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詳解用戶(hù)正常使用海州RTO的天然氣消耗量

發(fā)布日期:2020-05-14    點(diǎn)擊:1388次

假定一套10000Nm3/h的海州三室RTO,入口溫度為25℃,設(shè)計(jì)熱效率≥95%,爐膛平均溫度為800℃,天然氣熱值為36000kJ/Nm3。入口濃度為1000mg/m3,廢氣組分為甲苯。RTO的設(shè)計(jì)凈化效率為98%。核算RTO正常運(yùn)行需要的天然氣消耗量。

第一步:核算RTO正常運(yùn)行的進(jìn)出口溫差

1.RTO熱效率

蓄熱式熱力焚燒爐(RTO),是一種高效的有機(jī)廢氣處理設(shè)備,其工作原理是,把有機(jī)廢氣加熱到760℃以上,使廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)氧化分解為二氧化碳和水。氧化過(guò)程產(chǎn)生的熱量存儲(chǔ)在特制的陶瓷蓄熱體,使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內(nèi)儲(chǔ)存的熱量用于預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣,該過(guò)程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過(guò)程,從而節(jié)省廢氣升溫過(guò)程的燃料消耗。熱效率高達(dá)95%以上。

RTO熱效率是指,實(shí)際利用的熱量與理論可利用的總熱量之比。

式中:

T——燃燒室溫度(爐體表面熱損失越小越接近理論燃燒值),℃;

ti——廢氣進(jìn)入口溫度,℃;

to——凈化氣出口溫度,℃;

2.進(jìn)出口溫差計(jì)算

假定RTO爐膛平均溫度800℃,RTO進(jìn)口溫度為25℃,RTO熱效率≥95%,計(jì)算RTO出口溫度及進(jìn)出口溫差。

通過(guò)技術(shù)算to=63.75℃;則溫差△t=63.75-25=38.75℃。

第二步:核算空車(chē)運(yùn)行時(shí)天然氣消耗量

1.RTO熱量平衡

RTO正常運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)需要補(bǔ)充的熱量等于系統(tǒng)排放的熱量。RTO系統(tǒng)排放的熱量分為兩部分:①煙氣帶走的熱量;②系統(tǒng)表面散熱。

根據(jù)現(xiàn)有的工程設(shè)備設(shè)計(jì),RTO系統(tǒng)排放的熱量中系統(tǒng)表面散熱遠(yuǎn)小于煙氣帶走的熱量。因此,理論核算過(guò)程中,可不考慮RTO系統(tǒng)的表面散熱。

2.理論核算

假定一套10000Nm3/h的三室RTO,入口溫度為25℃,設(shè)計(jì)熱效率≥95%,爐膛平均溫度為800℃,天然氣熱值為36000kJ/Nm3。核算RTO空車(chē)運(yùn)行需要的天然氣消耗量。

RTO空車(chē)運(yùn)行即設(shè)備按照設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行,但是VOCs濃度為0時(shí)的狀態(tài)。

RTO進(jìn)出口的溫差為38.75℃;

根據(jù)熱量計(jì)算公式:

RTO系統(tǒng)空車(chē)運(yùn)行時(shí)的熱量需求為:

Q=1.005×1.293×10000×38.75=503542kJ/h;

因此天然氣的消耗量計(jì)算為:

VNG=503542÷36000=14Nm3/h;

第三步:核算廢氣氧化分解釋放的熱量

當(dāng)RTO正常運(yùn)行時(shí),甲苯的熱值為41120kJ/kg,RTO的凈化效率為98%,則甲苯氧化分解釋放的熱量為:

Q=10000Nm3/h×1000mg/m3÷1000mg/g÷1000g/kg×41120kJ/kg=411200kJ/h

第四步:核算正常運(yùn)行天然氣消耗量

V折算=411200Kj/h÷36000Kj/Nm3=11.4Nm3/h;

則RTO正常運(yùn)行時(shí),天然氣的消耗量為:14-11.4=2.6Nm3/h。

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