11题:
生活垃圾中的恒湿水分忽略不计。
生活垃圾的低位热值=1kg湿垃圾中可燃分的质量×可燃分的高位热值?1kg湿垃
圾中水分的质量×水的蒸发潜热(注意单位!)
1)教材P239页例题中,垃圾可燃分高位热值为5175kcal/kg,以此为基准估算: (
5175kcal/kg×0.35kg?600kcal/kg×0.5kg
)
/
(5175kcal/kg×0.3kg?600kcal/kg×0.6kg)=1.267,因此生活垃圾低位热值上升26.7%
2)若参考教材表2-14中,20%含水率和20%灰分城市生活垃圾低位热值
11600kJ/kg数据,则:
垃圾中可燃分的高位热值=(1kg湿垃圾的低位热值+1kg湿垃圾中水分的质量×
水的蒸发潜热)/1kg湿垃圾中可燃分的质量=(11600kJ/kg+0.2kg×600kcal/kg× 4.2kcal/kJ)/(1kg?0.2kg?0.2kg)=20173kJ/kg
(20173kJ/kg×0.35kg?600kcal/kg×4.2kcal/kg×0.5kg)/(20173kJ/kg×0.3kg
?600kcal/kg×4.2kcal/kg×0.6kg)=1.278,因此生活垃圾低位热值上升27.8% 13题:
题目本意是试求理论燃烧温度(垃圾与空气混合后完全燃烧,没有热损失情况下
燃烧烟气所能达到的最高温度)。可通过下列公式近似计算(以20℃为基准,垃圾和空气带入显热为0,灰渣带走热量忽略不计)
QL?Gcp?T?T0??T?QL?T0 Gcp1)选择合适的空气过剩系数。为确保垃圾充分燃烧,焚烧标准一般要求烟气中
剩余的氧气浓度在6v/v%~12v/v%左右,因此垃圾焚烧的空气过剩系数一般取1.8-2(辅助燃料的空气过剩系数一般取1.1~1.3)。大家从ppt的例题3
也可以看到,空气过剩系数为2时,烟气中氧浓度7.5%。
2)计算烟气量。如果烟气的定压比热容单位为kcal或kJ/kg·℃,则空气量和烟
气量以质量计算:
??32???Cl?32?O?S32?(如理论空气量:A0??C???H? ???0.23)???10012100100?35.5410010032????如果烟气的定压比热容单位为kcal或kJ/Nm3·℃,则空气量和烟气量以体积计算
(见ppt中例题3)。 3)计算定压比热容。
查询各种烟气组分(CO2、N2等)在不同温度下的定压比热容(大家会发现随温
度变化幅度不大)。考虑到垃圾含水率比较高,焚烧温度不会超过850℃,可以选择400℃左右(20℃和850℃的平均值为435℃)下的定压比热容,加和计算混合烟气的定压比热容(参考书241页) 4)计算温度
QL?Gcp?T?T0??T?QL704?T0=+20=617℃ Gcp3.44?0.343???????QL为垃圾的湿基低位热值=Hl?H0?1?W??600?9?H?W??704 kcal/kg
?100??100100?考虑更为复杂的话,可以把灰渣带走热量(假设灰渣温度与烟气温度相同)计算
进去。就是在上述公式右边加上灰渣带走热量(灰渣质量*灰渣比热容*温差)。一般情况下,如果题目中没有告诉垃圾和灰渣比热这类详细的参数(像15题一样),在近似计算里可忽略这两部分的热量输入输出。 14题
1)根据干固体分子式C12H20O11,计算C、H和O百分含量,由分子式可知该污
泥的可燃分含量为20%,灰分含量0%
利用经验公式计算可燃分的高位热值,然后计算污泥湿基低位热值:
1??????????H0?8100?C???34000?H???O???2500?S??,元素含量是以可燃分为基
?100??1008100??100?准的百分含量,也就是C含量为12*12/(12*12+20*1+11*16)
???????Hl?H0?1?W??600?9?H?W?
?100??100100?2)选择合适的空气过剩系数。如污泥选2,重油选1.3。计算空气量和烟气量。 3)计算烟气比热容。排烟温度为800℃,因此取平均值410℃,查询各组分的
Cp值。因F未知,以污泥焚烧烟气组成为依据计算混合烟气的Cp。 4)假设重油用量为F。助燃空气常温下进入焚烧炉。热量无损失。 Hin=1kg污泥湿基低位热值+重油低位热值*F
Hout=(1kg垃圾烟气量+1kg重油烟气量*F)*Cp*(800-20)
?F,根据计算得到的F可以校核一下,由(污泥+燃料)燃烧得到混合烟气400℃
下的Cp与上面使用的数值相差大不大。大的话可以调整Cp再计算。 15题:
1)题目里“固体废物的热值”实际是指湿基低位热值,没有说清楚(但大家可
以根据元素组成和水分含量自己去计算校核一下——根据元素组成用经验公式计算可燃分高位热值,然后根据水分和可燃分含量计算湿基低位热值)。 2)残渣含碳量5%,因此1kg固体废物焚烧产生残渣的量为0.2/(1-0.05)=0.21kg,
未燃尽C的量为0.01kg(每1kg固体废物)
3)选择空气过剩系数,计算空气量(注意:因部分C未燃烧,所以计算C燃烧
生成CO2的时候,C的量应为0.28-0.01=0.27kg,其余元素完全燃烧,用元素组成含量的值代入)
4)Hin=1kg固体废物湿基低位热值(11630kJ) ? 未燃尽C质量(0.01kg)*C
热值(32564kJ/kg)+助燃空气量(Akg)*65℃空气比热*(65-20) Hout=辐射损失(Hin*0.006)+炉渣质量(0.21kg)*炉渣比热容*(650-20)+烟
气余热量(=烟气量*烟气比热容*温差) ?得到烟气余热量