Тема: Эффективность использования труб печи риформинга на основе титана ниобия и циркония.

Для внедрения труб на основе никеля титана и циркония в печь необходимо рассчитать входную температуру, выходную температуру, число труб требующуюся для прогрева печи.  

Уравнение теплового баланса в общем виде

Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=Q6+Q7+Q8+Qпот ,

где  - тепловой поток парогазовой смеси, поступающей на сжигание

 - тепловой поток топливного газа, кВт;

 - теплота сгорания топливного газа, кВт;

           - тепловой поток поступающего воздуха, кВт;

            - теплота экзотермических реакций для суммы энтальпий образования соединений в исходной и конечной смесях, кВт;

   - теплота экзотермических реакций, кВт;

   - тепловой поток конвертированного газа, кВт;

  - тепловой поток продуктов сгорания, кВт.

Рассчитаем значение средней абсолютной температуры газовой смеси

Т=t1+273=500+273=773 К

      t1  - абсолютная температура газовой смеси, К.

Рассчитаем значение средней абсолютной температуры топливного газа

Т=t2+273 =90+273=363 К

Расчёт средних теплоемкостей. Значения молярных теплоемкостей простых веществ и неорганических соединений рассчитываем по формуле ,

Ср0 = С/(а+в*Т+ Т2 ),

Теплоёмкость водяного пара рассчитываем по формуле

Ср0 (Н2О)=30,00+1071*103*773+(0,33*105/7732) = 38,33Дж/(моль*К),

С (Н2О)= 38,33/22,4=1,7кДж/(м3*К)

Рассчитаем тепловой поток парогазовой смеси, поступающей на сжигание

Q1=(G*Cг.с.+m*а)*(t1/ С),

Q1=(4940*3,75+32110*1,71)*(500/3000)= 10199,04кВт

Рассчитаем тепловой поток топливного газа по формуле

Q2=VГ*Ст.г.*t2,

Q2=Vг * 2,59*90= Vг * 2,331 кДж/ч

Рассчитываем теплоту сгорания топливного газа по формуле

Q3=VГ*Hт.г.*1000= VГ*59*1000 = 59000*VГ,                                         Находим по справочным данным значения энтальпий

Q4= 1000*∆Н0298*Vг,                          

Расход воздуха определяем по формуле

Расход азота (поступает с воздухом) составит

VN2=V (возд.)- V(О2)=15,33-3,22=12,11 м3

Определяем общий приход теплоты в печь по формуле

Qприхода=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5,= 12684,38+59251,68*VГ,

Принимаем, что потери тепла составляют 5 процентов от общего прихода теплоты

Qпотерь = 0,05*=0,05*(12684,38+59251,*VГ) = 634,22+2962,58*VГ,          

Общий расход теплоты определяем по формуле

Qрасхода=Q6+Q7+Q8+Qпотерь=16579,45+20004,64+281,37*VГ+634,22+2962,58*VГ,

Qрасхода = 37395,31+31099,58*VГ,

12684,38+59251,68*VГ = 37398,31+31099,58*VГ

VГ = 0,88 м3/с

Определяем объем катализатора в трубах по формуле

Определяем суммарный, объёмный расход парогазовой смеси

G″=m+Gсырья = 201500+30000 = 231500 нм3/час

Определяем внутренний диаметр трубы по формуле

dвн = dнар-*2, 950 -20*2 = 910 мм

Число труб определяем по формуле

       

               

               Расчет объёма катализатора в трубах. Принимаем длину труб12 м, тогда при коэффициентности их заполнения катализатором  0,9 единицы .

Определяем объём катализатора в трубе по формуле

                                           

где  - объем катализатора в трубах, м3;

Вывод: получили тепловой поток парогазовой смеси, поступающей на сжигание =10199,04кВт, тепловой поток топливного газа=2,05 кВт, теплота сгорания топливного газа=51920кВт,\объем катализатора в трубах= , расход сырья=231500 нм3/час, число труб =50 штук. А эти данные намного больше чем обще известные данные.

Список использованной литературы.

1.Заботин Л.И. «Проектирование НПЗ. Методические указания по курсовому проектированию». СамГТУ 2005г.