乏风氧化装置蓄热室热力计算与设计

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1、蓄热室热力计算与设计采用对数平均温差法，把蓄热式热交换器当做间壁式热交换器进行设计计算，得出在处理乏风规模为1000Nm3/h的要求下，蓄热室的换热面积，体积和结构尺寸。设计说明：1.本中试装置的处理规模为乏风流量1000Nm3/h,因此预热乏风流量为1000Nm3/h,根据甲烷反应方程，反应后烟气流量基木保持不变，为1000Nm3/h；2.乏风进口温度假设为30°C,预热温度设定为1000°Co当甲烷浓度为0.5%时，绝热温升为130°C。因此，乏风被氧化后烟气温度为1230°C。根据能量平衡的计算，甲烷浓度为0.5%时，排烟温度在100°C上下的量级。相同浓度和转化率

2、情况下可增大蓄热体积使排烟温度降低。因此，取排烟温度为70°C进行计算；3•由于乏风甲烷浓度很小,烟气中C02(0.1-0.5%)和H20(0.2-1%)的含量很小，因此两种成分的分压很小，从而计算得到的烟气辐射换热系数就非常小，因此，在计算辐射换热系数时，把烟气当作空气考虑，即ayf=0;4•蓄热体通道里的平均流速取1.5m/so根据文献，蓄热室通道内空气流速可取0.5-2.Om/s。计算以空气平均流速为1.5m/s为例，烟气平均流速为7.Om/s.结果参照以下图表:程序输入参数参数名称单位数值预热气体流量（额定处理风量）Nm3/h1000入口气体流速m/s1.5入口气

3、体温度°C30空气预热温度°C1100烟气出口温度°C70蓄热体格孔边长m0.0025蓄热体壁厚m0.001蓄热体密度Kg/m33000换向时间s60蓄热体损失系数■0.95程序输岀参数参数名称单位数值烟气流量Nm3/h1000烟气平均流速m/s7烟气进口温度°C1230预热气体进口处比热容kJ/m3°C1.24827烟气进口处比热容kJ/m3°C1.35627预热气体出口处比热容kJ/m3°C1.34457烟气出口处比热容kJ/m3°C1.25187单个换向周期内预热所需热量kJ24026.315蓄热室出口烟气与进口气体温差°C40蓄热室进口烟气与进口气体温差°C130

4、对数平均温差°C76.35822蓄热体高温侧空气对流换热系数W/(m2°C)74.30570蓄热体高温侧烟气对流换热系数W/(m2°C)164.19036蓄热体低温侧空气对流换热系数W/(m2°C)50.92900蓄热体低温侧烟气对流换热系数W/(m2°C)113.48316蓄热体高温侧壁面平均温度°C1165蓄热体低温侧壁面平均温度°C50蓄热体高温侧热导率W/(m°C)2.26271蓄热体低温侧热导率W/(m°C)1.52012蓄热体尚温侧比热容kJ/(kg°C)1.23835蓄热体低温侧比热容kJ/(kg°C)0.98190蓄热室高温侧综合换热系数W/(m2°C)0

5、.37435蓄热室低温侧综合换热系数W/(m2°C)0.27799蓄热室平均综合换热系数W/(m2°C)0.32617蓄热体结构参数蓄热体单位体积传热面积m2/m3816.32653蓄热体水平截面有效通道面积m20.51020蓄热体单位体积砖体积m3/m30.48980蓄热室的传热面积m2282.069348*蓄热室的蓄热体体积m30.345535*蓄热室的截面积m20.36296蓄热室的高度（或长度）m0.951984**表示计算结果与参考资料得出的结果不一致，现将源数据补充如下:蓄热室的传热面积m2309.2675蓄热室的蓄热体体积m30.37885蓄热室的截血积m2

6、0.36296蓄热室的高度（或长度）m1.04378