Розхідна частина

Тепло виводиться із зони газифікації наступним чином. З хімічною енергією генераторного газу, з фізичним теплом генераторного газу і з фізичним теплом шлаку. Розглянемо ці статті балансу окремо.

Хімічна енергія генераторного газу, кДж/кг: ,

де СО і СН₄ – вміст відповідних компонентів в кінцевому складі генераторного газу %.

Фізична енергія генераторного газу, кДж/кг ,

де t_S – температура газу, що покидає установку, °С;

с_S^t – теплоємність генераторного газу при температурі t_S, кДж/(м³×К).

Теплоємність газу в залежності від температури розраховується наступним чином ,(2)

де с_СО^t, с_N2^t_, с_CO2^t, с_H2O^t, с_CH4^t, с_H2S^t – теплоємності відповідних компонентів взяті в довіднику [3] в залежності від температури, Дж/(м³×К).

СО, СН₄, Н₂О, СО₂, N₂, H₂S – вміст відповодних компонентів в генераторному газі, %.

Фізичне тепло шлаку, кДж/кг ,

де t_шлак – температура шлаку, що видаляється з зони газифікації, °С; с_шлак – теплоємність шлаку при температурі t_шлак, кДж/(кг×К).

Для всіх варіантів необхідно прийняти t_шлак рівним 500 °С.

Оскільки сумарна енергія приходної і розхідної частин дорівнюють одна одній, то концепцію теплового балансу в більшості випадків використовують для визначення температури генераторного газу, що покидає установку.

Для цього виводимо наступну залежність:

Розрахунки по цій залежності носять ітераційний характер. Тобто спочатку задаємося температурою генераторного газу, розраховуємо його теплоємність за формулою (2), що відповідає цій температурі. Далі розраховуємо температуру газу за формулою і порівнюємо отримане значення з прийнятим. У випадку збігу з помилкою, що не перевищує 5°С вважаємо рішення закінченим. Якщо ж помилка перевищує 5°С повторюємо ітераційну процедуру. Для отриманої за формулою температури розраховуємо теплоємність з її допомогою заново розраховуємо значення температури газу за формулою і порівнюємо з попереднім значенням і так далі доти різниця між двома значеннями не буде менше заданої допустимої розбіжності.

6 ОЦІНКА ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВОСТІ

Оскільки природний газ має теплоту згоряння вищу, ніж генераторний газ, то для заміни 1 м³ природного газу необхідно декілька м³ генераторного газу. Кількість генераторного газу, що може при згорянні виділити таку ж кількість теплоти як 1 м³ природного газу називається коефіцієнтом заміни і обчислюється як відношення теплот згоряння природного і генераторного газів:

Де – теплота згоряння природного газу, кДж/м³ (для всіх варіантів прийняти рівною 35000 кДж/м³).

теплота згоряння генераторного газу, кДж/м³

Вихід генераторного газу з газогенератора залежить від маси твердого палива, що переробляється в одиницю часу. Так якщо маса палива, що перероблюється за годину складає G кг/год, то годинна продуктивність газогенератора складає , м³/год.

Тоді об’єм природного газу (м³/год), який можна замінити на підприємстві за рахунок переробки G кг/год твердого палива складає: