428	100	Jami:	66590	144092	83,8
Suv bug`i	56243	78542	-	Suv bug`i	22460	27950	16,2
Hammasi	89050	123970	100	Hammasi	89050	172042	100

1 - bosqich trubkali pechning issiqlik xisobi
Berilgan ma'lumotlar:
Kelayotgan bug` - gaz aralashmasini harorati - 380<sup>0</sup>C
Chiqib ketayotgan aralashmaning harorati - 700<sup>0</sup>C
havoning harorati - 18<sup>0</sup>C
Issiqlikning kelishi
1) Bug` - gaz aralashmasi bilansi bilan
Q₁ = 78950 * 1,965*380 + 78542 * 1,555 * 380 = 9316213 kDj/soat
bu yerda: 1,65 - quruq gazning 380⁰C dagi issiqlik sig`imi, kDj / (m<sup>3</sup>-k);
1,55 - suv bug`ining 380⁰C dagi issiqlik sig`imi, kDj / (m<sup>3</sup> -k);
2) 1m<sup>3</sup> tabiiy gazning yonish issiqligini komponentlar va gaz tarkibiga ko`ra aniqlaymiz.
Uglevodorodlarning 18⁰C dagi yonish issiqligi, kDj / (m³ -k);
CH₄ - 889500, C₂H₆ - 1558000, C₃H₈ - 2297800, C₄H₁₀ - 2870000
1m³ tabiiy gazning yonish issiqligi - q = 39492 kDj
Trubkali pechni isitish uchun sarf bo`lgan X m<sup>3</sup> tabiiy gazning yonish issiqligi:
Q<sub>2</sub> = 39492 x kDj / (m<sup>3</sup>-k);
3) 18<sup>0</sup>C dagi yoqiladigan gaz bilan kelayotgan issiqlik
Q<sub>3</sub> = x  2,08  18 = 37  x kDj / (m<sup>3</sup>-k);
Issiqlikning umumiy kelishi:
Q<sub>kel</sub> = 93162130+ 39492  x + 37x = 9316213 + 39529  x kDj / (m<sup>3</sup>-k);
Issiqlik sarfi
1) Konversiyaning endotermik jarayoni borishi uchun issiqlik sarfi quyidagi formuladan topiladi:
Q = <sub>о</sub> - <sub>б</sub> (8)
bu yerda <sub>б</sub> va <sub>о</sub> - boshlang`ich va oxirgi aralashmalarning birikmalarning entalpiya yig`indisi.
Komponentlarning entalpiyasi
CO<sub>2</sub> CO H<sub>2</sub>O CH<sub>4</sub> C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> C<sub>4</sub>H<sub>10</sub>
H, kDj / m<sup>3</sup> 17600 4930 10800 3300 3680 4520 5480
Q<sub>1</sub> = 14467  3300 + 14618  4930 + 14378  17600 + 27950  10800 - 97,7  3300 - - 3680  0,5 – 4520  0,3 – 10800  112460 = 32467850 kDj/soat
2) 700<sup>0</sup>C dagi nam konversiyalangan gazning issiqligi:
Q<sub>2</sub> = 144092  1,55  700 = 30688780 kDj / soat.
3) Tutunli gazlar bilan issi?lik sarfi:
Q<sub>3</sub> = 13  x  1,48  800 = 15450  x kDj / soat
bu yerda 1,48 -800<sup>0</sup>C dagi tutunli gazlarning issiqlik sig`imi, kDj / (m³-k);
4) Havo bilan kelayotgan issiqlik
Q₄ = (110,983 + 0,19  1,79 )  18 x = 218  x kDj / soat
Atrof - muhitga yo`qotilgan issiqlikni 3 % deb qabul qilgan holda, trubkali pechning issiqlik balansi tenglamasi quyidagi ko`rinishda bo`ladi:
0,97 ( 9316213 + 39529 x + 218 x) = 22467850 + 30688780 + 15450  x
bundan x = 1483,2 m<sup>3</sup>
Topilgan natijalarga ko`ra quyidagini hosil qilamiz:
Q₂ = 39452  1483,2 = 58317624 kDj / soat
Q₃ = 37  1483,2 = 54638 kDj / soat
Q₄ = 218  1483,2 = 321717 kDj / soat
Q = 15450 1483,2 = 2284806 kDj / soat
jadval
1 - bosqich trubkali pechning issiqlik balansi

Issiqlikning kelishi			Issiqlikning sarfi
Nomi	kDj/soat	%	Nomi	kDj/soat	%
Bug`-gaz aralashmasi bilan	9316213	13,6	Konversiya reaksiyasi uchun	32467850	47,3
Gazning yonishi bilan	58317625	85	Konversiyalangan gaz bilan	30684320	44,7
Yoqiladigan gaz bilan	54638	0,1	Tutunli gazlar bilan	2284806	3,3
Havo bilan	321717	1,3	Atrof muhitga yo`qotilgan issiqlik	2572276	4,7
Jami:	68640412	100	Jami:	68640412	100

2- bosqich metan konvertorining moddiy xisobi
Berilgan ma'lumotlar:
Konversiyaga kelayotgan quruq gazning miqdori - 78950 nm³/soat bundan





Hisobni 100 m₃ gaz uchun olib boramiz. Konversiyalangan gazdagi komponentlarni quyidagi ravishda belgilash kiritib olamiz:
CO₂ - a, CO - v, H₂ - s, H₂O - d, havo - u
100 m³ quruq gaz uchun 45 m³ suv bug`i to`g`ri keladi.
Trubkali pechdan kelayotgan gazda 0,003 V m<sup>3</sup> metan va 0,79 u m<sup>3</sup> azot bo`ladi. U holda balans tenglamasi quyidagicha bo`ladi:
Uglerod bo`yicha
9,7 + 10,2 + 9,7 = a + v + 0,003 V
28,2 = a + v + 0,003 V (1)
Vodorod bo`yicha
2  9,7 + 69,8 + 45 = s + (45 - d) + 0,003 V (2) 85,4 = s + 0,003 V - d
Kislorod bo`yicha
0,5  10,2 + 9,7 + 45  0,5 - 0,21 u = a + 0,5v + 0,5 (45 - d) (3)
13,8 - 2,21 u = a + 0,5v - 0,5 d
Quruq konversiyalangan gazning xajmi:
V = a + v + s + 0,003 V + 0,79 u + 0,4 (4)
Topshiriqqa ko`ra

v = 1,28 + 25,3 u - s (5)
850^o C va 1  10⁵ Pa bosimda CO ni suv bug`i bilan konversiya jarayoni reaksiyasining muvozanatiga ko`ra konversiyalangan gazdagi CO va CO₂ ning nisbatlari aniqlanadi. Agar Km = 0,87 bo`lsa, u holda
(6)
(1) tenglamadan (4) tenglamani yechamiz:
V = c + 30,4 +0,79 (7)
(1) tenglamadagi V ning va (7) tenglamadagi v ning qiymatlarini (5) tenglamaga qo`yib quyidagini hosil qilamiz:
a = 26,7 - 2,53 u + 0,997 s (8)
(7) tenglamaga V ning qiymatini (2) tenglamaga qo`yamiz:
d = 1,006 s + 0,0047 u - 86,3 (9)
(5), (8) va (9) tenglamalardagi a, v, d larning qiymatlarini (3) tenglamaga qo`yib
quyidagini hosil qilamiz:
u = 38,4 - 0,004 s (10)
(10) tenglamadagi u ning qiymatlarini (5), (8) va (9) tenglamalarga qo`yib quyidagini hosil qilamiz:
a = 26,7 s - 2,53 y + 0,997 c
v = 1,28 + 25,3 y - s
d = 1,006 s +0,0047 y – 86,3
Topilgan natijalarni (6) tenglamaga qo`yib s ning qiymatini topamiz:

Bundan s = 80,6 m³
s ning qiymatiga ko`ra qolgan kattaliklarni topamiz:
a = 10,8 m<sup>3</sup> v = 16,2 m<sup>3</sup> d = 6,3 m<sup>3</sup>
u = 38,6 m<sup>3</sup> V = 142,4 m<sup>3</sup> 0,003 V = 0,42 m<sup>3</sup>
Konversiyalangan gazdagi suv bug`ining miqdori:

Topilgan natijalarga ko`ra trubkali pechdan kelayotgan quruq gazning miqdori bo`yicha metan konvertorining moddiy balansini tuzamiz.
7.4 -jadval
Metan konvertorining moddiy balansi

Kelishi				Sarfi
Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%	Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%
CH4	10334	14467	4,9	CH4	478	669	0,2
H2	18272	14618	5,4	H2	30672	24538	7,8
CO	28242	14378	5,2	CO	31644	16110	5,5
CO2	8926	99976	36,9	CO2	11428	127994	41,6
N2	836	503	2,3	N2	53482	42786	19,1
H2O	22460	27950	24,6	H2O	26346	32786	25,8
Havo: