江苏大学课程设计气化炉计算说明书word(仅供参考).docxVIP

PAGE 2 江苏大学课程设计气化炉计算说明书word（仅供参考） 其中涉及到的物料平衡和能量平衡参考： 江苏大学课程设计气化炉计算说明书excel（已上传到百度文库） 一：气化炉本体主要参数的设计计算 初步设计该上吸式气化炉消耗的原料为G=600kg/h. 初步确认气化强度Φ为200kg/(m2·h) 原料 工业分析(wt.%,ar) 元素分析(wt.%,ar) LHV M V A FC C H N S O* (MJ/kg) 树皮 3.09 80.20 4.00 12.71 50.30 5.83 0.11 0.07 36.60 18.01 1. 实际气化所需空气量VA 由树皮的元素分析可知木屑中主要含有C、H、O而N、S的含量可以忽略不计，则： a、碳完全燃烧的反应： C + O2= CO2 12kg 22.4m3 1kg碳完全燃烧需要1．866N氧气。 b、氢燃烧的反应： 4H + O2 ＝ 2H20 4.032kg 22.4m3 1kg氢燃烧需要5.55N氧气。 因为原料中已经含有氧[O]，相当于1kg原料已经供给[O]×22.4/32=0.7[O]N氧气，氧气占空气的21％，所以生物质原料完全燃烧所需的空气量： = (1.866[C]+5.55[H]-O.7[O]) 式中 V——物料完全燃烧所需的理论空气量 m3/kg C——物料中碳元素含量 % H——物料中氢元素含量 % O——物料中氧元素含量 % 因此，可得 V= (1.866[C]+5.55[H]-O.7[0]) = (1.866×50.30％ +5.55×5.83％-O.7×36.60％) =4.790(/kg) 为理论上的木屑完全燃烧所需的空气量，考虑到实际过程中的空气泄漏或供给不足等因素，加入过量空气系数，取=1.2，保证分配的二次通风使气化气得到完全燃烧。因此，实际需要通入的空气量V~ V~=V=1.2×4.790=5.748(/kg) 因此，总的进气量为5.748/kg 由上图取理论最佳当量比ε为0.3，计算实际气化所需空气量： VA=ε*V~=0.28*5.748=1.609m3/kg 2.可燃气流量q 空气(气化剂)中N2含量79％左右，气化生物质产生的燃气中N2含量为55％左右，考虑到在该气化反应中N2几乎很少发生反应，据此，拟燃气流量是气化剂(空气)流量的1.44倍，则可燃气流量q为： q=G*VA*1.44=600*1.609*1.44=1390 m3/h 3.产气率 VG VG =/G=1390/600 =2.317(/kg) 4.燃气成分定为： 燃气成分 CO CO2 H2 CH4 C2H6 O2 N2 28% 4% 6.50% 5% 0.50% 1% 55% 5.燃气的低位发热量为： QG,net=12.63×28%+10.79×6.5%+35.81×5%+63.74×0.5%=6.347MJ/m3 6.气化炉效率为： η=( QG,net×VG)/LHV=(6.347×2.317)/18.01=82% 7.热功率 = QG,net×/3600=6869×1390/3600=2652(KW) 8.炉膛截面积 =600/200=3 9.炉膛截面直径 ===1.955m 取2m 满炉加料，拟定气化炉连续运行时间T=6h 炉膛的原料高度 L=600×6/(3×300)=4 式中：一生物质原料在炉膛中的堆积密度,由于使用的原料是树皮，取=300kg/m3 10.气化炉内筒的高度系数 物料在炉内应有足够的滞留时间，这与燃烧层的高度及物料与气流运动有关，要保证生物质原料气化耗尽。剩下的残灰体积小于燃料体积，设为原料气化体积收缩率，H为气化炉内筒实际高度，则在加料次数为n次时，实际可加进的燃料高度L为 记=为气化炉内筒的高度系数。 参考有关文献和经验，生物质原料气化的收缩率取0.4，由此可得： =1，=1.4，=1.56，=1.624，=1.6496,```````` 11.内筒高度h 气化炉加满原料后，经过一段时间运行，原料耗尽，在不排灰的情况下，可再次加入原料继续运行。这个过程理论上可进行无限多次，实际上只有开始几次加料有实用价值。取=1.4，当需要气化燃料高度为L=4m时，相应的气化炉内筒实际高度h为： =4/1.4=2.857m 考虑到气化炉点火时灰烬需要占用一定的空间，且要保证炉内的原料能够在一定的压力作用下稳定地下移，物料的顶部也需要一定的气流和加料空间，综上，设计中炉子内筒 实际高度取h=4m。 二：气化系统的物质平衡 取进入系统的生物燃料量为1kg，对于物质质量相等，可以写作 1+MM=MG+ML+MC