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计算公式※公式分类→ 燃气基本性质|·华白数计算来源：《燃气燃烧与应用》2003-11-12公式说明：公式：参数说明：W——华白数，或称热负荷指数；H——燃气热值(KJ/Nm3)，按照各国习惯，有些取用高热值，有些取用低热值；S——燃气相对密度(设空气的S=1)。
·含有氧气的混合气体爆炸极限来源：《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30 公式说明：公式：参数说明：L T——包含有空气的混合气体的整体爆炸极限（体积%）；L nA——该混合气体的无空气基爆炸极限（体积%）；y AiR——空气在该混合气体中的容积成分（%）。
·含有惰性气体的混合气体的爆炸极限来源：《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30公式说明：公式：参数说明：L——含有惰性气体的可燃气体的爆炸极限（体积%）；L c——该燃气的可燃基（扣除了惰性气体含量后、重新调整计算出的各燃气容积成分）的爆炸极限值（体积%）；y N——含有惰性气体的燃气中，惰性气体的容积成分（%）。
·只含有可燃气体的混来源：《燃气输配》中2003-6-30合气体的爆炸极限国建筑工业出版社公式说明：公式：参数说明：L——混合气体的爆炸（下上）限（体积%）；L１、L２……L n——混合气体中各可燃气体的爆炸下（上）限（体积%）；y１、y２……y n——混合气体中各可燃气体的容积成分（%）。
·液态碳氢化合物的容积膨胀来源：《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30 公式说明：公式：参数说明：（1）、对于单一液体v１——温度为t１(℃)的液体体积；v２——温度为t２(℃)的液体体积；β——t１至t２温度范围内的容积膨胀系数平均值。
（2）、对于混合液体v’１1、v’２——温度为t１、t２时混合液体的体积；k１、k２……k n——温度为t1时混合液体各组分的容积成分；β１、β２……βn——各组分由t1至t2温度范围内容积膨胀系数平均值。
Ξ用实际数据计算法计算煤气化指标以评价气化操作的先进性郭 治 何建平(河北理工学院・唐山 063009) (河北冶金工业学校 050091)摘 要 本文介绍以煤气组成等实际数据为基准计算煤气发热量、气化效率、热效率等气化指标的方法,并举例说明。
根据计算结果可评价气化操作的先进性。
关键词 实际数据计算法 煤气化操作先进性1 前 言根据国家陶瓷行业技术政策,到2000年,陶瓷窑炉基本上做到使用洁净的气体或液体燃料,能耗指标将降低一半以上,近年来,许多陶瓷厂正是利用煤为原料,自制发生炉煤气,获得较好的经济效益与社会效益。
但由于自制发生炉煤气在陶瓷行业生产过程中属于较新的工艺技术,因此对正在工作的发生炉是否处于最佳工作状态人们常常认识不足,以至某些工厂生产的煤气从产量到质量出现波动,甚至影响到窑炉的正常生产。
为了对发生炉操作进行全面的综合评价,除了分析了解操作对气化过程影响外[1],,还可通过计算作指导。
实际数据法就是在已知发生炉煤气组成等条件的基础上,主要通过物料平衡与热量平衡,计算得出该炉的煤气发热量、产气量、气化剂耗量、气化效益以及热效率等重要的气化指标,进而以此作为评价发生炉操作先进与否的判据之一,由于计算能量化操作中的重要参数,为调节窑炉提供了重要的参考依据。
2 实际数据计算法实际数据计算法是以原料煤在试验或正式生产时测得的煤气组成为依据的计算。
根据原料煤的工业分析,元素分析及气化剂组成和操作条件等,计算确定煤气发热量、产气量、气化剂耗量、气化效率及热效率等气化指标,为评价气化炉操作或设计选择气化炉提供依据,它是常用的煤气计算方法之一。
211 计算步骤21111 收集和取定基本数据(1) 原料煤的工业分析与热值;(2) 干煤气的组成;(3) 出口煤气中水汽含量;(4) 煤气带出物的数量及组成;(5) 灰渣的组成;(6) 气化炉进出物料的温度;21112 物料衡算(1) 由碳平衡计算煤气产量。
(2) 由氮平衡计算空气耗量。
模拟考试试题 （1）卷一、填空(每空2分,共20分)1、气液传质分离过程的热力学基础是( )。
如果所有相中的温度压力相等、每一组分的逸度也相等，则此时达到了 。
2、精馏塔计算中每块板温度变化是由于 改变，每块板上的温度利用 确定。
3、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为 型计算和 型计算。
4、只在塔顶或塔釜出现的组分为 。
5、 超滤是以 为推动力，按( )选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。
6、吸收操作在传质过程上的主要特征是 二、推导分析(20分)1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。
1(1)0(1)1ci i i i z K K ψ=-=-+∑ 式中： K i ——相平衡常数；ψ——气相分率（气体量/进料量）。
2. 一烃类混合物送入精馏装置进行分离，进料组成和相对挥发度a 值如下，现有A 、B 两种方案可供选择（见下图），你认为哪种方案合理？为什么？异丁烷 正丁烷 戊烷 异丁烷 正丁烷 戊烷摩尔% 25 30 45 相对挥发度：1.24 1.00 0.34三、简答(每题5分,共25分)1. 在萃取精馏中，萃取剂在何处加入？为何？2. 从热力学角度和工艺角度简述萃取精馏中萃取剂选择原则？3. 在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？4. 试分析吸附质被吸附剂吸附一脱附的机理？5. 精馏过程全回流操作的特点？四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分)1. 将含苯0.6（mol 分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在101.3kPa 下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求？ 已知：94℃时 P 10=152.56kPa P 20=61.59kPa2. 已知某乙烷塔，塔操作压力为28.8标准大气压，塔顶采用全凝器，并经分析得塔顶产品组成为：组 分 甲烷. 乙烷. 丙烷. 异丁烷. 总合组成x iD 1.48 88 10.16 0.36 100%（摩尔） 相平衡常数: 5.4 1.2 0.37 0.18 （20℃） 5.6 1.24 0.38 0.19 （22℃） 试计算塔顶温度。
天然气的容积成分为：CH4为88.7%；C2H6为5.3%；C3H8为3.2%；C4H10为0.8%；CO2为0.7%；N2为1.3%。
工业用气指标为200 m3/（公顷.d）仓储、物流指标为40m3/（公顷.d）1、混合燃气的物理化学参数计算（1）天然气的平均分子量混合气体的平均分子量M=（y1*Mi+y2*M2+……yn*Mn）/100其中的y均代表成分的容积成分，M代表各气体的单一分子量。
天然气的平均分子量为M=（61*88.7+30*5.3+44*3.2+58*0.8+44*0.7+28*1.3）/100=18.326 （2）、天然气的平均密度查教材第4页的表1-2和1-3可知，CH4、C2H6、C3H8、C4H10、CO2、N2的密度（kg/m3）分别为0.7174、1.3553、2.0102、2.7030、1.9771、1.2504。
混合气体的平均密度为ρ=（∑y i*ρi）/100=（0.7174*88.7+1.3553*5.3+2.0102*3.2+2.7030*0.8+1.9771*0.7+1.2504*1.3）/100=0.8242 kg/m3（3）、混合气体的动力黏度混合气体的动力黏度μ=（g1+g2+……gn）/（g1/μ1+g2/μ2+…+gn/μn）混合气体的动力密度υ=μ/ρgn———各组分的质量成分μn——各组分在0℃时的动力黏度。
查教材第4页的表1-2和1-3可知，CH4、C2H6、C3H8、C4H10、CO2、N2的动力黏度（10-6pa）分别为10.393、8.600、7.502、6.835、14.023、16.671。
混合气体的平均密度为ρ=（∑yi*M）/100=18.326 kg/m3先将容积成分根据gi =100*yi*Mi/（∑yi*Mi）换算为质量成分。
∑yi *Mi=1832.6，则各组分的质量成分分别为：gCH4=16*88.7*100/1832.6=77.44gC2H6=30*5.3*100/1832.6=8.68gC3H8=44*3.2*100/1832.6=7.68gC4H10=58*0.8*100/1832.6=2.53gCO2=44*0.7*100/1832.6=1.68gN2=28*1.3*100/1832.6=1.99则混合气体的动力黏度为μ=（g1+g2+……g n）/（g1/μ1+g2/μ2+…+g n/μn）=100*10-6/（77.44/10.393+8.68/8.6+7.68/7.502+2.53/6.835+1.68/14.023+1.99/16.671）=9.907*10-6Pa.s则天然气的运动黏度为υ=μ/ρ=9.907*10-6/18.326=0.54*10-6 m2/s（4）、混合气体的低热值混合气体的低热值按下式计算： Hl =∑（yi*Hli）/100Hl——混合气体的低热值；yi——各单一气体容积成分（％）；Hli——各燃气组分的低热值。
设计说明书一. 设计题目：某开发区燃气输配管网设计 二. 设计目的燃气输配课程设计是建筑环境与设备工程专业学生在学习完《燃气输配》后的一次综合训练，其目的是让学生掌握城市燃气管网的设计方法，了解设计流程，熟悉设计手册、图集、设计规范、设备样本的使用方法。
通过该课程设计进一步掌握燃气输配工程的专业知识，深入了解燃气所需流量计算，燃气分配管网计算流量计算，水力计算，环网平差计算的具体方法，学会绘制设计图纸，编制设计说明就算书，从而达到具有结合工程实际进行燃气输配系统设计的能力。
三．设计任务根据某开发区基础资料设计该城市燃气输配管网工程，内容包括燃气中压管道的布线、平差及水力计算。
四．设计原始资料1.某开发区规划总平面图2.设计原始资料某开发区地处云南省西南部，位于东经103，05，北纬26，25，距昆明市330公里。
2.1城市居民人口数及建筑物情况该城镇规模5万人，人口密度400人/公顷，人民生活消费水平中等。
该城镇海拔高度1700-1850 2.3气象资料2.4城市燃气有关参数 2.5燃气用户资料五．燃气性能参数（表）1、 天然气的平均分子量:燃气是多组分的混合物，不能用一个分子是来表示。
通常将燃气的总质量与燃气的摩尔数之比称为燃气的平均分子量。
混合气体的平均分子量可按下式计算： 混合气体的平均分子量等于各组分的分子量之和，即)..........(10012211n n M y M y M y M +++⨯=式中——M ：混合气体平均分子量；y 1、y 2、…y n ：各单一气体容积成分（％）； M 1、M 2、…M n ：各单一气体分子量故 )..........(10012211n n M y M y M y M +++⨯==1001⨯(96⨯16.0430+30.0700⨯0.016+44.0970⨯0.0035+58.1240⨯0.003+28.0104⨯0.0015 +44.0098⨯0.0095+28.0134⨯0.004+2.016⨯0.0025)=16.7883(kmol m 3)2、 天然气的摩尔容积:混合气体的摩尔容积等于各组分的摩尔容积之和，即)..........(10012211mn n m m m v y v y v y V +++⨯=式中——m V ：混合气体平均摩尔容积，m 3/kmol ；y 1、y 2、…y n ：各单一气体容积成分（％）； Vm 1、Vm 2、…Vm n ：各单一气体摩尔容积m 3/kmol 故 )..........(10012211mn n m m m v y v y v y V +++⨯==1001⨯(96⨯22.3621+22.1872⨯0.016+21.9362⨯0.0035+21.5036⨯0.003+22.3984⨯0.0015 +22.2601⨯0.0095+22.403⨯0.004+22.427⨯0.0025)= 22.3546(kmol m 3)3.天然气的平均密度:单位体积的燃气所具有的质量称为燃气的平均密度。
江苏⼤学课程设计⽓化炉计算说明书word（仅供参考）江苏⼤学课程设计⽓化炉计算说明书word （仅供参考）其中涉及到的物料平衡和能量平衡参考：江苏⼤学课程设计⽓化炉计算说明书excel （已上传到百度⽂库）⼀：⽓化炉本体主要参数的设计计算初步设计该上吸式⽓化炉消耗的原料为G=600kg/h. 初步确认⽓化强度Φ为200kg/(m 2·h)1. 实际⽓化所需空⽓量V A由树⽪的元素分析可知⽊屑中主要含有C 、H 、O ⽽N 、S 的含量可以忽略不计，则：a 、碳完全燃烧的反应：C + O 2= CO 2 12kg 22.4m 31kg 碳完全燃烧需要1．866N 氧⽓。
b 、氢燃烧的反应：4H + O 2 ＝ 2H 20 4.032kg 22.4m 31kg 氢燃烧需要5.55N 氧⽓。
因为原料中已经含有氧[O]，相当于1kg 原料已经供给[O]×22.4/32=0.7[O]N 氧⽓，氧⽓占空⽓的21％，所以⽣物质原料完全燃烧所需的空⽓量：=(1.866[C]+5.55[H]-O.7[O]) 式中 V ——物料完全燃烧所需的理论空⽓量 m 3/kgC ——物料中碳元素含量 % H ——物料中氢元素含量 %V 10.21O ——物料中氧元素含量 % 因此，可得V=(1.866[C]+5.55[H]-O.7[0]) =(1.866×50.30％ +5.55×5.83％-O.7×36.60％) =4.790(/kg) V 为理论上的⽊屑完全燃烧所需的空⽓量，考虑到实际过程中的空⽓泄漏或供给不⾜等因素，加⼊过量空⽓系数α，取α=1.2，保证分配的⼆次通风使⽓化⽓得到完全燃烧。
因此，实际需要通⼊的空⽓量V~V~=αV=1.2×4.790=5.748(3m /kg)因此，总的进⽓量为5.748/kg由上图取理论最佳当量⽐ε为0.3，计算实际⽓化所需空⽓量：V A =ε*V~=0.28*5.748=1.609m 3/kg 2.可燃⽓流量q空⽓(⽓化剂)中N 2含量79％左右，⽓化⽣物质产⽣的燃⽓中N 2含量为55％左右，考虑到在该⽓化反应中N 2⼏乎很少发⽣反应，据此，拟燃⽓流量是⽓化剂(空⽓)流量的1.44倍，则可燃⽓流量q 为：q=G*V A *1.44=600*1.609*1.44=1390 m 3/h 3.产⽓率 V GV G =/G =1390/600 =2.317(/kg)10.2110.213m 3m q 3m4.燃⽓成分定为：28% 4% 6.50% 5% 0.50% 1% 55%5.燃⽓的低位发热量为：Q G,net =12.63×28%+10.79×6.5%+35.81×5%+63.74×0.5%=6.347MJ/m 36.⽓化炉效率为：η=( Q G,net ×V G)/LHV=(6.347×2.317)/18.01=82%7.热功率PP = Q G,net ×q /3600=6869×1390/3600=2652(KW) 8.炉膛截⾯积SS /G φ==600/200=3()2m9.炉膛截⾯直径DD 取2m满炉加料，拟定⽓化炉连续运⾏时间T=6h 炉膛的原料⾼度LL /()G T S ρ=??=600×6/(3×300)=4()m式中：⼀⽣物质原料在炉膛中的堆积密度,由于使⽤的原料是树⽪，取=300kg/m 310.⽓化炉内筒的⾼度系数n β物料在炉内应有⾜够的滞留时间，这与燃烧层的⾼度及物料与⽓流运动有关，要保证⽣物质原料⽓化耗尽。
第四章气化炉世界煤炭气化技术的发展趋势有以下几个方面。
①增大气化炉规模，提高单炉制气能力。
以K—T炉为例，20世纪50年代是双嘴炉，20世纪70年代采用了双嘴和四头八嘴，以及后来设计的六个头的气化炉等，使得单炉产气能力大幅度提高。
②提高气化炉的操作压力，降低压缩动力消耗，减少设备尺寸，降低氧耗，提高碳的转化率。
③气流床和流化床技术日益发展，扩大了气化煤种的范围。
④提高气化过程的环保技术，尽量减少环境污染。
⑤将煤炭气化过程和发电联合起来的生产技术越来越受到各国的重视，并巳建成不同规模的生产厂。
总之，煤炭气化技术的发展基本是围绕气化炉展开的，以下对常用的不同类型的煤气化技术以及所使用的气化炉作一基本介绍。
第一节概述基本概念：1、气化炉：进行煤炭气化的设备叫气化炉。
2、气化炉分类①按照燃料在气化炉内的运动状况来分类是比较通行的方法，一般分为移动床(又叫固定床)、沸腾床(叉叫流化床)、气流床和熔融床等。
②气化炉在生产操作过程中根据使用的压力不同，又分为常压气化炉和加压气化炉；③根据不同的排渣方式，可以分为固态排渣气化炉和液态排渣气化炉。
3、煤气的分类：如果以空气作为气化剂，生产的煤气称空气煤气。
如果以空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物作为气化剂，生产的煤气称混合煤气；如果将空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气分别交替送人气化炉内，间歇进行，生产的煤气叫水煤气；气体成分经过适当调整(主要是调整含氮气的量)后．生产的煤气符合成氨原料气的要求，这种煤气叫做半水煤气。
4、气化炉的组成各种不同结构的气化炉基本上由三大部分组成，即加煤系统、气化反应部分和排灰系统。
加煤系统：要考虑煤入炉后的分布和加煤时的密封问题。
气化部分：①是煤炭气化的主要反应场所，首要考虑的问题是如何在低消耗的情况下，使煤最大限度地转化为符合用户要求的优质煤气②由于煤炭气化过程是在非常高的温度下进行的，为了保护炉体而加设内璧衬里或加设水套也是非常必要的。
