转锥式生物质热解装置中热载体加热炉设计计算
转锥式生物质闪速热解液化反应器生产能力的计算
Co mp t to fRo tn n a h Py o y i n q e a to u a in o t i g Co e Fls r lssa d Li u f c i n a
Re c o o o a s a t rf r Bi m s
Qt AO o c a , WANG h - a g CAO u we Gu - h o S u yn , Yo - i
的生 产 能力 是 以每小 时 被甩 出转锥 的生物 质来 表示
的。要知道每小时有多少生物质被甩 出反 应器 , 就必须
收稿 日 20— 10 期:06 0—5
交齿轮的设计任务表单 ; 4 b 为其处理结 果 , 图 () 显示为 设计 师上传 至数据 库 内的齿轮制 造要 求 ; 4 c 为设 图 () 计 者的 申请表单 ; 4 d 为其相应的处理结果 ; 4 e 图 () 图 () 为总设 计 师批 准设计 者 申请 ; 4 f为设 计 者对齿 轮 图 ()
.
u i z t ntc nq ewi o df tr . hep o u to a a l yi p ra t a a ee n d xfrted sg n tl ai e h iu t ag o uu e T r d cinc p bit sai o tn r m tra di e o e in a d i o h i m p n h e tn f h i. i ril u r t nin o o p tto a t o f tSp o u tc p i t. eatcep o i e xe d o euntT satcep t t h mo eat to nc m u in meh d o ’ rd c a a l y Th ril r vd d e a l i b i t e rtc u p  ̄ frt e i f oai gc n e co . h o eia s p o o d sg o ttn o er a tr l he n r
生物质锅炉计算
生物质锅炉计算生物质锅炉是一种利用生物质燃料进行能量转换的设备,它在能源的可持续利用和环境保护方面具有重要的作用。
本文将从生物质锅炉的原理、优势和应用等方面进行介绍和探讨。
我们来了解一下生物质锅炉的原理。
生物质锅炉利用生物质燃料作为燃料,经过燃烧产生热能,然后通过热交换器将热能转化为热水或蒸汽,供给工业生产或居民生活使用。
生物质燃料包括木屑、秸秆、麦straw 等植物纤维和废弃物等,其成分主要是碳、氧、氢和少量的氮、硫等元素。
生物质燃料的燃烧过程是一个氧化反应,通过释放燃料中的化学能转化为热能,从而满足能源需求。
生物质锅炉相比传统的煤炭锅炉具有很多优势。
首先,生物质燃料是可再生能源,其来源广泛且可持续。
生物质燃料可以来自农作物秸秆、森林废弃物、农业和工业废弃物等,这些废弃物通常会被焚烧或者处理掉,而利用它们作为燃料可以减少环境污染和资源浪费。
其次,生物质燃料燃烧产生的二氧化碳排放量较低,对减缓全球气候变化具有积极意义。
此外,生物质锅炉还可以通过高效的热交换技术提高能源利用效率,减少能源浪费。
生物质锅炉在多个领域有广泛的应用。
首先,在农业和林业领域,生物质锅炉可以利用废弃物和剩余物来产生热能,满足农田灌溉、加工生产等能源需求。
其次,在工业领域,生物质锅炉可以为工厂提供热水、蒸汽等能源,用于生产过程中的加热、蒸发等环节。
此外,生物质锅炉还可以用于供热和供暖领域,为居民区、学校、医院等提供热水和暖气。
同时,生物质锅炉还可以与其他能源设备相结合,如太阳能热水器、地源热泵等,形成能源系统的互补和协同效应,提高能源利用效率。
然而,生物质锅炉的应用也面临一些挑战和难题。
首先,生物质燃料的供应和储存是一个重要的问题。
由于生物质燃料的来源较为分散,其供应不稳定,需要建立完善的供应链和储存设施。
其次,生物质燃料的质量和燃烧性能也不尽相同,需要根据具体情况进行选择和调整。
此外,生物质燃烧过程中产生的灰渣和废气处理也需要引起重视,以避免对环境造成污染。
生物质锅炉热力计算书
㎡
4
炉墙总面积
F
㎡
5
炉排有效面积
R
㎡
6
炉膛周界面积
F
㎡
7
炉膛容积
V1
3m
辐射受热面积计算:
8
水冷壁管管径
d
m
按结构设计
9
管节距
S1
m
按结构设计
10
管中心到墙距离
e
m
按结构设计
11
前、顶墙水冷壁
管根数
n1
根
按结构设计
16
12
光管有效角系数
x1'
查图C2(S1/d=,e/d=)
13
覆盖耐火涂料层 水冷壁管有效角 系数
40
有效辐射受热面积
Hr1
2m
Hr'+Hr''
41
总有效辐射受热面积
Hr
2m
H3+Hr2+Hr'+2Hr1
42
水冷度
χ
χ=Hr/(F1-R)
43
炉膛有效辐射层厚
度
S
m
F1
44
火床与炉墙面积比
ρ
R/(F1-R)
九、炉膛热力计算
序
符号
单位
数值
号
名称
计算公式或来源
1
燃料低位发热量
Qar, net
KJ/kg
一、48t生物质锅炉热力计算
序 号
名称
符号
单位
计算公式及数据来源
结果
1
锅炉蒸发量
D
kg/h
设计给出
48
2
生物质直燃锅炉设计计算(详细)
生物质直燃锅炉设计计算生物质直燃锅炉设计计算3.1锅炉设计时主要的结构尺寸1)炉膛净空尺寸:250×250×14002)炉排有效面积250×600,共做3块,炉排小孔4mm,开孔率40%,炉排下两侧装导轨,机械传动3)前拱高200,长50;4)后拱高180,长3003)炉顶出口:天圆地方结构,出口60mm4)点火炉门80×80,装在侧强5)看火孔42mm6)炉前装料斗7)料层厚度60mm6)炉顶装省煤器,管子18mm,前后各布置测点一个。
8)每隔300mm一个测点,测点预留孔14mm,烟囱上布置一个测点9)支架高度800mm10)炉膛内衬80mm厚,布置抓钉11)整体用不锈钢外包装12)支架高度800mm13)整体外形长宽高:760×410×22003.2试验原料本试验是采用生物质颗粒燃料(玉米秸秆颗粒燃料),是由生物质燃料成型机压制而成的。
其尺寸是圆柱形,直径是8mm,燃料颗粒自然堆积密度为554.7kg/m3,其颗粒密度为1200kg/m3。
实验前用氧弹式量热仪测定玉米颗粒燃料的收到基净发热量qnet,ar ,qnet,ar=15132kJ/kg。
由燃料元素分析仪分别测定其收到基中C,H,N,S,O的含量,得到:Car=44.92%,Har=5.77%,Nar=0.98%,Sar=0.21%,Oar=31.26%。
用燃料工业分析仪分别测定其收到基水分含量(Mar),收到基挥发分含量(Var),收到基固定炭含量(Far),收到基灰分含量(Aar)。
如下:Mar= 9.15%,Var= 75.58%,Far= 7.56%,Aar= 7.71%。
3.3直燃锅炉设计的相关参数1)锅炉功率要求:10 kW;2)温度:查阅暖通空调设计指南(P63)可以得到室内空气温度在16-24℃范围内[2],在试验期间实际测得当时温度为16℃,室外环境温度t0=10℃,排烟温度tpy低于烟气露点,150℃左右[20],tpy =165℃;3)热负荷:查相关锅炉设计手册得炉排单位面积热负荷经验值700~1050kW/m2 [3-8],由于低温及燃料易燃尽时取上限,所以取qF= 1050 kW/m2;炉膛单位容积热负荷经验值235~350kW/m3 [3-8],因为低温及燃料易燃尽时取取上限,所以取qV= 350 kW/m3;4)过量空气系数:炉门和进料槽漏风系数△α= 0.2;炉膛进口空气过量系数α1= 1.5,炉膛出口空气过量系数α2,=α1+△α= 1.7;5)热损失:固体未完全燃烧损失q4=3.56%,CO未完全燃烧损失q3=2.5%,侧壁散发到室内的热量q5=0%;6)大气压力P=1atm总结以上数据绘制成下表1表1 直燃锅炉主要设计参数序号主要设计参数符号参数来源数值单位燃料参数1 燃料种类给定玉米桔杆2 燃料颗粒大小φs 燃料测定8 mm3 燃料颗粒自然堆积密度ρs 燃料测定554.7 kg/m34 灰渣自然堆积密度ρash 燃料测定1200 kg/m35 收到基碳含量Car 燃料元素分析仪测定44.92 %6 收到基氢含量Har 燃料元素分析仪测定5.77 %7 收到基氮含量Nar 燃料元素分析仪测定0.98 %8 收到基硫含量Sar 燃料元素分析仪测定0.21 %9 收到基氧含量Oar 燃料元素分析仪测定31.26 %10 收到基水分含量Mar 燃料工业分析仪测定9.15 %11 收到基挥发分含量Var 燃料工业分析仪测定75.58 %12 收到基固定炭含量Far 燃料工业分析仪测定7.56 %13 收到基灰分含量Aar 燃料工业分析仪测定7.71 %14 收到基净发热量qnet,ar 氧弹式量热仪测定15132 kJ/kg直燃锅炉参数15 功率W 10 kW16 温度thot,2 30-50℃,不超过70℃[1] 50 ℃17 室内空气温度thot,1 在16-24℃范围内选取[2] 16 ℃18 炉排单位面积热负荷qF 经验值700~1050kW/m2 [3-8] 1050 kW/m2低温及燃料易燃尽时取上限19 炉膛单位容积热负荷qV 经验值235~350kW/m3 [3-8] 350 kW/m3低温及燃料易燃尽时取取上限20 炉门和进料槽漏风系数△α参照文献[9]选取0.221 炉膛出口空气过量系数α2α1+△α 1.722 炉膛进口空气过量系数α1参考文献[10-13] 1.523 固体未完全燃烧损失q4 参考文献[14-16] 3.56 %24 CO未完全燃烧损失q3 参照文献[14-16]选取2.5 %25 侧壁散发到室内的热量q5 参考文献[17-19] 0 %26 室外环境温度t0 给定10 ℃27 排烟温度tpy 低于烟气露点,150℃左右[20] 165 ℃28 压力P 给定1 atm3.4烟气量的计算(1)二氧化物量vRO2二氧化物是指烟气中的量,其计算如下:vRO2=0.01866(Car+0.375Sar)=0.01866(44.92+0.375×0.21)=0.839676675Nm3/kg(2)理论空气量va,0理论空气量是指每千克固体、液体燃料或每标准立方米气体燃料在化学当量比之下完全燃烧所需的空气量。
转锥式生物质热解装置中热载体加热炉设计计算
1 热 载体 加 热 炉 理 论 设 计 计 算
11 计算 思路 .
热 载体加 热 炉实 际所 需要 的 热量 由 四部 分组 成 ,即 热 载 体加 热炉 烟 尾气 所 前 虽然热 载体加热 技术 的形 式多种 多样 ,
但是要 寻求一 种对转锥式生物质 热解装置 比较理想 的加热 方 式是 很 困难 的 ,因为它 需要加 热 固体 温度 达 到 5 0 5 ℃~
60 0 %,而且 要保持温 度变化不 大 ,这涉及 到调 温 、保 温 、
0 引 言
热载体加热技 术是转锥式生物 质热解装置 中的一 项关
加 热 过 程 中 的导 热 损 失 热量 和 隔 层 中 烟气 损 失 的 热量 ,
其 中 ,烟尾 气 热 量 可 再 循环 使 用 ,但 其 利 用效 率 不 高 , 为 保 证 热载 体 能 够 被 加热 到 6 0 0 ℃时 所 需要 的热量 ,仍
与 方 法 , 自行 设 计 制 造 一 种 新 型 的 热 载 体 加 热 装 置 , 以 解 决 生 物 燃 油 制 备 过 程 中 热 载 体 的加 热 问
题 ,为该 项技 术能够 推广 和 实际应 用奠定 基础 。 关键词 :生物质 ;热载体 ;气力输 送 ;传热 中 图分 类号 :T 3 B5 文 献标 识码 :A 文章编 号 :10 — 6 3 (0 6 4 0 4 0 0 2 6 7 2 0 )0 — 1 — 2
一
过 量 空 气 系 数 ( 11 1 ) 取 值 : .; = .~ . ; 2 11 由式 ( ) : 1得
有机热载体炉系统整体热力计算及程序实现
邵 阳 学 院 能 源 动 力 工 程 系 , 要 从 事 锅 主
Re l a in o g n c He tTr n fr M a e il ai to fOr a i a a se z tra
H e tr y tm a e sS se C E G X a —u , U S ii , U J —ig P N e g H N i h iH0 h- e X i xn , E G P n o j a
摘 要: 针对带有尾部受热面 的有 机热载 体炉 系统 整体热力 计算研 发 了一套简 单实 用的
热力计算程序 。对 于复杂 的热力计算模型 , 手工计 算和 ecl xe 编制 的表 格计算很难 找到平衡 点 , 运用 计算 机快速 的迭代计算 可以实现 有机热 载体炉系 统复杂 的整体热力 计算模 型。整体 热力 计算 系统程序精度高 、 速度 快 , 大大提高 了设计效率和市场响应能力。
t r e t r y tm s d v lp d I i d f c l t ar u o l x t e mo y a c c lu ain b n a ac l t n e i h ae ss s l a e wa e eo e . t s i u t o c ry o tc mp e h r d n mi ac l t y ma u c lu ai i o l o
Ke r y wo ds: ga i a r s e at ra a e s; s e h atr c v y bo lr;h r o na i alul i n; o- or n c he tt an f rm e i lhe t r wa t e e o er ie t e m dy m cc c ato pr
gr m a
旋转锥反应器生物质热裂解工艺过程及实验
旋转锥反应器生物质热裂解工艺过程及实验摘要旋转锥反应器生物质热裂解(Biomass thermal decomposition)是利用高温氧化(400-700℃)技术,将大分子生物质中的碳水化合物彻底还原,使生物质降解分解为简单成分废气、有机液体以及固体碳等产物。
旋转锥反应器生物质热裂解工艺采用真空热裂解技术,可以实现约60%气化率,从而大大提升燃料的利用效率。
本文主要介绍了生物质提取原料及旋转锥反应器生物质热裂解工艺,以及了设计实验装置进行实验的基本流程等。
1 引言现有的原油能源正面临着日渐枯竭的情况,且能源消耗大大提高了碳排放量,给全球注入了置环境及生态在恶化的过程,替代能源的发展日益成为国家关注的焦点,一些农副产品可以作为绿色能源,如:秸秆、木屑、豆类废渣这既可以改善环境,也可以增加农民收入,显示备受关注。
由于生物质结构复杂,需要经过物化变换以提升能源的投入,而旋转锥反应器生物质热裂解(Biomass thermal decomposition)工艺可有效实现把大分子生物质分解成小分子碳水化合物,发挥出它的价值,从而活跃起能源的改革。
本文介绍了旋转锥反应器生物质热裂解工艺,重点针对生物质提取原料、实验装置及物化要点,进行深入探究。
2 生物质提取原料生物质是燃料能源的一种,例如软木、水平内部残枝、农作物废渣、乳糖残渣等,通过物化、热裂解及碳氧化都可以从中提取价值更高的燃料能源,从而取代传统的原油能源。
由于生物质的不同种类及混杂条件,提取原油中碳水化合物是过程耗费巨大,且收率较低,因此,生物质热裂解技术非常有必要。
热裂解技术广泛应用于生物质脱气领域,可以实现生物质油、气、液、固混合分解。
热裂解主要有一次和二次热裂解,一次热裂解的温度范围为400-500℃,可以实现混合分解及气化,二次热裂解的温度在450-700℃,可以实现气体分离及液态碳水化合物的提取。
旋转锥反应器生物质热裂解工艺利用真空热裂解技术,可实现55-67%的气化率,0.2-2.5%的液体油收集率以及1.5-2.5%的碳收集率。
生物质锅炉热力计算
生物质锅炉热力计算英文回答:Biofuel Boiler Thermal Calculations.1. Introduction.Biofuel boilers are becoming increasingly popular as a renewable energy source. They offer a number of advantages over traditional fossil fuels, including reduced emissions, lower operating costs, and increased energy security. In order to design and operate a biofuel boiler efficiently, it is important to understand the thermal calculations involved.2. Heat Transfer.Heat transfer is the process by which thermal energy is exchanged between two objects. In a biofuel boiler, heat is transferred from the burning fuel to the water in theboiler. The rate of heat transfer is determined by a number of factors, including the temperature difference between the two objects, the surface area of the heat exchanger, and the fluid flow rate.3. Boiler Efficiency.The efficiency of a boiler is a measure of how much of the fuel's energy is converted into heat. The efficiency of a biofuel boiler is typically around 80-90%. This meansthat for every unit of fuel burned, 80-90% of the energy is converted into heat.4. Boiler Capacity.The capacity of a boiler is a measure of how much heat it can produce. The capacity of a biofuel boiler is typically measured in kilowatts (kW). The capacity of a boiler is determined by a number of factors, including the size of the combustion chamber, the type of fuel used, and the efficiency of the boiler.5. Thermal Calculations.The thermal calculations involved in designing and operating a biofuel boiler include:Heat transfer calculations: These calculations determine the rate of heat transfer between the burningfuel and the water in the boiler.Boiler efficiency calculations: These calculations determine the efficiency of the boiler, which is a measure of how much of the fuel's energy is converted into heat.Boiler capacity calculations: These calculations determine the capacity of the boiler, which is a measure of how much heat it can produce.6. Conclusion.The thermal calculations involved in designing and operating a biofuel boiler are essential for ensuring that the boiler operates efficiently and safely. Byunderstanding these calculations, you can design and operate a biofuel boiler that meets your specific needs.中文回答:生物质锅炉热力计算。
生物质旋转锥反应器的瞬态传热有限元模拟分析
c ns e aet e i f e e oft e tc n ci ,c nv cin a ou day c n ii s ttke i uain on t r n inthe tta se r — o i rt h n u nc d l he h a o du t on o e to nd b n r o d t on I a ssm lto he ta se a rn frp o c s oft o e co y fnt lm e ts fwa eAN S ,a ay e ottn o rns nth a rns rtmpeaur ed dsrbu in a i es hec ner a trb ieee n o t r i YS n lz sr aig c neSta i e tta f e e e rt e f l iti to tdf i - fr n i s aiae h ee ttme ,v l tst e mod lSrla it h o h t omp rs n w i cu lt mpeau e d e eibl t r ug he c i y a o t a t a e i h rt r ,whih p o i sane m eho o oai o c r vde w t d f rr tt ng c ne r a trSo tmiain dein a d vrua a ufcurn ndly h o d t ort e frh ra ay i o o aig c n h rm lsrs e co pi z to sg n it lm n a t ig a a st ef un ai f h u t e n lss fr ttn o e st e a tes on
中 图 分 类 号 :T 3 P9 文 献 标 识 码 :A d i03 6 /.s .0 2 6 7 .0 00 .0 o: . 9 i n10 — 6 32 1 . 0 8 1 9 s 4
转锥式生物质热解装置中热载体加热炉理论计算
2 L n agC ut EetcA pi c ru o Ld H i nj n og ag1 10 , hn ) . ogJ n ony lc i p lneG opC . t, e ogi g L nj n 6 0 C i i r a , l a i 1 a
Ab t a t A n w tp e t a r rp r g n t n wa e i e n e e d n y t s le te h ai g p o lmso e h a sr c : e e h a ri y o e ai fd s n d id p n e d ov e t rb e f h e t y c e o t g o h n t
各种气体成分的体积 :
035 = .19 m : . S )0 5 8 7 0
.
加 热炉 体积 参数 : h 1 m, f1 m, W 08 则 高 = . 长 =. 宽 = . 5 2 m。
箱体表 面积 :
S 2 ( .x1 + .x .+ .x . ) 79 m2 =x 1 2 . 08 15 12 08 = .2 5
Ke r : o s ;h a are ;p e y wo ds bima s e t rir n umai o v yng e t rn fr c t c n e i ;h a a se c t
转锥式生物质热解装置中热载体加热方案选择与设计
为它需要把热载体 ( 砂子 ) 加热到 50℃以上, 5 而且 要保持温度变化不大 , 这涉及到调温、 保温和冷却等
一
主反应器内部 的温度随之提高 , 转锥 ( ) 3 也被 加热 到了一定温度 , 热载体在主反应器 内经过多次循环
新型 生物质 闪速热解液化热戢体加 热装 置的设计及 改进 。 ‘
维普资讯
20 06年5 月
一
转锥式生物质热解装置中热载体加热方案选择与设计
种对本装置比较理想的加热 方案是很困难 的, 因
到一定高度时 , 打开风扇( ) 6 开始热风循环 。 热风在
o eH a ar ri oaig o eR atr( C f h et ri R tt C n ec t C e n n o R R)
De ie o o a sPy o y i v c fBi m s r l ss
CAO u- iW ANG h - a g, HANG in Yo we , S uyn Z Ja
1
.
引 言
吨 引。因此, 研究一种可将大量废弃生物质经济、 方 便地转换成可在一定程度上替代石油的技术 , 具有重
我国每年都有大量的生物质资源由于没有经济、 大的经济意义和社会意义。转锥式生物质热解装置 高效的利用技术 而被闲置废弃, 仅农业秸秆、 谷物壳 是一套制取生物燃油的新型设备 , 其中加热设备的设 皮每年的废弃量就达 4~5 亿吨【 -此同时 , l; 二 q 我国 计和研制决定和制约着该技术能否成功。 石油资源严重不足, 前年石油缺 口约达近亿吨口 , 目 J
n h d a a e ia v a e e eyh ai q ime th v e n k o rd al i pa t l a dt ea v tg sa d dsd a tg so v r e t ge up n a eb e n wn ga u l rcia n n n f n yn c
生物燃油生产过程中的热载体加热技术
本。本文简要介 绍 了生物燃油 生产过程 中热栽体加热技 术的研 究及进展 。 关键 词 : 生物燃油 ; 液化 ; 热载体 中图分 类号 :2 6 ¥ 1 文献标 识码 : A 文章编号 :0 1 4 6 ( 06 0 — 0 5 0 10 —4 2 20 )7 0 1— 3
Th c no o y o e tn hr ug H e tc r i rdurn he Pr c s e Te h l g fH a i g t o h a - a re ig t o es
据有关专 家估 计 ,生物 质能将成 为未来可持 续能 源系 统 中的重要 组成部 分 , 2 世 纪 中叶 , 到 1 采用新 技 术生 产的各种生物质替代 燃料将 占全球 总能耗 的 4 % 0 以上。 由此可见 , 物质能 的开发利用前 景十分广 阔 。 生
而生物质裂 解液化技术 己被认 为是最具 发展潜力 的生
维普资讯
稠
羲
建 中 蓖 燕 纛 加 热 鼓 术
周贯 平 。 王述洋 , 白雪双
( 东北林业 大学机 电工程 学院, 黑龙 江 哈 尔滨 104 ) 50 0 摘 要: 热栽体 加热是 生物燃 油生产过程 中的 关键 环节 , 热载体技术 先进 与否直接 关 系到 生物 燃油 的生产成
Ab t a t I’ ek yt c n lg u n h r c s f r d cn i— i t e t h o g e t c rir wh t e ’ sr c .t st e e h oo yd r gt ep o e so o u i gbo oloh a r u hh a- a re , eh ri s h i p t t
a v n e r o n e tdd rc l w t ec s o i- i T i p p r i l t d c dt er s a c n r ge s f e d a c do t s o n ce i t i t t f o ol h s a e nyi r u e e r ha d p o r s n ic e y h h o b . ma n o h e ot h
火焰直接加热的热载体炉炉内传热计算及最高膜温的确定
热载体炉在石油化工及轻工行业常有运用 ,中间 热载体在热载体炉 中加热 ,输送到后续 的换热器中与 介质换热。在换热器中,中间热载体与介质换热主要 以 对 流换 热 的形 式 进行 ,此 种换 热方 式较 为 缓和 ,介 质不 易结 焦 且 出 口温度 可精 确控 制 。
热 载体有水 、有机热 载体 和无机热载体 。饱和水 蒸汽做 为 中间热 载体只用 到 200 ̄C以下 ,高于 200℃, 相应 的蒸气压也要提高 ,系统压力上升 ,会使设备 、阀 门及管 线的投资增加 。有机热载体也就是导热油 ,可 以用 到 400 ̄C以下 。当需要 热媒 温度 达 到 400 ̄C以上 时 ,可 以采用 无机盐类做热载体 。熔盐是常用 的无机 盐 ,是 亚 硝 酸盐 、硝 酸盐 的混 合 物 。熔 盐 加热 到 500 ̄C, 都是稳定安全的。加热无机盐 的热载体炉不是政府监 管 范 围 ,这 点 与蒸 汽锅 炉及 有 机 热 载体 炉 不 同 。
2 炉 内传热计算
热载体炉 的核心部件为炉管 ,炉管 的设计关系到 热 载体 炉 的热 力性 能 及 安 全性 。国 内生产 制 造 的 热 载 体炉必须要经过国检所 的监检 ,出口的热载体炉通常 会要 求 按 照 ASME的标 准 设计 制 造 ,取 得认 证 钢 印 。炉 管及 炉 内换 热面 的设 计 是有 热力 计算 及 水力计 算 综合 考虑决定的 。通常采用校核计算的方法来核算换热 面 积。先初步假定结构参数 和面积 ,求 出换热量 ,求出换 热量和要求 的换 热量相符 (一般允 许有 2%以下 的误 差 )为止 。这也 就是 说 校核计 算 是最 常 用 的计 算 方法 u 。 无论哪种炉型 ,炉 内的换热计算框 图相似 ,主要分为辐 射换热及对流换热 。
生物燃气制气供气装置选型计算
第 l 9卷
第 2期
林
业
劳
动
安
全
Vo . 9, . 1 1 No 2
200 6年 5月
F ORE T S RY B0UR F 三 Y LA SA l I r
M8 y,2 0 0 6
文章编号 : 0 59 (06 0 o2 o 1 6— 0 1 20 )2一 o7一 3 0
取生物质 比热容为 C=08k/ k* , . J(g C)每小时
热解 60k 0 g的干生物质需要的热量为:
Ql=C 生m生△I
每小时把 6t 沙子从 4 8c加热到 50℃需要 0 = I 6
的热量为 :
Q =C 抄m抄
=
= . × 0 ×(5 — 0 08 60 5 5 2 )
关键词 : 生物质 ; 热解; 制气; 干燥; 能量; 装置
中图分 类号 :K6 T 文献标 识码 : A
Cac l t n Ba e ee t n o o a r c si g a d S p li g Un t lu a i - s d S lci fBi g s P o e s n u p yn i o o n
=2 6 8 0 i 5 0 d
而 C O2 a ( * , t 抄= :4ct g / c)6 沙子在 5 0℃时的 5 热量为 :
E =C抄 m抄 I
:
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此时沙子温度为 :
圈 1 生物质制气供气装置选型流 程
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2
Q 5
(完整版)加热炉计算.doc
4.加热炉的计算管式加热炉是一种火力加热设备,它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和烟气作为热源,加热在管道中高速流动的介质,使其达到工艺规定的温度,保证生产的进行。
在预加氢中需要对原料进行加热,以达到反应温度。
预加氢的量较小,因此采用圆筒炉。
主要的参数如下:原料:高辛烷值石脑油;20相对密度: d40.7351进料量: 62500 kg / h入炉温度:I =350o C;出炉温度: o =490o C;出炉压强: 15kg / cm2气化率:e=100%;过剩空气系::辐射: 1.35对流段: 1.40燃料油组成:C 87%, H 11.5%, O 0.5%,W 1%加热炉基本参数的确定4.1 加热炉的总热负荷查《石油炼制工程(上)》图Ⅰ -2-34 可知,在入炉温度t1=350℃,进炉压力约 15.0 ㎏/㎝ 2 条件下,油料已完全汽化,混合油气完全汽化温度是167℃。
原料在入炉温度 350o C ,查热焓图得Ii232kJ / kcal原料的出炉温度为490oC,查热焓图得Iv 377 kcal / kg 。
将上述的数值代入得到加热炉的总热负荷Q = m[eIV+(1-e)IL-Ii]=[1 377 232] 62500 4.18437917500kJ / h4.2 燃料燃烧的计算燃料完全燃烧所生成的水为气态时计算出的热值称为低热值,以Ql 表示。
在加热炉正常操作中,水都是以气相存在,所以多用低热值计算。
(1)燃料的低发热值Q1=[81C+246H+26(S-O)-6W] 4.184=[81 87 + 246 11.5+ 26 (0-0.5) -6 1] 4.18441241.7 kJ / (kg 燃料)(2)燃烧所需的理论空气量2.67C 8H S OL023.22.67 87 8 11.5 0 0.523.213.96kg空气 /kg 燃料(3)热效率设离开对流室的烟气温度Ts比原料的入炉温度高100oC,则T s350 100450o C由下面的式子可以得到100 q,L q,I, q Lq L 0.05和Ts 查相关表,得烟气出对流室时取炉墙散热损失Q1 并根据q L 23%带走的热量Q1 ,所以 1 (5 23)% 72%(4)燃料的用量Q 379175001277kg / h B0.72 41241.7Q1 ;(5)火嘴数量假定火嘴的额定喷油能力比实际燃料大30%,选择标准火嘴的流量200kg/h,则需要火嘴的数量为1.3B 1.3 1277n8.3200200进行取整取n9(6)烟道气流量W g B(1.5L0 ) 1277 (1.5 1.413.96)26873kg / h4.3 加热炉相关参数计算(1)圆筒炉辐射室的热负荷根据工艺要求和经验,参照表4-1,选取四反加热炉为圆筒炉。
转锥式生物质热解装置中热载体加热方案的选择与设计
转锥式生物质热解装置中热载体加热方案的选择与设计岳霞;宋晓娟;张学炜;王博石【摘要】主要针对转锥式生物质热解装置中热载体加热方案的设计及选择进行了相应的探讨.结合具体的转锥式生物质热解装置对于加热设备的相关要求,共进行了三种不同加热方案的设计与选择,每种方案都有着各自的应用特点与优势.在具体的应用过程中,需要对每套设备的各自优缺点准确地掌握,为后期热解装置的改进以及各项技术的推广和应用奠定更为坚实的基础.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】3页(P5-6,33)【关键词】转锥式;生物质;热解装置;加热方案【作者】岳霞;宋晓娟;张学炜;王博石【作者单位】内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TD421.5在我国经济快速发展过程中,由于生产技术的制约,使得资源利用率相比发达国家较为落后。
在我国每年都会由于资源的未高效合理的利用而导致大量生物资源的闲置或废弃,资源问题日趋严峻。
从农业秸秆以及谷物壳皮来看,其每年由于未充分利用造成的不必要浪费和废弃量就高达45亿t;除此之外,我国石油资源缺乏问题日趋紧张,目前,年石油缺口量也高达上亿吨,而且这一缺口还在以逐年递增的趋势上涨。
因此,为更好地解决当前资源问题,需要能够探索出一条可持续的资源发展之路,寻求一种能够将大量的废弃生物质转化为石油替代资源的技术,该种技术的成功实施,也必将会我国可持续发展的实现发挥出了巨大的社会意义和经济意义。
对于固体加热而言,虽然加热形式多种多样的,但是选择一种能够充分使用转锥式生物热解装置的加热方式却有着一定的难度,由于该装置不仅需要将作为热载体的砂子成功加热到550℃,而且还要维持一定的温度差,保证其不会出现较大的温度变化,因此也就会涉及到一系列的保温、冷却和调温等诸多问题。
加热炉计算
加热炉的总热负荷可以根据各介质进出炉的热焓及汽化率来计算:
Q WF [eIv (1 e)IL Ii ] Ws (Is2 Is1) Q'
式中Q ——加热炉总热负荷,千卡/时; WF——油料流量,公斤/时; Ws——过热蒸汽量,公斤/时; e ——原料气化率,%; IL——加热炉炉出口温度下油料液相热焓,千卡/公斤; IV——加热炉炉出口温度下油料气相热焓,千卡/公斤; Ii——加热炉炉进口温度下油料液相热焓,千卡/公斤; Is1——过热蒸汽进口时热焓,千卡/公斤; Is2——过热蒸汽出口时热焓,千卡/公斤; Q′——其他热负荷,如注水汽化热等,千卡/时。
对于同一体系,在其他条件和参数完全相同的情况下,基准温度 不同,计算出的热效率值就不相同,按此求得的燃料用量当然也不同 。所以对基准温度有必要作出统一的规定。
以环境温度作为基准温度较符合实际,适用于对运转中的管式炉 进行实际考核。但是,环境温度是一个变量,用于设计炉子或对全国 各地同类炉子进行热效率比较时,又会产生困难。在这种情况下还是 以某一固定的温度(如15.6℃或0℃)为基准温度较为方便。
2.67C 8H 23.2 / %
S
O
Vo
Lo 1.293
(8.10) (8.11)
式中 Lo——燃料的理论空气量(重量),公斤空气/公斤燃料; Vo——燃料的理论空气量(体积),标米3空气/公斤燃料。
气体燃料所需理论空气量可用下式计算:
Lo
0.0619
[0.5H2
0.5CO
(m
n 4
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校核验算
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引言
热载体加热技术是转锥式生物质热解装置中的一项关
加热过程中的导热损失热量和隔层中烟气损失的热量! 其中! 烟尾气热量可再循环使用! 但其利用效率不高! 为保 证 热 载 体 能 够 被 加 热 到 %""# 时 所 需 要 的 热 量 ! 仍 按其完全损失计算 $ 实际需要的热量是由柴油燃烧所产 生的烟气提供的 ! 由此根据公式可求得产生烟气的质量 和实际消耗的柴油量 $ 校核验算过程中计算出需要柴油 的标准质量和实际质量 ! 并按照两者中需要柴油量最大 标准来选取燃烧器 $
:;K%:; 烟 " 带入已知数据 *<J%3((+&(&’2(: 烟 !<LM %(#944.@ 0
!"# $%&’() *+,-.,+/’0) 01 /"# 2#+/ *+33’#3 4530(%)+/’0) 6/07% ’) 80/9/’)( *0)% 8%9-/03 :8*8; $%7’<% 01 =’0>+&& 4530,5&’&
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本设计中热载体选取石英砂 ! 加热 #’4 吨 石 英 砂 每 秒需要热量
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根据柴油完 全 燃 烧 产 生 烟 气 体 积 计 算 公 式 *
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解得 * : 烟%4’&-212! :; 烟%#’882G4’&-2%4’34812 $ (& 消 耗 柴 油 量 计 算 ) 每 小 时 实 际 消 耗 的 柴 油 量 *
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热载体加热炉烟尾气所 带 走 的 热 量 % 砂 子 吸 收 的 热 量 %
@A=)* 三原子气体体积 ! 分子量 G/!0 !@A=)/"8"’:%%
"9. B"8<H!?.) /"8"’!1:I<(@C ! 理 论 空 气 量 !G /)1 !@C /
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第 ", 卷第 / 期 开发与创新 ! ! $!!% 年 3 月
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转锥式生物质热解装置中热载体加热炉设计计算
白雪双 ! 王述洋 ! 刘世锋
图 ! 热载体加热炉设计计算思路图
! 过 量 空 气 系 数 "! /’8’$’8) )( 取 值 ! /’8’ ( 由 式 "’ ) 得 ’ @./18H!<I<! 各种气体成分的体积含量 "6)’ @A=)’ "8"’!1: J’""6/"8’%6 18H!< @C>)’ :80%’ J’""6/:%8H!6 18H!< @C;)=K "8’:H0 J’""6/’81)6 18H!< @C ’ ’8"’%’D’8’E’LJ’"8H’ J’""6/’’8’%6 18H!<
冷却以及传热等诸多问题
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设计计算过程
& ’ # 标准状态烟气密度计算
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$ 由计决定采用直管式接触导热的加热方式来解决 $
代表性 " 号柴油 ! 组成数据 & 质量分数 #’ " 号柴油低位 发 热 量 + ,- /0)1""23 4 25 ( -. /"6 ( 7. /"8"’6 ( 9. /
每小时所需柴油量 * 1 标 %2C44G%(3’C8./ ) 因为 1 实%(8’-./P1 标%(3’C8./! 所以该计算设计符合 要求 ! 应按每小时消耗 (8’-./ 柴油对加热炉选取燃烧器 )
D
&’31 ! 长 ;%&’#1 ! 宽 F%4’-1 ! 箱体表面积 * D%#G $&’#G &’3+4’-G&’3+&’#G4’- & %8’9#1#! 每秒导热损失热 量 < 损 % (34G8’9#G&4H2%2’3.@I 根据热平衡方程 * <J%< 烟+< 砂+< 损+< 烟 损
砂 子 ! 烟 气 由 9445 降 至 &345 ! 砂 子 由 #45 加 热 到
C445 ! 考虑热损失 ! 计算换热器的传热效率 ! 设传热效
率为 " ! 则 * "% <
砂
<总
#C4N )
< 烟 %= 烟+ 1 烟+ !>
由式 $2 & 得 *< 烟 %&(&’2(:
烟
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$# & 烟气的质量计算 ) 加热砂子需烟气每秒提供的 热量 * < 烟 % <
,*! 资助项目 $%&&’-%!+ 作 者 简 介 " 白 雪 双 $’,.!- %! 男 ! 黑 龙 江 省 哈 尔 滨 人 ! 硕 士
研究生& 主要研究方向为新型生物质闪速热解液化和生物燃 油 / 柴油双燃料在发动机上的应用 &
!"
万方数据
!开发与创新!
标况下烟气密度 !!
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平均比热容 = 烟 %4’233BO; 0 /!= " 根据公式 * 1%
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4’(-C./ 要保证每小时加热 # 吨砂子到 C445 则每秒需要
的烟气量为 4’(-C./ ) $ 2 & 计 算 需 要 柴 油 量 ) 按 烟 气 传 热 管 道 损 失 3N 计 算 ! 实 际 每 秒 所 需 烟 气 量 1& %4’3&./" 9445 烟 气 密 度 *
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收稿日期 " $!!%&!’&$( 基 金 项 目 " 国 家 !"# 计 划 资 助 项 目 $ %&&’(()’*&"&+ # 国 家
键技术! 其技术决定主反应器中生物质热解温度能否达到 实验所需温度 "一般为 !!"#$%""##! 是生物质顺利热解 的重要保障 $ 目前虽然热载体加热技术的形式多种多样 ! 但是要寻求一种对转锥式生物质热解装置比较理想的加热 方式是很困难的 ! 因为它需要加热固体温度达到 !!"#$