玻璃窑炉烟气量计算

两炉用一个烟囱排烟，烟囱内径3600mm，一炉一昼夜燃烧煤气20000Nm3，煤气含硫（硫化氢）小于1000mg/Nm3，一昼夜烧玻璃原料75t，原材料由石英砂、长石、碳酸钠、硼砂等原料组成，原材料含水率6%，窑炉压力+，一条窑配备一个助燃风机，助燃风机功率为，风量1500～1800m3/h，全压为5000Pa，转速2900，烟道为砖圈，从地下接入烟囱，烟气入烟囱温度为400℃，压力为500Pa，烟囱高度40m。

以下为烟气量计算过程： － 反应计算

煤气燃烧发生的主要化学发应： 2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O 2CO + O2 = 2CO2

2H2S + 3O2 = 2SO2＋ 2H2O

H2O（液） ＋ 热量 = H2O（气）（原料中的水气化） 入口空气和煤气温度按 20℃计算，

为便于计算，根据煤气成分含量对各组分进行计算： 氢气含量按57％计算（体积分数）； 甲烷含量按27％计算（体积分数）； 一氧化碳含量按8％计算（体积分数）； 二氧化碳为3％计算（体积分数） 氮气含量按5％计算（体积分数）；

共计100％。 24h燃烧煤气20000立方，折合物质的量： nPV10132520000 = =8316mol/d RT8.314293nH20.57n0.578316mol/d474181mol/d nCH40.27n0.278316mol/d224612mol/d nCO0.08n0.088316mol/d66552mol/d nN2(煤气中)0.05n0.058316mol/d41595mol/d nCO2(煤气中)0.03n0.038316mol/d 24957mol/d （1）氢气燃烧计算过程如下： 2H2 + O2 = 2H2O 1molH2燃烧需要耗费氧气，生成水蒸汽1mol nH2O(氢气）nH2474181mol/d nO2(H2)2nH22474181mol/d948362mol/d

（2）甲烷气燃烧计算过程如下： CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

1mol甲烷燃烧需要耗费氧气2mol，生成水蒸汽2mol，二氧化碳1mol。

nH2（甲烷）2nCH42224612449224mol/d OnO2(CH4)2nCH42224612mol/d449224mol/d

nCO2nCH4224612mol/d224612mol/d （3）一氧化碳燃烧计算过程如下： 2CO + O2 = 2CO2

1mol一氧化碳燃烧需要耗费氧气，生成二氧化碳1mol。

nCO2nCO66552mol/d nO2(CO)0.5nCO33276mol/d （4）硫化氢燃烧计算过程如下：

2H2S + 3O2 = 2SO2＋ 2H2O

nH2Sm1000mg/m320000588mol MH2S34g/mol3nH2S1.529.4mmol/m320000m3882mol 2SnO2

nSO2nH229.4mmol/m320000m3588mol

nH2OnH2S588mol

煤气燃烧需要耗费的氧气量是甲烷、氢气、一氧化碳燃烧消耗氧气的总计硫

化氢燃烧耗氧量相比之下数量小可以忽略。

nOnO(H2)nO(CH4)nO(CO)948362449224332761430862mol/d

2222空气中氧气含量为21％，氮气含量为79％，其余气体组分微量忽略不计。

n1430862需要耗费的空气量n空气（需)O26813629mol/d

0.210.21助燃风机供给的风量1500～1800m3/h，全压为5000Pa，温度为20℃，由助燃风机供应空气的物质的量为：

n(空气）(助燃)PV(1013255000)1800241885565mol/d RT8.314293助燃风机供给空气量和需要的空气量之差为：

n(空气）＝n(空气）－n(空气）（需）＝1885565－6813629＝49280mol/d 1由上面数据说明，燃烧的空气主要由自然通风供给，助燃风机只是补充供空气和助燃。

因此氧化反应为空气量正好够，不过量反应。空气量按需求量计算。

n空气＝n空气（需)6813629mol/d

二 燃烧后烟气量计算：

（1）氮气

燃烧后烟气中的氮气量为空气中带进来的氮气和煤气中的氮气量的和。

nN2nN2(空气）＋nN2(煤气）＝68136290.794159524362mol/d

（2）二氧化碳 生成的二氧化碳量为：

nCO2nCO2(CH4)nCO2(CO)224612665522911mol/d

（3）水气

水气的量为原料带的水量、氢气燃烧生成的水量、甲烷燃烧生成的水气量，其余的量太小可以忽略不计。

nH2O(原料）750000000.06/18250000mol/d

nH2O(氢气）nH2474181mol/d

nH2（甲烷）2nCH42224612449224mol/d OnH2OnH2O(原料）＋nH2O(氢气）＋nH2O(甲烷）

＝250000＋4741814492241173405mol/dn(烟气）＝nN2nco2nH2O243622911117340568831mol/d

nRT688318.31467337m3 P101325500单台炉每天的烟气量为37m3。每小时的烟气量为：

37V15773m3/h

24两台炉共用一个烟囱，则烟囱的烟气流量为： 每天的烟气量为：VV157732316m3/h （工况烟气量）

三 二氧化硫含量的计算

nSO2nH229.4mmol/m320000m3588mol

S588molg/mol0.0994g/m3 337m四 尘量和粒径参数

玻璃粉尘颗粒的安息角26～32°，对尘含量和粒径因为业主未提供，烟气含尘量也与管理水平和运行状况等因素有关，参照《除尘工程设计手册》79页提供的类似窑炉的数据，铝矾土回转窑粉尘发生量5g/m3，粒径分布：25％～40％＜10μm，水泥建材窑炉发生量1.8g/m3，D50=μm。

故我们取尘含量为4 g/m3，D50=μm，粒径分布：25％～40％＜10μm，作为设计参考用。

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