催化燃烧设计计算总表

符号意义5VOC处理风量Qm³/h5000.0025℃6VOC处理标况风量NQNm³/hQ*273/（273+T）4580.547VOC气体的浓度C0mg/m³10000.00暂定8每小时吸附量Ckg/hQ*C0/100000050.009VOC气体的温度T℃25.00取值10VOC气体的压力PPa纯物质化学性质查询103125.0011VOC气体的密度ρ0kg/m³纯物质化学性质查询1.1312VOC气体的黏度μPa.S纯物质化学性质查询0.0013VOC气体的比热容CpkJ/(kg.C)纯物质化学性质查询1.0015VOC废气成分1二氯甲烷CH2Cl216分子量g/mol纯物质化学性质查询85.0017沸点℃纯物质化学性质查询39.7518密度ρ01kg/m³分子量/[22.4*(T1+273)/273]3.4819VOC体积V11m³/hM1/ρ0214.3820与空气混合的爆炸下限%查附表《有机废气的净化技术》12.0021爆炸下限所需空气量m³/h取的爆炸下限369.6322燃烧热kJ//mol604.9023VOCsmol量mol588.2424二氯甲烷燃烧产生的热量KJ355823.532526VOC废气成分2正庚烷C7H1627分子量g/mol纯物质化学性质查询100.0028沸点℃纯物质化学性质查询98.5029密度ρ03kg/m³分子量/[22.4*(T1+273)/273]4.09可行性分析VOC爆炸极限所需的风量计算催化燃烧工艺计算名称符号项目序号原始参数VOC气体原始数据单位公式算值备注30VOC体积V13m³/hM1/ρ0312.2331与空气混合的爆炸下限%查附表《有机废气的净化技术》1.1032爆炸下限所需空气量m³/h取的爆炸下限4032.2933燃烧热kJ//mol4806.6034VOCsmol量mol500.0035正庚烷燃烧产生的热量KJ2403300.006970工况下爆炸所需空气量Q1m³/h必须≥4435.5171工况下处理VOC的体积VVm³/h1222.5672爆炸极限Vmin%1.0073工况最小密度Vminkg/m³0.0474工况下实际空气量Qm³/h3777.4475工况下VOCs与工况实际空气体积比%0.32364976实际工况空气量结果不满足，重新圆整77实际工况爆炸极限结果满足要求79蜂窝状沸石堆积密度ρskg/m³纯物质化学性质查询500.0080蜂窝状沸石静态活性XT%kg吸附质/kg吸附剂（厂家提供）0.3581蜂窝状沸石动态活性XT1%kg吸附质/kg吸附剂（实验获得）（0.16～0.25）0.10取值82蜂窝状沸石孔隙率ε纯物质化学性质查询0.5083蜂窝状沸石比表面积am2/g（厂家提供）700.0084蜂窝状沸石使用温度TS℃≤400.0085蜂窝状沸石抗压强度Mpa≤0.8086蜂窝状沸石外形规格mm100x100x100根据要求88吸附空速h1-h1-10000.00取值89按风量计算吸附剂装填量Vm³/台Q/h1-0.5090单台设备吸附有机物量mkg/台V*XT1*ρs*η20.0091单台所需吸附剂质量重量M1kg/箱V*ρs250.0092最终选取吸附剂计算量VTm³/箱0.50炭量结果沸石数据沸石固定床吸附器数据及计算沸石原始数据沸石使用量及脱附时间可行性分析VOC爆炸极限所需的风量计算结论双极限全浓度须同时满足93吸附器吸附效率η%0.80取值94吸附器空塔截面风速ｕm/s0.80取值95箱体数量n总个4.00设计96吸附数量n吸个1.00设计97脱附数量n脱个交叉脱附1.00设计98冷却数量n冷个1.00设计99单箱体吸附器的截面有效面积Am2Q/3600/ｕ1.74100正方形计催化床尺寸am√A1.32101圆整为Lm由高度和体积，反证该尺寸1.9取值102沸石层有效高度hmV/L20.140.5m~0.9m103圆整为Hm0.6取值104单吸附器沸石层的实际容积Vsm³/箱L2*H2.17105结果VsV满足要求106沸石的实际总容积Vm³n总*Vs8.66107沸石需脱附总容积V/m³n脱*Vs2.17108单吸附床吸附剂重量kg/箱1083.00109在吸附作用时间内的吸附量XkgC0*Q/1000000*η*t86.64吸附容量110单吸附器沸石作用时间th(Vs*ρs*XT1*η)/(C0/1000000*Q)1.73使用时间111需脱附VOCs的总量MkgV/*ρs*XT1*η86.64总脱附量112吸附床长Lm1.90113吸附床宽Wm1.90114吸附床高Hm0.60116需脱附VOCs的总量Mkg/hV/*ρs*XT1*η86.64117脱附有效时间t有效h10.00脱附时间118VOC每小时脱附量M1kg/hM/t有效8.66119脱附后VOC废气温度T1℃75设定120加热时间t加h0.50取值121冷却时间t冷h0.50取值122空速1-h1-根据催化剂取值8000.00沸石固定床吸附器数据及计算结论脱附计算沸石使用量及脱附时间脱附风量计算蓝太克123线速度mm/s0.60取值124工况下脱附废气爆炸下限空气量mkg/hM1*100*4/%3465.60125工况下脱附废气爆炸下限空气量Vm³/hm*（273+T1）/（273+T2）/ρ3590.17126工况下脱附废气体积Vm³/hM*（273+T1）/（273+T2）/ρ2473.91127脱附后进入催化炉总风量Qm³/h6064.078358128脱附温度t1℃97.00129脱附风量Q℃Q*(273+t1)/(273+t2）6447.44130脱附线速度vm/sQ/s0.50131圆整脱附风量Q工脱m³/h2300.00元整132空气密度ρkg/m³1.293*（273+0）=ρ*(273+t)0.95133全质量mkg/h空气质量+废气质量3433.78134判断（0.15~0.4）满足要求135脱附线速度下限m/s0.15136脱附线速度上限m/s0.40137脱附风量下限m³/h1949.40138脱附风量上限m³/h5198.40140沸石层有效高度Zm0.60141沸石床压降△PPa经验公式：945.1*u1.055×Z448.11142沸石细管内的流速u1m/su/ε1.60143细管的当量直径dem(4*ε）/[a*(1-ε)]0.01144m6/a0.01145A(1-ε)2/ε32.00146Bμ*u/dp20.21147C(1-ε)/ε22.00148Dρ0*u2/dp84.17149雷诺数Redp*ρ0*u/μ403.40150当Re/(1-ε)≤2500时按下式计算806.80≤2500151沸石床压降△PPa△P=(150*A*B+1.75*C*D)*Z214.31152压降值Pa448.1144514取最大值脱附计算结论脱附风量计算脱附风压计算经验公当量直径压降计算154线速度vm/s0.53155空速h1-h1-8000.00156催化剂计算装填量Vm³Q工脱/h1-0.29157催化剂截面积Am2Q工脱/3600/V1.21158正方形计催化床尺寸am√A1.10159催化床长宽圆整为Lm1.1取值160催化床高hmV/L/L0.24161催化床高度圆整为Hm0.25取值162催化剂实际装填量V总m³L*L*H0.30163判断满足要求164催化剂总容积Vsm³0.30165催化床长Lm1.1166催化床宽Wm1.1167催化床高Hm0.25168驻留时间ts2.1120293850.15-0.25s170吸附风机风量Qm³/h5500.00171吸附风机全风压PkPa2.00172吸附风机风机功率kwQ/3600*P/0.8*1.154.39173脱附风机风量Q脱m³/h2300.00174脱附风机全风压P脱kPa5.00175脱附风机风机功率kwQ脱/3600*P脱/0.8*1.154.59176补冷风机风量Q补m³/h766.67177补冷风机全风压P补kPa5.00178补冷风机风机功率kwQ补/3600*P补/0.8*1.151.53180二氯甲烷燃烧产生的热量kJ61657.10181正庚烷燃烧产生的热量kJ416443.82182乙醇燃烧产生的热量kJ8664.00183二甲胺燃烧产生的热量kJ8664.00风机计算产生热量风机功耗核算VOCs燃烧加热温度催化剂用量计算催化剂计算结论184二甲基甲酰胺燃烧产生的热量kJ8664.00185取产生热量最少的参与设计QkJ8664.00最小值186物质摩尔mol86.64187产生热量功率为PkwQ*1000/36000002.41乙酰丙酮188可将空气加热温度t℃Q/m/Cp2.52190热流进口t1℃燃烧后温度267.52191热流出口t2℃250.00取值192热流功率Pkw17.54193冷流进口t3℃原废气温度75.00取值194冷流出口t4℃外排温度110.00取值195对数平均温差T1℃(G182-G186)/(G183-G185)﹥1.7时166.11196对数平均温差T2℃(G182-G186)/(G183-G185)≤1.7时166.26197对数平均温差T℃取T2值198传热系数sw/m2.k16.20不锈钢304199换热面积Am2P*1000/T/s13.03201吸附床给热系数S1W/m261.00取值202吸附床面积A1m23.61203加吸附床热功率P1kwS1*A1/10000.22204催化床给热系数S2W/m2125.00205催化床面积A2m218.00206催化床加热功率P2kwS2*A2/10002.25207管道给热系数S3W/m261.00208管道管径Dm0.25209管道管长Lm25.00210管道面积A3m2D*3.14*L19.63211管道加热功率P3kwS3*A3/10001.20212散热功率合计PkwP1+P2+P33.67产生热量板式换热器系统散热计算VOCs燃烧加热温度换热器面积计算带走热量计算逆流214进口t1℃250.00取值215出口t2℃265.00起燃265216裕度系数x1.05217功率PkwCp*m*(t2-t1）*x/360015.05218加热开启度%16.74%219220进口t3℃25.00221出口t4℃200.00222风机开启度%40.00%223风量Q2m³/h740.97224开车加热时间th0.50225密度ρkg/m³1.293*（273+0）=ρ*(273+t)1.18热进口226加热气体用功率AkwCp*Q2*ρ*(t4-t3）*x/3595/t89.90227结论总P开车总加热功率2（A+B）kwA+P93.57电加热器电加热器功率计算