Tính lượng không khí cần thiết cho một chất đốt Chế tạo một lò đốt để sản suất sức nóng dùng để sấy các trái cây, cá, mực, v.v.. Công việc đầu tiên là chúng ta sẽ tính bao nhiêu lượng c
Trang 1Tính lượng không khí cần thiết cho một
chất đốt
Chế tạo một lò đốt để sản suất sức nóng dùng để sấy các trái cây, cá, mực, v.v hay hơi nước dùng để chạy turbine và quay generator để sản suất điện là công việc mà kỷ sư năng lượng thường hay gặp Công việc đầu tiên là chúng ta sẽ tính bao nhiêu lượng chất đốt sẽ xử dụng trong một giờ? Chất đốt ở dạng nào (khí thiên nhiên, dầu thô hoặc than đá)? Chất gì sẽ sa thải sau khi đốt (CO2, CO, hơi nước, SOx, NOx, v.v.)
(Chomiak (1990))
Các chất đốt lỏng (dầu nặng, dầu hôi, v.v.) hay rắn (than đá, gỗ, v.v.) thường được đo bằng kg/giờ hay kg/giây và không khí (KK) được thổi vào vào lò bằng một máy thổi và đơn vị đo là m3/giờ hay m3/giây Tính lượng KK cần thiết để đốt cháy một lượng chất đốt
Hiện tại mặc dù với kỷ nghệ thông tin với những máy tính nhanh nhất thế giới vẫn chưa tính chính xác cho ngọn lửa của dầu hoặc than đá vì một phần lý thuyết vẫn chưa hoàn toàn hoàn chỉnh và một phần độ
nhanh của những máy tính hiện đại ngày nay vẫn chưa tính được các mô hình phức tạp Do đó những tính toán bằng máy tính bỏ túi dưới đây chỉ
là phỏng chừng, độ sai có thể quá 50% Phương pháp (PP) đo các chất sa thải sau khi đốt vẫn là PP tốt nhất
PP trình bày dưới đây không chính xác vì chúng ta đã đơn giản hoá
nhiều vấn đề Thí dụ như N2 không tham gia phản ứng cháy hay các phản ứng xảy ra cùng một lúc, điều này không xảy ra trong thực tế PP này vẫn xử dụng được nếu chúng ta chưa có PP nào tốt hơn
Sự đốt cháy của hydrocarbon
Trang 2
1) Tính lượng không khí (KK) cho sự cháy của hydrocarbon
Hydrocarbon có công thức hoá học là CxHy thí dụ như (CH4, C2H6,
C3H8, v.v.) Thí dụ cháy hoàn toàn một lượng khí mê tan trong lò đốt (xem Hình 1) Phương trình phản ứng hoá học cho phản ứng của khí mê tan như sau:
(1) tương tự phản ứng cháy cho hydrocarbon như sau
(2) viết theo trọng lượng các phân tử (chất) như sau (nguyên tử gram cho C,
H và O là 12, 1 và 16)
(3) hay
(4)
Trang 3Như vậy (12x+y) kg hydrocarbon sẽ cần (32x+8y) kg oxygen và sẽ sa thải 44x kg CO2 và 9y kg hơi nước (H2O) Trong thực tế chúng ta không lấy oxygen nguyên chất mà chúng ta dùng không khí (KK)
Thành phần hoá học và tỉ lệ phần trăm theo thể tích và trọng lượng của
“KK khô” hay gọi tắt là KK (KK không có độ ẩm hay hơi nước) như sau
cộng
Thể tích (%) 78,03 20,99 0,94 0,03 0,01 < 0,003 100 Trọng lượng
(%)
75,47 23,20 1,28 0,046 0,001 < 0,003 100
Bảng 1: Thí dụ tỉ lệ phần trăm của thể tích và trọng lượng KK KK tại
VN chứa rất nhiều hơi nước và tỉ lệ phần trăm của chất khí có thể khác nhau
Để tính toán nhanh người ta thường tính gần đúng KK khô gồm 23,2%
O2 và 76,8% N2 theo trọng lượng và 21% O2 và 79% N2 theo thể tích Trong thực tế chất đốt rất phức tạp, không chỉ đơn giản chỉ có carbon và hydrogen như nêu trên Bảng 2 chỉ một thí dụ thành phần hoá học và tỉ
lệ phần trăm của một loại khí đốt thiên nhiên (thành phần hoá học của khí thiên nhiên tùy thuộc vào các mỏ khí)
