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Aula no 17 MAT 1 2006 EXEMPLO 2 Carvão de Clay Count, Missouri Fcorr 0. Dados M 13.00 % 0.13 (A/F)t,m = {[2,66%C +7,94%H2 +0,998*% A 11.00 % 0. Exc.de ar 12.00 % 0.12 (A/F)t,m = 8. ORSAT CO 0.50 % 0.005 (A/F)m,real = DC * (A/F)t,m PCSref 2500.00 KJ/kg DC 1. (A/F)m,real = Análise C 78.60 % 0. H2 5.60 % 0.056 CR/R = PCSref/PCS carbono e O2 9.30 % 0.093 CR/R= 0. N2 1.30 % 0.013 A/R 0. S 5.20 % 0.052 R = A/(A/R) PCScarv 33315.00 KJ/kg CR = R - A PCS carb 32778.00 KJ/kg Ap I CB = Canálise - CR CB = 0.
SOLUÇÃO
Kmol de Produtos/kg carvão DADO Kmol de CO /kg de gases - ORSAT kmol CO/kg carvão = {[2,66%C +7,94%H2 +0,998%S - %O2]FC/0,232} X kmol de (CO e CO2) /kg carv = CB/12, kg ar/ kg carvão 0. Kmol de CO2/kgcarv =(CB/12,011) - X al = DC * (A/F)t,m =0,04898 - X kmol O2/kg carv = [ (DC -1) x 0,232 x (A/F)t,m/31,999 ] + CR/12,011+ X/ 9.151 kg ar /kg carvão =0,00787 + X/ kmol de N2 /kg carv = [(A/F)m,real x 0,768 + Nf] / 28, CSref/PCS carbono e A/R = 1 - CR/R 0. kmol gases / kg carv =X + 0,04898 - X +0,00787 + X/2 + 0,251122 = 0,30807 + X/ 0.1191 kg ref /kg carv 0.0091 kg cabnq/kgcarv kmol de CO/kg gases = (kmol de CO/kg car)/(kmol de gases /kg carv) ou 0,005 = X/ ( 0,30807 + X/2) X = 0.00154 kmolCO/kg carv kgcarb q/kg carv Portanto, GASES de Exaustão kmol de gases / kg carvão 0. Confirmando CHECAGEM %CO 0.5 % (A/F)m,real = {[%N2 x 28,016 x CB] / [(%C %CO2 15.36 % 9.151 kg ar / kg carvão %O2 2.80 % %N2 81.34 % Total 100.
EXEMPLO 3 aula no 17 Gás natural Calcular %excesso de ar se ho Composiçã do gás % MM PCS SOLUÇÃO 0.5 0.005 44.01 0 CO 5 0.05 28.01 Zc CH4 87 0.87 16. C2H4 3 0.03 28. N2 4.5 0.045 28.016 0 100 1 (A/F)t,mol = [ Zc + ZH/4 + Zs - Z ORSAT CO2 9.39 0.0939 (A/F)t,mol = O2 3.88 0. CO 0.83 0.0083 Mmgas N2 85.90 0. 100.00 1.00 (A/F)real,mol = {{[ %N2xZc]/[%C Mmar 28.97 (A/F)real,mol = DC = (A/F)mol,real / (A/F)mol,t DC = Excdear (A/F)m,real PCSgas=somaPCSi*fi
CO 2
ZH
ZO
ZN
Calcular %excesso de ar se houver e (A/F)m,real SOLUÇÃO
(A/F)t,mol = [ Zc + ZH/4 + Zs - Zo/2]/0, (A/F)t,mol = 8.8333 Kmol ar/kmol gas 17.678 kg/kmol (A/F)real,mol = {{[ %N2xZc]/[%CO+%CO2] - ZN/2}}/0, (A/F)real,mol = 10.4228 kmol ar/kmol de gas DC = (A/F)mol,real / (A/F)mol,t
(A/F)m,real 17.08 kg ar/kg gás PCSgas=somaPCSi*fi
Procedimento SI mr=mref/mcarv 0. mwg = mf + (1+w)ma -mr 15.1037 kggasum/kgcomb kgar/kgcomb mw =9xmH + (mwararseco) kgh2o/kgarseco 0.5834 kgvap/kgcomb mdg = mwg -mw 14.5203 kggasseco/kgcarv Carvão em base seca e1 =msx(hs-hw)/mf ws procedimento anterior C 0.8165 hs Err:511 KJ/kg H2 0.0446 hw Err:511 KJ/kg Eficcald = e1/PC! Err: O2 0. N2 0.0127 e1 Err:511 KJ/kg S 0.0104 Perda Total = PCI -e Err: Cinzas 0. PCI 33330 KJ/kg PERDAS DETALHADAS e2 = mdgxcpx(tg - ta) 2043.01 KJ/kg perda dos gases secos cp 1. e3 = mmx(hv - hf) Err:511 KJ/kg perda umidade comb mm hv Err:511 cond 10 Kpa e tg hf Err: pref 0.10 bar e4 = 9xmHx(hv-hf) Err:511 KJ/kg perda por combustão hidrogênio mh 0. e5 = maxwxcpx(tg-ta) 48.64 KJkg perda umidade do ar ma 14 w 0. cp 1. e6 = [CO/(CO+CO2)]mcb23560 269.98 KJ/kg perda por combustão incomple mcub =(mr -mash)x%refecinzas 0. mcb = canal - mcub 0. e7 = mcubx32750 94.32 KJ/kg perda por carbomo não queima TOTAL das perdas Err:511 KJ/kg
Radiação e outros Err:511 KJ/kg
Aula 21 Balanço Completo de Caldeias SISTEMA INGLÊS p 930 Kpa 9.3 bar Caldeira temp 204 oC capac nominal 27 t/h 27000 kg/h cap oper 20403 kg/h fcarga 0. H2O alimentação t 82.8 oC pr 930 Kpa tgases Combutivel Carvão mf 1967 kg/h tcomb 26.1 78. PCS 32215 KJ/kg tbum 21. Análise do carvão C 0. H2 0.0507 ORSAT CO O2 0.0519 CO N2 0.0120 O S 0.0270 N
Cinza 0.0827 cinzas ref 9. 1 comb cinza 32. Umidade 0. oC oF
SOLUÇÃO
(a) Ecomb=PCS 32215 WS=mv/mf ProdEsp 10.37 kg vapor/ kg comb Enespcom hl = Wsx(hv - hH2O) 260 hv Err:511 KJ/kg p 1. 500 hH2O Err:511 KJ/kg hl = Err:511 KJ/kg comb Perdas = Een -hl Err:511 KJ/kg comb TOTAL 12.80 (b) Perdas nos gases de exaustão FC BTU/LB ==>KJ/kg 2.
6.10 h2 = 0,24xWgx(Tg -Ta ==> 1564.37 BTU/lb 3640.44 KJ/kg
ear =100x(O2 -0,5xCO)/[0,264xN2 -(O2-0,5xCO)] ear = 38.300 C+O2 ==>CO H2+O==>H2O calcl da (a/f)m,t S+O2 ==> SO Elcomb% Rel MmmolKgO2 MM KgO C 0.7757 2.663 12.011 2. H2 0.0507 7.934 2.016 0. O2 0.0519 1 31.99 -0. N2 0.0120 inerte 28.013 inerte S 0.0270 0.998 32.064 0. Total O2 2.443 kgO2/kg comb Aprox ==> WO2 = 2. (A/F)t,m 10.531 kg ar teórico/kg cmb (A/F)real,m = (1+exc)*(A/F)t,m 14.565 kg ar real /kg comb Produtos a combustão CO2 2.8415 kg CO2 tg H2O 0.4528 kg H2O ta S 0.0539 kg SO N2 8.1001 kg N Total de gases 15.482 kg gases/kg comb oC oF
Aulas 18,19 e 20 EXEMPLO 05 Dados Instalação termoelétrica MW KW Pot 600.00 600000. Carvão Lafayete County ORSAT % % C 78.6 0.786 CO2 13.78 0. H2 5.6 0.056 O2 4.49 0. O2 9.3 0.093 CO 0.75 0. N2 1.3 0.013 N2 80.98 0. S 5.2 0. 100 1 PCScarv 33315 % M 14 0. PCSref 2605 KJ/kg A 11 0. PCScarb 32778.00 KJ/kg Heat Rate 8863 BTU/KWh Ru 8. AR e Gases AR GASES tent 50 112 tsaida 228 550. par 0.93 atm psaida 0.88 atm
0 C 0 F 0 C 0 F
Calculos FC = 0. (a)efic térmica da planta É necessário calcular a umidade absoluta nc = 3412,14 / heat rate Dados UR tar efic = 0.3850 pvs (b) consumo de carvão (t/h) patm efic = pot/(mfxPCS) pv mf = pot/(eficxPCS) PCS= 24986.25 KJ/kg w w mf(kg/s)= 62.37 Vazãovtf = mfx(1+w)x(A/F)m,re mf (ton/h) 224.55 Vzvtf mf (kg/min) 3742. (c) CR/R 0.079474 Qfd = mfx(A/F)m,realx(((RuxT)/ A/R 0. R 0.1195 Qfd= CR 0.0095 Qfd= CB 0. (e) (A/F)t,m = {[2,66%C +7,94%H2 +0,998%S - %O2]FC/0,232} tg (A/F)t,m = 8.06 Kgar/ kg carvão pg (A/F)m,real= 9.801 kg ar/kg carvão Vazãovti = mfx[(A/F)m,real,u + DC = 1. %excesso 21.55 Vzvti Vazão volumétrica necessário cálculode km kmol Co e CO2 = 100x(CB/12,011)/(% kmol e água =[M+ wx(A/F)m,real+ 9xH2]/ kmol de SO2 = S/32, Total de kmol gases úmidos Massa de gases=(A/F)m,realx(1+w)+1-R MMgases rô=(psaidaxMM)/(RuxTsaida) Qvti = Vzvti/rô (d) capacidade do VTF em kg/min e ft Ventilador de tiragem induzida
considerando um detap de 25 pol de água em cada unidade fmolaH2O 0. pg 95. ppv 12.9569 Kpa 0.129569 bar torv Err:
