Состав сухого конвертированного газа

Газ	Объем, м3	Содержание, %(об.)	Масса, кг
СН4	0,55	0,3	0,39
Н2	108,2	58,8	9,66
СО2	4,92	2,67	9,66
СО	28,32	15,4	19,25
N2	0,36+53,4+0,79=42,55	23,1	53,18
Всего	184,54	100,2	92,14

Количество водяного пара в конвертированном газе составляет:

49,6+23,07=72,67 м³;

72,67*(18/22,4)=58,40 кг.

Отношение пар/газ равно: 72,67/184,2=0,39.

Отношение: соответствует заданному.

Представим материальный баланс конвертора второй ступени в виде таблицы 3.

Таблица 3

Материальный баланс конвертора второй ступени

Приход	кг	м3	Расход	кг	м3
Газ из трубчатой печи			Конвертированный газ
СН4	7,25	10,02	СН4	0,39	0,55
СО	12,8	10,19	СО	35,1	28,32
СО2	26,47	13,32	СО2	9,66	4,92
Н2	5,91	66,2	Н2	9,66	108,2
N2	0,48	0,36	N2	53,18	42,55
Н2О	39,96	49,6	Н2О	58,4	72,67
Воздух
О2	16	11,2
N2	52,84	42,19
Всего	161,71	203,08	Всего	166,39	257,21

Тепловой баланс

Приход тепла:

Теплота паро-газовой смеси, входящей в конвертор:

Q_см = V_г·С_г·t^вх = (100+49,6) ·1,55·700=159900 кДж;

[где 1,55 – средняя теплоемкость влажного газа при 700⁰С кДж/(м³·К)].

Теплоту, выделяющуюся при конверсии, определяем по закону Гесса. Энтальпии образования исходных веществ и продуктов реакции принимаем следующими:

Вещества	СО2	СО	Н2О	СН4
∆Н, кДж/м3	17550	4940	10800	3300

Теплота реакции:

Q_р = ∑(∆H_i·V_i)_расход – (∆H_i·V_i)_приход;

Q_р=0,52·3300+28,32·4940+4,9·17550+72,67·10800-

- (10,0·2880+10,19·49,04+13,3·17550+49,6·10880)=172300 кДж.

Теплота, вносимая воздухом:

Q_возд=V_возд·C_возд·t^вх = 53,4·1,296·18=1250 кДж.

Общий приход тепла: Q_пр = Q_см +Q_р +Q_возд = 159900 +172300+ 1250 =333450 кДж.

Расход тепла:

Теплота, уносимая паро-газовой смесью из конвертора:

Q_к.г.=V _к.г. ·C _к.г. ·t^вых = 256,9·1,55·900=358376 кДж;

[где 1,55 – средняя теплоемкость влажного газа при 900⁰С кДж/м³*К)].

Теплопотери: Q_пот= 0,02∙ Q_пр =0, 02 ∙333450 = 6669 кДж.

Общий расход тепла: Q_расх = Q_к.г+Q_пот =358376 + 6669= 365045 кДж.

Q_расх - Q_пр =365045 – 333450= 31595 кДж – дефицит тепла.

Следовательно, требуется дополнительный подвод тепла в количестве 31595 кДж.

Составим тепловой баланс конвертора второй ступени (табл. 4)

Таблица 4