焦炉煤气发热量计算

焦炉煤气发热量计算方法

1、GB/T11062-1998的相关规定：

1.1我国目前是用的计量参比条件和燃烧参比条件相同，均为101.325kPa ，20℃。 1.2已知组成的混合气体，在燃烧温度、计量温度和压力是的体积发热量计算公式：

2

2

102210)()],(,[~

T R p t H p t V t H ⨯⨯

= (26) 式中： )],(,[~

2210p t V t H ----- 混合物的理想气体体积发热量（高位或低位）；

)(10t H ----- 混合物的理想摩尔发热量；

R----- 摩尔气体常数（R=8.314510J ·mol -1·K -1）； T 2----- 绝对温度（T 2=t 1+273.15）

公式（26）是基本方法，还有一个可供选择的方法：

)],(,[~)],(,[~22101

2210p t V t H x p t V t H j N j j ⋅=∑= （27）

式中： )],(,[~

2210p t V t H ----- 混合物的理想气体体积发热量（高位或低位）；

)],(,[~

2210p t V t H j ----- 组分j 的理想气体体积发热量（高位或低位）

； j x ----- 组分j 的体积百分数。

有上述两种不同方法计算出的值，相差不大于0.01MJ ·m -3。 2、101.325kPa ，20℃干焦炉干煤气标况发热量的计算 2.1焦炉干煤气的组成

从天安化工焦炉煤气流量测量节流装置设计计算书中获得焦炉煤气的组成如下：氮气2.4%、氧气0.7%、氢气57.9%、甲烷24.9%、乙烯2.6%、一氧化碳8.2%、二氧化碳3.3%.

2.2焦炉干煤气各可燃组分的理想气体体积低位发热量（30,~

-⋅m MJ H ）（我国目前

是用的计量参比条件和燃烧参比条件相同，均为101.325kPa ，20℃，从相关国家标准中选用20/20℃数据）：氢气10.05MJ/Nm3、甲烷33.367 MJ/Nm3、乙烯55.01 MJ/Nm3、一

氧化碳11.76 MJ/Nm3。

2.3 101.325kPa ，20℃焦炉干煤气标况发热量的计算

)]325.101,(,[~)]325.101,(,[~20200202002

2t V t H x t V t H H H ⋅=+)]325.101,(,[~20200

44t V t H x CH CH ⋅+)]325.101,(,[~202004

242t V t H x H C H C ⋅+)]325.101,(,[~20200

4t V t H x CO CO ⋅ （29） 把焦炉煤气各可燃组分的理想体积低位发热量带入，得：

205.10)]325.101,(,[~

20200H x t V t H =+4367.33CH x +4201.55H C x +CO x 76.11 （30） 式中：

)]325.101,(,[~

20200t V t H -----计量参比条件和燃烧参比条件均为101.325kPa ，20℃时焦炉干煤气的低位发热量，3-⋅m MJ

j x ----- 组分j 的体积百分数，%。

3、奥氏分析仪分析出来的结果是干煤气容积百分数还是湿煤气容积百分数？ 含有水蒸气的湿煤气试样被吸进奥氏分析仪之后，一直与水保持接触，因此试样内水蒸汽已达到饱和状态。在定温定压条件下，已经饱和的湿煤气试样中，其水蒸汽的容积百分比是一定的。也就是试样中水蒸汽和干煤气的容积比例是一定的。因此在选择性吸收过程中，随着干煤气某一成分被吸收，水蒸汽也按比例凝结。这样，奥氏分析仪量筒上每次读到的读数就是干煤气各组成成分的容积百分数。

4、焦炉湿煤气发热量计算

4.1水蒸气对焦炉湿煤气发热量的影响

上述计算结果为干煤气发热量（GB/T11062-1998范围中明确说明），在GB/T11062-1998附录C 中明确了水蒸气对发热量影响的计算。从该附录中，我们可以看出水蒸气对发热量的影响主要体现在三个方面：排除体积效应、潜热效应以及压缩因子效应。对于低位发热量来说，所有水蒸气均保持为气态，所以不必考虑潜热效应。对低位发热量来说压缩因子效应影响远远小于排除体积效应（由于101.325kPa ，20℃参比条件下，水的压缩因子为0.952比煤气主要成分氢气的压缩因子1.0006小，故由于压缩因子的不同，将导致湿煤气低位发热量的计算值偏高，参比条件下偏高极值在千分之一以下，故一般不予考虑）。

4.2考虑排除体积效应后的焦炉湿煤气发热量的计算：

依据GB/T11062-1998附录C 中公式可以计算出湿煤气的低位发热量：

2

2)(~

)(~p p p drygas H measured H w -⨯=

式中： 热量计量条件下煤气体积发---)(~

measured H 量测定的干煤气体积发热---)(~

drygas H

2p ----计量参比压力，标准规定为101.325kPa 。

w p ----湿煤气饱和蒸气压，可以按照煤气温度，查GB/T18215.1-2000附录G （见下

表）得到。

GB/T11062-1998规定标准工况（101.325kPa ，20℃）下焦炉湿煤气计算公式：

)(~measured H =)]325.101,(,[~

20200t V t H 325

.101325.101w p -⨯

饱和水蒸气的压力和密度表

计算示例1：

使用奥氏分析仪测定的低位体积发热量为3700kcal/Nm3，煤气温度5℃，则湿煤气的低位发热量计算过程如下：

从饱和水蒸气的压力和密度表，查出5℃下湿煤气的的饱和蒸汽压为873Pa ，则湿煤气低位发热量为：

12.3668325

.101873.0325.1013700=-⨯ kcal/Nm3，