第四章燃料及其燃烧详解
从近油田或煤田的地层中逸 是炼制石油时的副产 出,是一种很好的燃料。 品,为便于输送,加 压使成液体,叫液化 石油气。 煤在炼焦炉中炼
二、燃料的组成及其换算 (一)固体、液体燃料
1、元素分析法 2、工业分析法 3、煤的基准: 用元素表示燃料的组成。 通常包括 C 、 H 、 O 、 N 、 S五种元素及部分矿物质 灰分A和水分W。 组成由挥发分(V)、固 定炭(FC)、灰分(A) 及水分(W)表示
天然气 焦时的副产品 石油气 水蒸气与炽热的焦 高炉炼铁时的 空气和少量水蒸 焦炉煤气 炭或无烟煤在煤气 副产品 气与煤或焦炭在 发生炉中反应而产 3、气体燃料 高炉煤气 煤气发生炉中反 人造煤气水煤气 生的煤气。 应而产生的煤气 常用烟煤干馏或石 油裂化等方法制取 混合发生炉煤气 城市煤气
计算基准:100㎏燃料
应用基燃料折算成分析基燃料时为(100-Wywz )㎏,用物料 平衡关系:
应用基时含碳量=分析基时的含碳量,
故有100×Cy=(100- Wywz)×Cf
y f W W y W 由式(4-1)得: wz 100 100 W f
代入上式得
W y W f 100 100 y y f 100 W 100 W 100 W C f wz Cy C f Cf 100 100 100 W f
应 用 基 分 析 基 干 燥 基 可 燃 基
所 要 换 算 的 基
应用基 1 分析基
100 W f 100 W y
干燥基
可燃基
100 100 (W y A y )
100 100 W y 100
100 W y 100 W
f
1
100 100 (W f A f )
100 W
1
f
100 W f 100 100 (W y A y ) 100 (W f A f ) 100 100
100 W y 100
100 100 A g
1
100 A g 100
应用:已知的基×换算系数 = 所要换算的基。 换算系数是由物料平衡关系计算得到的,例如
已知Cf、Wy、Wf,求Cy
或者
f 100 W C f Cy 100 W y
[例4-1] 已知煤的可燃基组成(%)为: Cr Hr Or Nr Sr 80.2 6.1 11.6 1.4 0.7 又知 应用基时的水分组成为Wy=3.5%,干燥基时 灰分组成为Ag=8.2% 求 应用基时Cy的百分含量
解 由于三个基准O、H 2、CH 4及其它烃类 1、可燃成分: 组成 CO2、H 2O、N 2、O2及SO2等 2、不可燃成分:
s 100 H O g s 2 干、湿煤气换算关系: H2 H2 100
煤气在不同温度下所含的饱和水蒸气量见表4-4。
第二节 燃料的热工性质及选用原则 一、发热量(热值) 1、概念:单位质量或体积的燃料完全燃烧, 当燃烧产物冷却到燃烧前的温度( 20º C )时所 放出的热量称为燃料的发热量或热值。
⑴ 应用基 :指实际使用的煤的组成,在各组成 的右上角以“y”表示。 Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy%+Ay%+Wy%=100%
⑵ 分析基:指分析实验室里所用的风干煤样 的组成,以f表示。此时,经过空气(20º C,相 对湿度 70% )风干的煤样,煤中的水分已经与 大气达到平衡,故稳定不变了。
第四章 燃料及其燃烧 热能的来源:
1、燃料燃烧产生,由化学能转化为热能,资源 丰富,价格较低。 2 、以电为热源,电能转化为热能,热利用率 高,成本高。
本章的要求:
1、了解各类燃料的热工性质、燃烧过程及燃
烧设备的特点。
2 、掌握燃料燃烧计算的方法,合理地选用燃
料燃烧设备及组织燃料燃烧过程
第一节 燃料的种类和组成 一、燃料的种类 石油在常压下蒸馏可分别提 1、固体燃料:泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤 。 炼出汽油、煤油、柴油等高
质量的燃料,剩下的残渣为 无烟煤是炭化时间最长的一种,无机材料行业中主 要以烟煤、无烟煤为主。 直馏重油(常压重油)
常压重油 直馏重油进行减压蒸馏,其 残渣为减压渣油。 2、液体燃料重油减压重油 将直馏重油进行裂化, 可得裂化煤气和裂化汽 裂化重油 油,其残渣为裂化渣油
① 高位热值(QGW): 指燃烧产物中的H2O已 冷凝为0º C的液态水。 ②低位热值(QDW):指燃烧产物中的H2O成20º C 水蒸气状态。
QGW与QDW两者相差的数值为单位燃料燃烧所生 成的水由0º C变成20º C的水所吸收的热量。
⑴ 固体、液体燃料 20º C时1㎏水蒸气的热含量约为2500kJ/㎏
① 先由Cr换算成Cg(%)
由表4-1得
g
100 W 100 3.6 由表4-1得 C C 73.6 71 100 100 表4-2、4-3列举了各种煤和燃料油的组成
y g
100 8.2 C 80.2 73.6 100
y
g 100 A Cr Cg 100
W 100 W 100W
y NZ f
y WN
⑶干燥基:指绝对干燥的煤的组成,以g表示。 Cg%+Hg%+Og%+Ng%+Sg%+Ag%=100%
⑷可燃基:是指无水、无灰的煤的组成,以r表示。 Cr%+Hr%+Or%+Nr%+Sr%=100%
关系图
4、不同基准的组成换算如表4-1
已 知 的 基
Cf%+Hf%+Of%+Nf%+Sf%+Af%+Wf%=100% 将应用基与分析基比较以下,可以看出煤的 水分已被分成两部分: ① 空气风干状态下残留在煤中的水分称为分 析基水分Wf或内在水WyNZ。 ② 在风干过程中逸出的水分称外在水Wywz。
应用基水分为总水分,即内在水与外在水之和。
y y y W y WWZ WNZ WWZ y 100 W WZ W f (4 1) 100