1001《燃料与燃烧》习题解（仅供参考）第一篇燃料概论1.某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02,试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。
FC daf =100—V daf =58.98;V ar = Vdaf X100-Mar- A ar =35.36100A = 9.95FC a r = 50.85V d = 36.77;2.某种烟煤成分为:M ar =4.0;试计算各基准下的化学组成。
解：干燥无灰基：S daf =100 一 C daf 一 H daf 一 O daf 一 N daf = 3.80Aar 严需、8.33C ar =C daf 冥100~A ar~Mar=72.95解：干燥无灰基的计算: V daf =41.02收到基的计算FC ar =100-A ar - M ar -V ar 干燥基的计算:A =10.35FC d = 100-V d -代=52.88C daf =83.21H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68收到基:ar=5.15 O ar =4.58 N ar = 1.67 S ar =3.33 M ar =4.0干燥基:A d =8.68C d 亠晋=75.99H d = HdafX 0.913 = 5.36O d=Odaf X 0.913 = 4.77N = N daf X 0.913 =1.74 S d =SiafX 0.913 = 3.47干燥无灰基: C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.803.人工煤气收到基组成如下: 计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值; 解：干煤气中： CO CH O N COp = M 干 /22.4H 2, d 4，d 2, d2, d2, d=48.0 X [100/ (100-2.4 ) ]=49.18 =19.3 X 1.025=19.77 =13.31 =0.82 =12.30 =4.61 =(2 X 49.18%+28X 19.77%+16X 13.31%+32X 0.82%+28X12.30%+44X 4.61%)/22.4 =0.643 kg/m(3020X 0.1977+3050 X 0.4918+9500 X 0.1331 ) r3 . ., 3 ,— (3)Q 高=4.187 X=14.07 X 103 kJ/ m 3= 14.07 MJ/ mQ 低=4.187 X( 3020X 0.1977+2570 X 0.4918+8530 X 0.1331 )333=12.55 X 103 kJ/m 3= 12.55 MJ/ m 3第二篇燃烧反应计算第四章空气需要量和燃烧产物生成量5. 已知某烟煤成分为(%): C daf — 83.21,H daf — 5.87, 0 daf — 5.22, N daf — 1.90,Sdaf ——3.8, A d ——8.68, W ar ——4.0,试求:理论空气需要量L 0 (m 3/kg )) 理论燃烧产物生成量V 0( m 3/kg ); 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17 X103kW ,要求空气消耗系数 n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分。
A ar = Ad %J 00~War = 8.68% X 100~4=8.33%100 100C ar 亠％门00金皿=83.21%门00爲3一4 =71 2.95%H ar =H daf % X 0.8767 = 5.87X0.8767% =5.15% O a r =O d af % X 0.8767 =5.22X 0.8767% = 4.58% N ar = N daf % X 0.8767 =1.9x0.8767% =1.66% S ar = S daf % X 0.8767 = 3.80X0.8767% =3.33% W. =4%计算理论空气需要量L 0：= --------------- X Q X 72.95 + 8 X 5.15 + 3.33 - 4.58 L 0.011.429咒0.21 l 3丿= 7.81(m 3/kg )(2) 计算理论燃烧产物生成量V解: (1) 将该煤的各成分换算成应用成分:『8 11l_0 = --- ---- 咒—C +8X H + S-O 产一1.429x0.21 13 丿 1001(3) 采用门捷列夫公式计算煤的低发热值：Q低=4.187 X [81 X C+246X H-26X( O-S)— 6X W]]=4.187 X [81 X 72.95+246 X 5.15 — 26X( 4.58 — 3.33 )— 6X 4] =29.80 (MJ/m) 每小时所需烟煤为： m=17皿似00jrn* 360J 2.053 估(kg/h )Q29809每小时烟气生成量:V toi =mxV n =2053x(8.19 + 0.35% 7.81 ) = 2.24x104(m 3/h) 每小时供风量:L tol =mn - =2053x1.35 x 7.81 = 2.16x104m 3/hCO 2 — 3.0 ;O 2 — 0.5 ; N 2—1.6 ;煤气温度为 20 gS H WU 2 32 2 18 28丿 100 100 _(72.95十 3.33 飞100 莎= 8.19(m 3/kg ) 5.15 +--- 2 L o+ 么 +166 L 0.224 + 0.79X7.81计算烟气成分：C 22.4= —— x xm 12 100 V cO 2=7295 X 224 X 2053 = 2.80 X 103(m 3 / h) 12 100 V sO 2V H 2O V N 2 V O 2=—x±24x^46.8(m 3/h) 32 100 =(—+ — X --- )xm =1.296x10 (m /h)2 18 100 N 22 4 43 =—x 22^xm + 0.79L n =1.714x104(m 3/h) 28 100 =21 "Ln -L0)xm =1.188>c103(m 3/h) 计算烟气百分比组成：CO =12.45% SO ； =0.21%H 20=5.73% N 2’=76.36% O J =5.25% 6. 某焦炉干煤气%成分为：CO — 9.1 ;H 2 — 57.3 ; CH 4 — 26.0 ; C 2H 4— 2.5 ;C 。
用含氧量为30%的富氧空气燃烧，n=1.15，试求:=(8.89 + 25.4 + 2 X 2.44 + 2.93 严 0.01= 0.421(m 3/m 3)=0.3仙-L 。
)=0.3X 0.45= 0.135(m 3/m 3) 烟气量为： V n =4.125( m/m 3)烟气成分百分比：CQ =10.20 H 20 =27.60 N 2 =58.93 0 2 =3.27 (3)计算烟气密度：F 44XCO 2' +18X H 2O ' +28N 2' +32X 02’100 咒 22.444X 10.20 +18 X 27.60 + 28% 58.93 + 32咒 3.27100天22.4 = 1.205(kg/m 3)(1) 富氧空气消耗量L n ( m 3/m 3) (2)燃烧产物成分及密度解：应换成湿基(即收到基)成分计算： 将煤气干燥基成分换算成湿基成分： 当煤气温度为20r ，查附表5,知：3gd, H 2O =18.9 (g/m ) 2O 湿=(0.00124 X 18.9 )X 湿=CC 干%X( 100- HO 湿)H 2湿=55.99 CH 4湿=25.402 湿 =1.57 C 2H 4 湿=2.44 H CO 同理: N100/ (1+0.00124 X 18.9) = 2.29/100=8.89 2湿=0.49 CO 2湿=2.93 (1)计算富氧燃烧空气消耗量:1 f 1 1 Lo =——X ]-C ^-H 20.3 (2 2= 3.0(m 3 / m 3 )/r C "尹2S —O2 丿L n = n X L 。
=1.15x3.0 =3.45(m 3/m 3 )(2)计算燃烧产物成分:VH 2OTCnHm+ZV N 2=N^ 1100+ 17)0/L n".57y 01+0i 3.45 =2.43(m3/m3) V 027.某焦炉煤气，成分同上题，燃烧时空气消耗系数n=0.8，产物温度为1200 C, 设产物中02, =0 ,并忽略CH4，不计，试计算不完全燃烧产物的成分及生成量。
解：(1)碳平衡公式:1(COn X C n H m +C02 卜100 = V CO2 + V co(8.89 +2.93 + 25.4 + 2X 2.44〃 0.0仁 Vg + V co■V CO2 +V co —0.42(2)氢平衡方程式：/ \ 1无+2 m^C n Hm+H z O.卜右"円 2 +V H20V 2 丿100 2 2(55.99 +2X25.4+2X2.44+ 2.29〃 0.01 =V H2+V^O•V H2 +V H20 =1.14(3)氧平衡方程式：(1 1 、 1 1 1—co +C02 +02 +—H2O 产——+nL0O-V CO+-V C^-V H2Ol2 2 J100 2 2 2 2 2[1^8.89 +2.93+0.49 +0.5X2.29 jx 0.01 +0.8X0.9=V CO2 +0.5V co +0.5V H20V CO2 +0.5V c o + 0%。
=0.81(4)氮平衡方程式：1N 2 X 矿+3 .76 nL。
宀1.5卩0.01+3.76X0.87.9=V N2(5)水煤气反应平衡常数：K」O2・P N2 5宀CO2F Co • P H 20 V CO *V H 20查附表6V CO2当 t=1200C 时,•V N2K=0.387 = 0.387V CO •V H2O V N2272=V N2各式联立求解得：V H2 = 0.207(m 3/m3) V co= 0.153 (m 3/m3)算得百分比为: H 2, = 4.84 CO ，= 3.57VV V V 33CO2= 0.267(m /m)H2O = 0.933(m 3/m 3)N2 = 2.72(m 3/m 3) =4.28(m 3/m 3)CO H N2 = 6.242。