烟气喷水降温计算
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一、初始条件
初态:-100Pa(G)140℃ 3450.79NM3/h,气体体积组成如下:CO2:13.66%H2O:14.54%SO2:0.02%N2:67.16%
O2:4.62%
冷却水温度按32℃考虑
终态:-600Pa(G) 60℃
二、计算说明
烟气喷水降温,至终态不含液态水,喷入的水全部汽化为水蒸汽,终态中含水量饱和。
三、物性查询
所有物性数据全部查自2002版化学工业出版社出版的《化学化工物性数据手册无机卷》。
1、60℃水的饱和蒸汽压为19919 Pa;
32℃饱和水的比热为4.178 J/g·K;
60℃的饱和水蒸汽比焓为2609.71 KJ/kg
2、各气体的比热见下表,单位为KJ/kg·K
项目0℃50℃
100℃
150℃
200℃
CO2/0.84290.8677/
0.9122
SO2/0.6224
0.6365/0.6634
O2/
0.91820.9230
0.9288
N2
1.039/ 1.040/
1.043
H2O
140℃时为2.245;60℃时为1.924
四、进出口温度下比热计算
按上面表格中物性采用内插法计算进出口温度下的气体比热(单位:KJ/kg·K)。
项目CO2SO2
O2N2
H2O
140℃0.88550.64730.9277 1.042
2.245
60℃0.84790.62520.9192
1.0396 1.924
五、能量衡算
假定需水量为n kmol
CO2:3450.79×13.66%=471.378 NM3/h=21.044 kmol
H2O:3450.79×14.54%=501.745 NM3/h=22.399 kmol
N2:3450.79×67.16%=2317.551 NM3/h=103.462 kmol
O2:3450.79×4.62%=159.426 NM3/h=7.117 kmol
SO2:3450.79×0.02%=0.69 NM3/h=0.031 kmol
1、输入热量
气体带入热量:
(21.044×44.01×0.8855+22.399×18.02×2.245+
103.462×28.01×1.042+7.117×32×0.9277+0.031×64.06×0.6473)×140
=694190.13 KJ
水带入热量:n×18.02×4.178×32=2409.2n KJ
2、输出热量
气体带出热量:
(21.044×44.01×0.8479+22.399×18.02×1.924+103.462×28.01×1.0396+7.117×32×0.9192+0.031×64.06×0.6252)×60
=287109.29KJ
水变为水蒸汽带出热量:
n×18.02×2609.71=46974.78n KJ
3、进出能量平衡
694190.13+2409.2n=287109.29+46974.78n
解得:n=9.134 kmol=164.6 kg
说明:气体按理想气体的比热,比热不是线性变化的,按内插法等比例折算后计算所用的比热要小于实际的比热,水蒸汽按饱和水蒸汽的比热,而初始状态的水蒸汽为过热状态,其实际比热值要大于计算所用的比热值,所以计算结果比我第一版的结果要小一些,但两版的计算方法都没有问题