شيمي احتراق در ديگ بخار - قسمت سوم
محاسبات احتراق
محاسبات احتراق بر اساس معادله هاي ساده واكنش شيميايي اجزاء قابل احتراق سوخت با اكسيژن قرار گرفته است.
سوختهاي گاز
سوختهاي گازي شامل گازهاي مايع مواد نفتي سنگين مركب از مخلوط پروپان و بوتان تا گازهاي سبك كوره بلند (ذوب آهن) كه محتوي فقط %22 مونواكسيد كربن با 2.4% هيدروژن رقيق شده با مواد خنثي، دي اكسيد كربن و ازت است، مي باشد. از زمانهاي قديم گاز طبيعي، معمولي ترين سوخت كوره ها بوده است. اين گاز بيشتر شامل متان است كه تجزيه آن در جداول مطالب قبلي نشان داده شده است. گاز درياي شمال بدون گوگرد است، ولي به خاطر تكميل محاسبات، مقدار ناچيزي هيدروژن سولفره براي آن در نظر گرفته شده است، زيرا به طور كلي گو.گرد از اجزاء تشكيل دهنده ساير سوختهاي گازي مي باشد. واكنشهاي شيميايي مواد گازي براساس حجمي مطابق فرمولهاي زير است:

  • · مقدار حجمي متان 94.5%

CH4+ 2O2 ® CO2+2H2O
ضرب طرفين واكنش در 0.945 كه نسبت حجمي است
3-4 (حجم H2O) 1.89 + (حجم CO2) 0.945 ® (حجم اكسيژن) 1.89 + (حجم CH4 ) 0.945

  • · مقدار حجمي اتان 2.9%

C2H6+3.5O2®2CO2+3H2O
ضرب طرفين معادله در 0.029
3-50.029 C2H6+0.1015O2®0.058CO2 +0.087 H2O
* مقدار پروپان 0.4%
C3H8+5O2®3CO2+4H2O
ضرب طرفين معادله د ر0.004
3-60.004 C3H8+0.02O2®0.012CO2 +0.016 H2O

  • · مقدار بوتان 02%

C4H10+6.5O2®4CO2+5H2O
ضرب طرفين معادله د ر0.002
3-70.002 C4H10+0.013O2®0.008CO2 +0.01 H2O
پنتان 0.1%
C5H12+8O2®5CO2+6H2O
ضرب طرفين معادله د ر0.001
3-80.001 C5H12+0.008O2 ® 0.005CO2 + 0.006 H2O

  • · هيدروژن سولفره 0.02%

H2S+ 1.5O2 ® SO2+H2O
ضرب طرفين معادله د ر0.002
3-90.002 H2S+0.003O2®0.002SO2 +0.002 H2O
بايد توجه داشت كه حجمهاي دو طرف معادله از نظر مجموع، يكسان نيستند، اين موضوع در معادله هاي بالا مشهود است.
مرحله بعدي خلاصه كردن معادله هاي فوق براي به دست آوردن مقدار اكسيژن لازم (به مقدار تئوري) Stoichhiometric است. جهت نيتروژن موجود در هواي سوخت و هواي اضافي لازم جهت تكميل احتراق (10% در اين مورد)، مقاديري منظور شده و سپس محصولات احتراق براساس مرطوب و خشك محاسبه شده است. در عمل هواي احتراق شامل مقدار كمي رطوبت است، كه در صورت معلوم بودن مقدار آن (Humidity)، مي توان آن را محاسبه و همراه با هواي اضافي به محصولات احتراق اضافه نمود
منبع مطالب :كتاب تكنولوژي ديگ هاي بخار صنعتي تاليف David Gunn & Robert Horten و با ترجمه مهندس رفيعي پور