luận văn Công nghệ hoá khí than

Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn LỜI CẢM ƠN Em xin dành trang đồ án để tỏ lòng biết ơn chân thành đến q Thầy, Cơ - người hết lòng dạy dỗ, truyền đạt tri thức khoa học kinh nghiệm q báu để em có ngày hơm Trước hết, em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Thanh Sơn trực tiếp bảo hướng dẫn em thực đề tài Em xin cảm ơn Thầy, Cô hỗ trợ mặt tư liệu để em có điều kiện hồn thành tốt đồ án Sau xin chân thành cảm ơn tất bạn bè động viên, giúp đỡ vượt qua khó khăn suốt thời gian thực đồ án Do thời gian thực đề tài hạn chế, trình thực đề tài gặp nhiều khó khăn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em xin chân thành đón nhận ý kiến đóng góp q thầy bạn Đà Nẵng, ngày 29 tháng 05 năm 2009 Sinh viên thực Lương Thế Huy SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn LỜI NÓI ĐẦU Lý chọn đề tài Năng lượng kỹ XXI vấn đề nóng hổi tồn cầu Khi nguồn nhiên liệu dầu khí đốt dự báo cạn kiệt vòng 50 đến 60 năm tới, dẫn đến giá dầu, khí ngày tăng cao làm cho nhiều ngành sản xuất phụ thuộc nhiều vào nguồn nhiên liệu phải lao đao đặc biệt quốc gia nhập dầu, khí Các nguồn lượng tái tạo : lượng mặt trời, lượng gió, địa nhiệt, lượng biển… năm gần người ta nghiên cứu ứng dụng nhiều, hiệu suất thiết bị thấp, chưa thể đáp ứng nhu cầu sử dụng lượng Trong nguồn nhiên liệu hố thạch than đá với trữ lượng lớn phân bố rộng khắp tồn cầu Vì vậy, để giải vấn đề lượng vài trăm năm tới việc sử dụng than đá vẩn giải pháp có ưu Nhưng vấn đề nguồn nhiên liệu sử dụng theo lối truyền thống phát thải lớn điều thời đại ngày Trong năm gần đây, người ta ứng dụng nhiều phương pháp đốt chuyển nhiên liệu than thành dạng nhiên liệu khác có hiệu quả, giảm thiểu nguồn khí thải gây nhiểm môi trường, chuyển than đá thành nhiên liệu lỏng, rửa than đặc biệt khí hố than đá Khí hố than đá phương pháp để chuyển than đá thành khí đốt dùng làm nguyên liệu tổng hợp hóa chất Phương pháp ứng dụng nhiều năm gần đầy Đặc biệt Việt Nam với việc phát mỏ than lòng đồng Sơng Hồng với trữ lượng lớn gần 210 tỉ nguồn tài nguyên khổng lồ cho ngành lượng ngành công nghiệp khác.Tuy nhiên điều khó khăn mỏ than nằm sâu lòng đất có cấu tạo địa chất không ổn định, lớp đất đá vách trụ mềm nên khai thác theo phương pháp thơng thường hầm lò lộ thiên Vì việc thăm dò địa chất bổ sung nghiên cứu công nghệ phục vụ phát SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn triển bể than đồng Sông Hồng trọng tâm hoạt động công ty lượng Sông Hồng (SHE) SHE chủ động triển khai hợp tác nghiên cứu, chuyển giao cơng nghệ hóa khí than ngầm (UCG) với đối tác Trung Quốc, NhậtÚc, Mỹ Chính vậychúng ta cần phải nghiên cứu ứng dụng làm chủ công nghệ cho việc khai thác bể than đồng Sơng Hồng cách có hiệu tiềm vô to lớn với nước ta Đảm bảo chiến lược an ninh lượng đất nước Nhận thức vấn đề, thân định sâu vào lĩnh vực với mục đích tìm hiểu rõ cơng nghệ hóa khí than khả ứng dụng công nghệ Việt Nam Ý nghĩa thực tiễn Đề tài rõ hiệu việc sử dụng hóa khí than để chuyển than đá thành nhiên liệu khí, nhằm sử dụng hiệu nguồn than đá dồi mà không gây ô nhiễm môi trường lớn việc đốt than trực tiếp lợi ích kinh tế mà mang lại Qua giúp thấy tầm quan trọng công nghệ hóa khí than q trình phát triển quốc gia nói chung Việt Nam nói riêng SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HĨA KHÍ THAN 1.1 Lịch sử phát triển ngành khí hóa than 1.1.1.Khí hố than giới Cơng nghệ hố khí than cơng nghệ sản xuất khí đốt, oxy hố khối hữu than khơng hồn tồn Cơng nghệ hố khí than có lịch sử lâu đời trải qua thời kì phát triển suy giảm Khí đốt từ than thu lần vào năm 1792 Merdok nước Anh, lúc khí đốt xem sản phẩm kèm sản xuất "dầu trong" từ than Vào năm 50 kỷ XIX, có nhà máy sản xuất khí từ than thành phố lớn vừa nước châu Âu bắc Mỹ vào hoạt động để cung cấp khí đốt cho dân thành phố dùng cho mục đích sưởi ấm, sinh hoạt chiếu sáng Lúc này, thời kỳ "thế kỷ vàng" cơng nghệ hố khí than Đến đầu năm 1960, khai thác dầu mỏ cận đông tây Xibir với giá rẻ khí sản xuất từ than, làm cho ngành cơng nghiệp hố khí than gần bị loại bỏ, lại vùng hoi nhà máy hố khí than Nam Phi vùng bị cấm mua dầu mỏ vùng trở thành vùng cơng nghiệp hố khí than giới tồn dầu mỏ Nhưng đến năm 1972, "khủng hoảng lượng giới bùng nổ", giá dầu mỏ tăng vọt từ -7 USD/thùng lên 24USD/ thùng Cuộc khủng hoảng lần mang đến cho giới học quan trọng tài nguyên lượng, hạn chế trữ lượng phân bố không đồng nguyên liệu cacbua hydro khả cạn kiệt chúng Trong trữ lượng khoáng sản rắn cháy loại than, đá phiến chứa dầu, cát bitum… lại phân bố đồng đều, trữ lượng phong phú với thời gian cạn kiệt chúng đánh giá tới nhiều trăm năm Chính khủng hoảng có tác dụng lớn, làm cho ý thức tiết kiệm lượng loài người nâng cao thêm Sau khủng hoảng đó, nước có nhiều than, than khơng có dầu mỏ bắt đầu phát triển SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn công nghệ chế biến than từ đống than cũ lưu lại từ trước theo cơng nghệ hố khí than Trong thời kỳ 1970-1980, nhà khoa học dự đoán than trở lại thời kỳ thứ hai "thế kỷ vàng" khả cạn kiệt dầu mỏ khơng xa Chính dự đốn dấy lên cơng trình nghiên cứu q trình cơng nghệ chế biến than Những cơng trình nghiên cứu thu sản phẩm nhiên liệu lỏng từ than phương pháp trực tiếp gián tiếp nước Mỹ, Đức, Anh, Nhật Bản, Liên Xô cũ … bắt đầu xây dựng chương trình cơng nghệ chế biến than qui mơ nhà nước Đã có hàng trăm hãng có tên tuổi giới tham gia trực tiếp vào lĩnh vực này.Tính đến năm 1980, có hàng chục loại thiết bị xưởng hướng dẫn chế biến than theo cơng nghệ hố khí, hố lỏng nhiệt phân đời Hóa khí than phát triển mạnh mẽ vào năm 1990 để sản xuất lượng phương pháp sử dụng chu kỳ nhị phân gồm khí cháy sử dụng cho tuốc bin khí, lại sản phẩm đốt sử dụng cho tuốc bin Nhà máy điện có qui mơ thương mại khí hố chu kỳ Cool water bang California Mỹ với công suất 100 MW (60 than/giờ) xây dựng từ năm 1983 Nhà máy sử dụng máy sinh khí Texaco cấp nhiên liệu dạng huyền phù than Đến năm 1993, có tới 18 nhà máy điện hoạt động theo phương pháp hố khí chu kỳ sử dụng nhiên liệu rắn với công suất nhà máy từ 60-300MW nước giới đưa vào sử dụng Tổng công suất thiết bị hố khí than giới đến năm 1995 lên tới 30000 MW.h đến năm 2002 gần 50000 MW.h, dự đoán năm 2004 lên đến 60000 MW.h Cơng nghệ hố khí than giới phát triển cách nhanh chóng, xu hướng chung theo phương pháp hố khí than chu kỳ phương pháp đảm bảo tính an tồn cho sinh thái,do khí than làm sơ bộ, lượng chất khí có hại như: SO2, NOx… hạt bụi rắn giảm bớt Ngồi ra, hố khí than sử dụng chu kỳ nhị phân nên hệ số có ích nhà máy điện tăng lên, nhờ mà giảm tiêu hao nhiệt riêng Nhà máy điện hố khí than chu kỳ với nhiên liệu rắn lại có giới hạn chất nhiễm thấp Vì vậy, nay, hố khí than chu kỳ xem hướng phát triển có triển vọng ngành lượng Từ năm SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn 1970 đến nay, nước giới sản xuất loại lò sinh khí để hố khí than có cơng suất tính theo than 100 tấn/giờ qui mơ cơng nghiệp, là: - Lò sinh khí hố khí than theo lớp Tổng số lò sản xuất 930 lò, có 160 lò sinh khí kiểu "Lurgi" - Lò sinh khí tầng sơi kiểu Vinklera Tổng số lò sản xuất 40lò - Lò sinh khí than cám kiểu Kopperxa-Totxeka Tổng số lò đưa vào sử dụng 50 lò Đức nước có cơng lớn nghiên cứu phát triển cơng nghệ chế biến than, có cơng nghệ hố khí than Nghiên cứu phân tích cơng trình cơng nghệ hố khí than cho thấy, lò sinh khí có triển vọng loại lò sinh khí thực nguyên lý công nghệ sau: - Sử dụng lò phản ứng nhiệt tự động tầng - Sử dụng nhiên liệu có độ hạt bé, thường từ 100 micron trở xuống - Sử dụng áp suất cao, thường MPa Kinh nghiệm cho thấy, tăng áp suất lên cao không đạt hiệu quả, đồng thời dẫn đến làm cho cấu tạo lò thêm phức tạp giảm độ tin cậy Nhiệt độ hố khí khoảng 1500 ÷ 22000C thích hợp nhất, với nhiệt độ đảm bảo độ bền vật liệu chế tạo đủ để xỉ lỏng tách Lò sinh khí để hố khí than cám loại lò có cơng suất dự trữ lớn, kồng kềnh đơn giản chế tạo Nhưng loại lò có nhược điểm hệ số tác dụng có ích hố khí thấp, thường đạt khoảng 70-72%, lò khác đạt tới 80% Để khắc phục nhược điểm này, có nhiều quan nghiên cứu nhiều nước tiến hành theo hướng khác nhau, có Đức nghiên cứu hạ nhiệt độ đưa vào thiết bị xuống 1000 ÷ 11000C, Pháp nghiên cứu hạn chế nhiệt độ làm mềm xỉ hoá khơng nâng hệ số tác dụng có ích hố khí than Trong thời kỳ 1990-1992, Viện Katekhii than Nga nghiên cứu lò sinh khí kiểu đạt hệ số tác dụng có ích hố khí than lên tới 77 ÷ 80 %, đảm bảo suất thiết bị khơng bị giảm xuống, lò sinh khí "Katek" Lò sinh khí "Katek" loại bỏ giải pháp cổ truyền bảo vệ thành lò khơng bị xỉ bám Lò phản ứng thực dạng ngăn, ngăn có vỏ bọc sinh SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn hàn nước vào thiết bị theo phương tiếp tuyến để bảo vệ thành lò Hạt xỉ nóng chảy rơi vào lớp ranh giới cạnh thành lò phản ứng làm nguội nhiệt độ nhiệt độ làm mềm rắn, lại khơng bám vào thành lò Giải pháp cơng nghệ lò "Katek" cho phép chuyển pha "xỉ lỏng sang xỉ rắn" làm cho phần khoáng than khơng bám vào thành lò phản ứng Nhờ giải pháp mà chi phí Oxy giảm xuống từ 16 – 25 % tăng hệ số tác dụng có ích hố khí than lên đến 77 ÷ 80 % Chi phí nước lò 20 ÷ 100 kg/tấn than phụ thuộc vào cơng suất lò sinh khí 1.1.2 Hiện trạng sử dụng cơng nghệ hóa khí than số quốc gia giới 1.1.2.1 Khí hóa than Trung Quốc Trung Quốc nước có mức tiêu thụ than chiếm 1/3 tổng lượng than toàn cầu than tham gia vào 70% nguồn lượng quốc gia Ngay có phát triển nguồn lượng khác Trung Quốc nước ngày tăng mức tiêu thụ than, đặc biệt vào lĩnh vực sản xuất hóa chất điện Vấn đề mà Trung Quốc quan tâm sử dụng than có hiệu tác hại mơi trường Cho đến năm 90 kỷ trước tổng lượng NH3 lỏng sản xuất Trung Quốc vào khoảng 21,289 triệu Trước đó, năm 1970 - 1980, Trung Quốc xây dựng 16 nhà máy sản xuất NH3, nhà máy có cơng suất 1000 NH3/ ngày Trong số nhà máy có nhà máy từ than Công ty Lurgi thiết kế với công suất 900 NH3/ ngày, sản phẩm thu DAP, đặt Lucheng, Shanxi Hiện nhà máy sản xuất NH3 từ than điển hình Trung Quốc Hóa chất Ngơ Kinh, Liễu Hóa, Hà Trì, An Hóa, Lỗ Nam, Thạch Gia Trang đa số nhà máy sử dụng lò khí hóa kiểu cũ (LURGI) với kích cỡ φ2745, φ3000 φ3600 để khí hóa than Trong số nhà máy có số nhà máy sử dụng lò khí hóa than theo cơng nghệ TEXACO, nhà máy Lỗ Nam, Ngô Kinh Trong vài năm gần đây, Công ty Shell Global Solution Sinopec Trung Quốc tiến hành số dự án liên doanh 50 - 50, sử dụng cơng nghệ khí hóa than theo cơng nghệ SHELL để sản xuất phân bón Nhà máy SINOPEC/ SHELL cơng suất than 2000 tấn/ ngày đặt Dongting - Hunan, cách Đông Nam Thượng Hải 900km SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn Nhà máy sử dụng nguyên liệu than thay cho Naphtha để sản xuất khí tổng hợp phục vụ ngành sản xuất phân bón Vào năm 2004 nhà máy trị giá 140 triệu USD vào vận hành SINOPEC SHELL cho vận hành hai nhà máy sản xuất phân bón từ than tương tự đặt Hồ Bắc (công suất 2000 than/ ngày) An Huy (1500 than/ ngày), dự kiến vận hành vào năm 2005 Công ty SHELL cung cấp quyền cơng nghệ khí hóa than cho số nhà máy khác Trung Quốc, nhà máy Yingcheng công suất 900 than/ ngày Lan Châu công suất 1200 tấn/ ngày để sản xuất phân bón Một liên doanh SINOPEC SHELL trị giá 136 triệu USD Yueyang xây dựng có cơng suất 2000 than/ ngày Các nhà máy sản xuất đạm từ than Trung Quốc giảm chi phí đáng kể sau chuyển sử dụng nguồn nguyên liệu đắt tiền naphtha sang nguyên liệu than khai thác địa phương Công nghệ tiên tiến giúp Trung Quốc giảm phụ thuộc vào nhập loại than đắt tiền Trung Quốc quan tâm tới Công nghệ CCGI - sản xuất điện - đạm SHELL Các nhà máy điện dự kiến đưa vào vận hành năm 2007 - 2008 Trung Quốc sử dụng công nghệ SHELL gồm có: - Nhà máy CCGI Yantai công suất 3000 than/ ngày Yantai - Nhà máy sử dụng than cốc than cám dự kiến sản xuất điện, hoạt động vào năm 2008 Đài Loan dự định cho vận hành nhà máy điện sở khí hóa than theo Cơng nghệ SHELL đặt Changbin, sử dụng 2000 than/ ngày, cho cơng suất 250 MW vào năm 2007 Nói tóm lại, Trung Quốc nước có nhiều nhà máy sản xuất phân bón từ than (có khoảng 60 nhà máy đạm từ than cỡ nhỏ dùng lò φ2.000 sử dụng than cục khí hóa, sản xuất NH3, NH4NO3 khoảng 40 nhà máy cỡ trung bình, sử dụng loại lò φ3000 ÷ 6000 với tổng cơng suất 100.000 NH3/ ngày) Trung Quốc hiện đại hóa (tự động hóa) cơng nghệ sản xuất NH3 từ khâu khí hóa than đến tổng hợp NH3, điển hình nhà máy Ngơ Kinh, An Hóa điều quan trọng để tự động hóa nguồn cung cấp than phải ổn định chất lượng, SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn thiết bị sử dụng phải có độ tin cậy cao, hệ thống điều khiển phải có độ xác lớn, bền mặt khác điều hành phải tuân thủ nghiêm ngặt quy trình thao tác 1.1.2.2 Khí hóa than Nam Phi Nam Phi có trữ lượng than lớn, từ loại than antraxit chất lượng cao đến loại than bitum chất lượng thấp (hàm lượng tro cao) Than bitum sử dụng nguồn cung cấp nhiệt cho nhà máy nhiệt điện cung cấp cacbon cho nhà máy hóa chất Sản lượng amoniac Nam Phi đạt 627000 tấn/năm, chủ yếu dựa cơng nghệ khí hóa than 1.1.2.3 Khí hóa than Ấn Độ Khả sẵn có để khai thác sử dụng yếu tố chi phối việc lựa chọn nguyên liệu cho ngành sản xuất phân bón Ấn Độ Xu hướng nguyên liệu dịch chuyển từ nguyên liệu rắn (than) khí lò cốc thập niên 1960 sang nguyên liệu lỏng (naphtha dầu nhiên liệu) thập niên 1970, đến khí thiên nhiên vào thập niên 1980 Nói chung, năm qua cơng ty Ấn Độ thường ưu tiên sử dụng khí thiên nhiên naphtha, sở phân bón sử dụng nguyên liệu than bị đóng cửa Nhưng có thời gian nguồn cung khí thiên nhiên eo hẹp bị cạnh tranh nhu cầu từ nhà máy phát điện Lượng khí thiên nhiên cần cho nhà máy sản xuất urê công suất 2200 /ngày tương đương lượng khí cần cho nhà máy nhiệt điện 250 MW Ấn Độ cố gắng giải vấn đề nguyên liệu nhiều cách khác nhau, từ nhập khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) đến xây dựng hệ thống đường ống vận chuyển quy mô lớn Người ta cho việc sử dụng trữ lượng than lớn Ấn Độ cho sản xuất amoniac urê góp phần giải tốn 1.1.2.4 Khí hóa than Mỹ Hiện than chiếm khoảng 52% nguồn nhiên liệu cho nhà máy điện Mỹ Nhưng dự báo tỷ lệ giảm dần 20 năm tới, xuống khoảng 45% Cũng Ấn Độ, việc sử dụng ngày nhiều khí thiên nhiên cho mục đích phát điện Mỹ đẩy giá khí lên cao, khiến cho ngành cơng nghiệp hóa chất khơng muốn tiếp tục trông cậy vào nguồn nguyên liệu Trong thập niên 1990, nhiều nhà máy sản xuất amoniac urê theo cơng nghệ khí hóa than Mỹ chết yểu, kể nhà SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn máy COGA Industries Ilinois, nhà máy sử dụng than có hàm lượng lưu huỳnh cao để sản xuất 900.000 urê/năm Vào thời điểm đó, nhà máy vận hành theo cơng nghệ khí hóa than, nhà máy Dakota Nhưng đến năm 2000, giá khí thiên nhiên lên đến đỉnh cao, người ta trở lại kế hoạch xây dựng nhà máy amoniăc theo cơng nghệ khí hóa than Đồng thời quy định phát tán khí thải tạo động lực cho cơng nghệ này,vì than khí hóa coi nguồn lượng tương đối Năm 2001, Công ty Farmland Industries bắt đầu xây dựng nhà máy khí hóa than gần sở sản xuất amoniăc Enid, Oklahoma Các nhà sản xuất khác cân nhắc đến việc làm theo công ty Chính phủ Mỹ khuyến khích áp dụng cơng nghệ khí hóa than phương pháp giảm thiểu mức độ ô nhiễm môi trường nhà máy nhiệt điện đốt than Chính phủ nước phân bổ tỷ USD cho chương trình nghiên cứu gọi "Cơng nghệ than sạch" phát triển mở đường cho xuất nhà máy tổng hợp, vừa sản xuất điện vừa sản xuất hóa chất từ khí tổng hợp amoniăc metanol Động lực tượng đáng quan tâm, giới người ta coi sản xuất amoniăc từ than công nghệ cũ không hiệu quả, lý nước khơng phát triển mạnh công nghệ Nhưng động lực từ Mỹ tạo bước đột phá quan trọng toàn giới cho sản xuất amoniăc từ ngun liệu than 1.2 Hóa khí than Việt Nam 1.2.1 Tình hình nhiên liệu sử dụng Việt Nam Trước đây, loại nhiên liệu nhập ngoại (xăng, dầu…) có giá thấp phần nhiều sử dụng loại nhiên liệu nhập ngoại Hiện nay, với việc tăng giá nhiên liệu dầu giới, sức ép chi phí nhiên liệu sở sản xuất tăng mạnh sở sản xuất có xu hướng thay nhiên liệu nhập ngoại nguồn nhiên liệu sẳn có nước nhiên liệu rẻ tiền Một nguồn nhiên liệu sẵn có than đá xem nguồn nhiên liệu mang tính chiến lược quốc gia Bảng cho nhìn tổng quan chi phí than đá so với loại nhiên liêụ khác SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang 10 Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn gN = GVHD: TS Trần Thanh Sơn 28.0,545 = 0,6178 ≈ 61,78% 24,7 + Ở nhiệt độ 2650C tra bảng I.273 [7] ta có nhiệt dung riêng cấu tử hỗn hợp khí là: CpH = 14,437 kj/kg.độ ; CpCO = 1,061 kj/kg.độ CpCO2 = 0,93 kj/kg.độ ; CpN = 1,0475 kj/kg.độ ⇒ Nhiệt dung riêng hỗn hợp khí nhiệt độ 2650C là: Cphh1 = 14,437 0.00972 + 1,061.0,317 + 0,93.0,0891 + 1,0475.0,6178 =1,207 kj/kg.độ ⇒ t1” = t1’ - Q1 12,4 = 400 − ≈ 1430C 0,04.1.207 G1 Cp hh ⇒ Nhiệt độ trung bình khí : t1 = 0,5.( t1’ + t1” ) = 0,5.( 400 + 143 ) = 271,50C Với giá trị nhiệt độ nhiệt dung riêng khí gần cũ , chênh lệch khơng đáng kể ta khơng cần phải tính lại Và ta lấy nhiệt độ khói t”1= 1430C, nhiệt độ trung bình khí t1= 271,50C thơng số khí ứng với nhiệt độ trung bình là: + Nhiệt dung riêng : Cp1 = 1,207 kj/kgđộ ; + Khối lượng riêng : ρ Khối lượng riêng hỗn hợp khí xác định theo cơng thức sau: ρ hh = r1 ρ + r2 ρ + ⋅ ⋅ ⋅ Trong : r1 , r2 ⋅ ⋅ nồng độ phần trăm thể tích cấu tử hỗn hợp đả biết ρ , ρ ⋅ ⋅ ⋅ khối lượng riêng cấu tử,kg/m3 Tra bảng I.274 [7] ρ H = 0,0454kg / m ; ρ co = 0,633kg / m ; ρ co = 1,002kg / m ; ρ N = 0,633kg / m ⇒ Khối lượng riêng hỗn hợp sẻ là: SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang 81 Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn ρ = 0,0454.0,12 + 0,28.0,633 + 0,545.0,633 + 0,05.1,002 = 0,578 [kg/m3] + Hệ số dẫn nhiệt hỗn hợp khí : λ1 Hệ số dẫn nhiệt hỗn hợp khí tính theo cơng thức sau λ hh = λ1 y1 + λ y + ⋅ ⋅ ⋅ (Công Thức I.37 [7]) λ1 = λ H y H + λ N y N + λ CO y CO + λCO y CO Trong đó: λ1 ; λ2 … :là hệ số dẫn nhiệt cấu tử hỗn hợp y1 ;y2 … : nồng độ phần mol cấu tử hỗn hợp khí, nồng độ phần thể tích cấu tử hỗn hợp ta biết - Tra bảng I.274 I.275 [7], ta có : λ N = 0,0459w /mđộ ; λ H = 0,295w/mđộ ; λ CO = 0,04w/mđộ ; λ CO = 0,0367w/mđộ Vậy hệ số dẫn nhiệt hỗn hợp khí là: λ1 = 0,295.0,12 + 0,0459.0,545 + 0,04.0,28 + 0.0367.0,05 = 0,0735[w/mđộ] + Độ nhớt động học hỗn hợp khí ν : Để xác định độ nhớt động lực học ν ta cần xác định độ nhớt hỗn hợp khí μ1 , theo công thức thưc nghiệm μ hh = m1 μ1 M 1Tth1 + m μ M Tth + ⋅ ⋅ ⋅ m1 M 1T1 + m M T th + ⋅ ⋅ ⋅ (Cơng Thức I.19[7]) Trong đó: μ hh : độ nhớt hỗn hợp khí nhiệt độ t μ1 ; μ :độ nhớt cấu tử nhiệt độ t m1 ,m2 :là nồng độ phần thể tích cấu tử hỗn hợp ta đả biết M1 ,M2 trọng lượng phân tử cấu tử hỗn hợp Tth1 , Tth2 Là nhiệt độ tớ hạn cấu tử Giá trị MTth cho bảng I.97 [7] SVTH: Lương Thế Huy - Lớp 04N1 Trang 82 Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn GVHD: TS Trần Thanh Sơn Hay μ1 = : m H μ H M H TthH + m N μ N M N TthN + mCO μ CO M CO TthCO + mCO μ CO M CO TCO m H M H TH + m N M N T thN + mCO M CO TCO + mCO M CO TCO Tra bảng I.274 [7] Ta có: μ N = 2,663.10-5N.S/m2 ; μ H = 1,278.10-5N.S/m2 ; μ CO = 2,691.10-5N.S/m2 ; μ CO = 2,522.10-5N.S/m2 M H TthH = 8,13 ; Từ bảng I.97 ta có: M N TthN = 59,5 ; M CO TthCO = 61,4 ; M CO TthCO = 115,5 ⇒ μ1 = 0,12.1,278.10 −5.8,13 + 0,545.2,663.10 −5.54,5 + 0,28.2,691.10 −5 61,4 + 0,05.2,522.10 −5.115,5 0,12.8,13 + 0,545.59,5 + 0,28.61,4 + 0,05.115,5 = 148,43.10 −5 = 2,63.10 −5 [N.S/m2] 56.37 Từ công thức I.21 [7] ta có : ν =k μ 2,63.10 −5 -6 ⇒ ν1 =1 = 45,5.10 [m /s] ρ 0,578 + Hằng số Pran: Pr = ν a = Cp1 μ1 λ1 1,207.10 3.26,3.10 −6 = = 0,432 0,0735 Từ ta có : Chuẩn Râynơn: Rf = ω1 d 10.32.10 −3 = = 0,75.10 −6 ν1 45,5.10 Vì chn Râynơn 2300