Тепловой расчет камеры конвекции и радиации. Устройство аппарата и обоснование его конструкции. Коэффициент полезного действия и расход топлива. Состав продуктов горения. Теоретический и действительный расход воздуха. Содержание углерода в топливе.
Аннотация к работе
Нефть представляет собой горючий материал, ее теплота сгорания выше, чем у твердых горючих полезных ископаемых (угля, сланца, торфа), и составляет около 42 МДЖ/кг. Цвет нефти зависит от содержания и строения, содержащихся в ней смолистых веществ; известны темные (бурые, почти черные), светлые и даже бесцветные нефти. Значительное большинство геологов и химиков являются сторонниками теории органического происхождения нефти, однако отдельные ученые считают, что нефть образуется в природе абиогенным способом, за счет различных химических превращений неорганических веществ. Одним из первых выдвинул теорию неорганического происхождения нефти Д.И. Хотя, в принципе, такие реакции имеют место, с помощью карбидной теории невозможно объяснить появление в составе нефти огромного количества углеводородов разнообразного строения; непонятно также, как могла попасть вода из области низких давлений на поверхности Земли в область высоких давлений, существующих в недрах Земли. Из нефти вырабатываются всевозможные виды жидкого топлива (бензин, керосин, дизельное, газотурбинное, котельное топлива), смазочные и специальные масла, пластичные смазки, парафин, технический углерод (сажа), битумы, нефтяные коксы и другие товарные продукты.По монограмме определяем содержание водорода, % масс, /1/ Находим содержание углерода С, % масс Теплота сгорания топлива Теплота сгорания топлива , КДЖ/кг Теоретический расход воздуха, необходимый для сжигания 1кг жидкого топлива L0, кг/кг где С, Н, S, O-содержание в топливе углерода, водорода, серы и кислорода, в % масс.Температура отходящих газов является определяющей для коэффициента полезного действия печи и обычно ее принимают на 100-150 выше температуры продукта, поступающего в печь.
План
Содержание углерода в топливеОбщее содержание азота и избыточного кислорода в продуктах горения
Введение
Нефть представляет собой горючий материал, ее теплота сгорания выше, чем у твердых горючих полезных ископаемых (угля, сланца, торфа), и составляет около 42 МДЖ/кг. В отличие от твердых горючих ископаемых нефть содержит мало золы.
По внешнему виду нефть - маслянистая жидкость, флуоресцирующая на свету. Цвет нефти зависит от содержания и строения, содержащихся в ней смолистых веществ; известны темные (бурые, почти черные), светлые и даже бесцветные нефти. Нефть легче воды и почти нерастворима в ней. Вязкость нефти определяется ее составом, но во всех случаях она значительно выше, чем у воды.
Свое название нефть получила от персидского слова нафата, означающего просачивающаяся, вытекающая. Происхождение нефти является одной из наиболее сложных проблем современной науки. Значительное большинство геологов и химиков являются сторонниками теории органического происхождения нефти, однако отдельные ученые считают, что нефть образуется в природе абиогенным способом, за счет различных химических превращений неорганических веществ. Одним из первых выдвинул теорию неорганического происхождения нефти Д.И. Менделеев (1877 г.). Согласно его гипотезе, углеводороды нефти образовались в результате взаимодействия воды с находящимися в недрах земли карбидами металлов. Хотя, в принципе, такие реакции имеют место, с помощью карбидной теории невозможно объяснить появление в составе нефти огромного количества углеводородов разнообразного строения; непонятно также, как могла попасть вода из области низких давлений на поверхности Земли в область высоких давлений, существующих в недрах Земли.
Значение нефти для энергетики, транспорта, различных отраслей промышленности чрезвычайно велико. Из нефти вырабатываются всевозможные виды жидкого топлива (бензин, керосин, дизельное, газотурбинное, котельное топлива), смазочные и специальные масла, пластичные смазки, парафин, технический углерод (сажа), битумы, нефтяные коксы и другие товарные продукты.
1. Технологическая часть
1.1 Назначение и краткая характеристика процесса
Проектируемая печь находится на установке каталитического крекинга, который предназначен для получения высокооктанового бензина.
Сырье нагревается в теплообменниках в проектируемой печи от 200 до 380 °C, смешивается с водяным паром и поступает в подъемный стояк катализаторопровода, подхватывая частички регенерированного катализатора, движущегося из регенератора. Смесь сырья, водяного пара и катализатора проходят через отверстия распределительной решетки реактора и попадает в кипящий слой катализатора. При контакте сырья и катализатора в подъемном стояке и кипящем слое происходят реакции крекинга. Продукты реакции поднимаются в верхнюю часть реактора, проходят через трехступенчатые циклоны, в которых определяется унесенный катализатор, и направляется в колонну на разделение.
Продукты, полученные на установке или блоке имеют следующие применения: - углеводородный газ - содержит 80-90% (масс) предельных и непредельных углеводородов С-С, направляется на разделение на газофракционирующие установки;
- бензиновая фракция н.к.-180 °C - используется как компонент карбюраторного топлива. О.ч.=85;
- легкий газойль, фракция 180-350 °C - применяется как компонент дизельного топлива;
- тяжелый газойль, фракция > 350 °C. Используется как сырье для термокрекинга, как компонент котельного топлива.
1.2 Устройство аппарата и обоснование его конструкции
Печь шатрового типа состоит из камеры конвекции, где расположены конвекционные трубы. В камере радиации различают три экрана. Экран - ряд труб расположенных в одной плоскости. Различаю боковой, подовый и потолочный экраны. Камера конвекции разделена от камеры радиации перевальной стенкой, верхняя часть которой называется перевалом.
Сырье двумя потоками подается в камеру конвекции, где предварительно подогревается теплом отходящих дымовых газов. Далее оно проходит все экраны камеры радиации, где принимает основную долю тепла. Два потока сырья объединяются на выходе из печи и поступают по назначению.
Топливо сгорает в камере радиации, поэтому ее называют топочной. При сгорании топлива образуются дымовые газы, которые переходят через перевал и омывают конвекционные трубы, затем поступают в дымоход и дымовую трубу за счет тяги, которая создается разностью плотностей горячих дымовых газов и холодного атмосферного воздуха.
Камера радиации называется радиантной, так как основной способ передачи тепла в камере - радиация. Источниками излучения служат факел, кладка печи, дымовой газ.
Камера конвекции называется конвекционной, так как основной способ передачи тепла - конвекция.
Несмотря на то, что печь шатрового типа уступает по многим показателям вертикально-факельным печам, она надежна по строению и удобна в эксплуатации.
2. Расчетная часть топливо горение конвекция камера