Nhiệt dung riêng của các cấu tử trong khí tự nhiên
CPCH4 = 6,73 + 10,2 . 10-3T - 1,118 . 105T-2 CPC2H6 = 3,89 + 29,6 . 105T-3
CPC3H8 = 0,41 + 64,71 . 10-3T CPN2 = 6,66 + 1,02 x 10-3T thay T = 8730K vào công thức trên ta được:
CPCH4 = 15,49 (kcalo/mol.độ) = 0,69 (kcalo/m3.độ) CPC2H6 = 29,73 (kcalo/mol.độ) = 1,33 (kcalo/m3.độ) CPC3H8 = 56,9 (kcalo/mol.độ) = 2,54 (kcalo/m3.độ) CPN2 = 7,53 (kcalo/mol.độ) = 0,337 (kcalo/m3.độ) Nhiệt dung riêng (Cp) của khí tự nhiện.
Theo (1) ta có:
CPKTN = 0,9733 . 0,69 + 0,0077 . 1,33 + 0,0116 . 2,54 + 0,0074 . 0,337= 0,714(kcal/m3.độ)
Nhiệt do khí nguyên liệu mang vào
Q = V . CP . Trong đó:
Q: Nhiệt lượng do khí nguyên liệu mang vào (kcal) V: Thể tích khí mang vào (m3)
T: Nhiệt độ khí mang vào ( 0K) * Lượng nhiệt do oxy kỹ thuật mang vào
Q1 = V . CPO2KT . T (2) Với 100m3 khí tự nhiên cần 59 (m3) oxy kỹ thuật Tại 6000C (8730K) thì 59 (m3) khí tự nhiên có thể tích
V = 59,0 . 873/273 = 188,670 (m3) Thay giá trị V, CPO2KT, T vào biểu thức ta có
Q1 = 188,670 . 0,362 . 873 = 59624,729 (kcal) Lượng nhiệt do khí tự nhiên mang vào, Q2
Q2 = V . CPKTN . T V: Thể tích khí tự nhiên ở 6000C (8730K)
GVHD: Dương Khắc Hồng 36 V = 319,780 273 873 . 100 (m3)
Thay các giá trị vào ta tính được
Q2 = 319,780 . 0,714 = 199326,046 (kcal) Hiệu ứng nhiệt của phản ứng: Q3 (kcal/mol)
Ta có: Q3 = ΣQic - ΣQid
Qic: Nhiệt sinh của cấu tử thứ i sau quá trình nhiệt phân (kcal/m3) Qid: Nhiệt sinh của cấu tử thứ i tham gia quá trình nhiệt phân (kcal/m3)
Bảng 12: Nhiệt sinh của các cấu tử
Tên cấu tử Nhiệt sinh (kcal/m3)
CH4 798,6 C2H6 903,39 C3H8 1080 C2H2 -2419 C2H4 -558 C3H4 -2050 CO2 4200 CO 1180 Hơi nước 2580
* Nhiệt sinh tổng của chất tạo thành: Q4
Q4 = ΣVi . Qi
Với Vi, Qi là thể tích và nhiệt sinh của các cấu tử tương ứng trong hỗn hợp sản phẩm khí.
Theo bảng (11): Cứ 19609,334 (m3) KTN thu được 29328,046 (m3
) khí sản phẩm và 10825,909 (m3) hơi nước.
Vậy cứ 100m3 KTN thu được
561 , 149 334 , 19609 046 , 29328 (m3) khí sản phẩm 218 , 55 334 , 19609 100 . 10825 (m3)hơi nước
GVHD: Dương Khắc Hồng 37
Vậy ta tính được :Q4
Q4= 149,561[0,085.(-2419) + 0,004.(-558) + 0,255.1180 + 0,03 . 4200]+ 55,219 . 2580
Q4 = 175224,3709 (kcal)
Nhiệt cháy tổng cộng và hỗn hợp khí tham gia quá trình nhiệt phân: Q5 = ΣVi . Qi
Với Qi, Vi: là nhiệt sinh và thể tích của các cấu tử tương ứng trong hỗn hợp khí tham gia phản ứng
Q5 = 97,48 . 798,6 + 0,77 . 903,39 + 1,16 . 1080 = 79795,938 (kcal) Khi đó nhiệt của phản ứng Q3 là
Q3 = Q4 - Q5 = 175224,371 - 79795,938 = 95428,4339 (kcal)
Mất mát nhiệt ra môi trường xung quanh là 5% tổng nhiệt mang vào
Qmm=0,05 (Q1 + Q2 + Q3)= 0,05(59624,792 + 199326,046+95428,433)=17718,963 (kcal)
Giả sử khí thoát ra khỏi quá trình tôi không còn hơi nước. Ta tính nhiệt độ khí nhiệt phân khỏi quá trình tôi.