Combustion Calculations by weight method

Combustion calculations are starting point for Boiler or any Thermal equipment design. Here is a sample calcualtion done for Coal with a calorific value of approximately 7200 Kcal/kg (12960 BTU/Lb).

Coal composition in % is as follows :
Carbon , C – 76.0 ; Hydrogen, H2 – 4.1 ; Nitrogen , N2 – 1.0 ; Oxygen, O2 – 7.6 ; Suphur, S – 1.3 ; Moisture, H2O – 3.0 ; Ash – 7.0 ;
Excess Air : 30 %
Molecular Wt of C – 12 ,    O2 -32 ,    H2 – 2,    S – 32

The Chemicl equations are as follows: C + O2 –> CO2 ; S + O2 –> SO2 ; H2 + O –> H2O

————————————————————————————————————————————————-

Comp       Wt.              O2 reqd           CO2           H2O         N2           SO2

————————————————————————————————————————————————-

C              0.76            2.0267             2.7867      –              –              –

H2            0.041          0.328              –                0.369       –              –

O2            0.076          (-0.076)

N2            0.01            –                     –                –              0.01         –

S              0.013           0.013              –                –              –              0.026

H2O         0.03             –                     –                0.03         –              –

ASH          0.07

————————————————————————————————————————————————-

100.0     2.2917         2.7867           0.399         0.01         0.026

From the above table,

Theoritical O2 required                             = 2.2917 kg/kg of coal
There fore, Theoritical dry Air required     = 2.2917/0.23 = 9.964 kg of dry air/ kg of fuel
considering 30% Excess Air , Th air reqd   = 9.964 x 1.3 = 12.9532 kg/kg
Wet air required (assuming 60% RH)          = 12.9532 x 1.013 = 13.12 kg/kg of fuel

Gas composition :

————————————————————————————————————————————————-

Gas            Weight               %Wt                %WT/MW                 %Volume

————————————————————————————————————————————————-

CO2           2.7867              19.832           0.4507                    13.381

H2O          0.567                 4.035            0.2242                       6.655

SO2           0.026                 0.185            0.0029                     0.086

N2             9.9837              71.055          2.5376                      75.339

O2             0.6875              4.893             0.1529                     4.539

————————————————————————————————————————————————-

_________ 14.0509             100               3.3654                     100

————————————————————————————————————————————————-

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s