第四章习题答案第四章 习题答案4-1 已知烟煤的干燥无灰基组成(%)为：C daf H daf O daf N daf S daf82.4 6.0 9.2 1.7 0.7 测得空气干燥基水分M ad =3%，灰分A ad =15%，收到基水分M ar =5%，计算：(1) 1kg 干燥无灰基煤折合成空气干燥基煤、收到基煤时，各为多少？(2) 收到基时该烟煤的组成百分率。
解：(1) 将干燥无灰基换算成空气干燥基后碳的含量为：57.674.82100315100C 100M A 100C daf ad ad ad =⨯--=--= 令1kg 干燥无灰基煤折合成x kg 空气干燥基煤，根据碳含量相等，则有%57.67%4.821⨯=⨯x得x =1.22kg 。
将空气干燥基换算成收到基后碳的含量为：18.6657.6731005100C M 100M 100C ad ad ar ar =⨯--=--= 令1kg 干燥无灰基煤折合成y kg 空气干燥基煤，根据碳含量相等，则有%18.66%4.821⨯=⨯y得y =1.25kg 。
(2) 由(1)可知，空气干燥基该烟煤的组成为：C ad H ad O ad N ad S ad A ad M ad67.57 4.92 7.54 1.39 0.57 15 3则收到基该烟煤的组成为： C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar 66.18 4.82 7.38 1.36 0.56 14.69 54-2 已知重油组成(%)为：C H O N S M A 87.0 11.5 0.1 0.8 0.5 0.07 0.03设某窑炉在燃烧时空气系数=1.2，用油量为200kg/h ，计算：(1) 每小时实际空气用量(Nm 3/h)；(2) 每小时实际湿烟气生成量(Nm 3/h)；(3) 干烟气及湿烟气组成百分率。
解：(1) 燃烧每千克重油理论需氧量为：1004.22)32O 32S 212H 12C (V 0O 2⨯-+⨯+= 重油kg /Nm 271.21004.22)321.0325.02125.111287(3=⨯-+⨯+=燃烧每千克重油理论需空气量为： 重油kg /Nm 813.1021100271.221100V V 30O 0a 2=⨯=⨯=燃烧每千克重油实际需空气量为：重油kg /Nm 976.12813.102.1V V 30a a =⨯=α=每小时实际空气用量为：h Nm /2.2595976.122003=⨯ (2) 燃烧每千克重油产生的理论烟气量为： 2179V 1004.22]28N 32S )18M 2H (12C [V V V V V 0O 0N 0SO 0O H 0CO 022222⨯+⨯++++=+++= 2179271.21004.22]288.0325.0)1807.025.11(1287[⨯+⨯++++= 重油kg /Nm 466.113=因为空气系数=1.2，故燃烧每千克重油产生的实际烟气量为： 重油kg /Nm 629.13813.10)12.1(466.11V )1(V V 30a 0=⨯-+=-α+= 则每小时产生的实际烟气量为h Nm /2726629.132003=⨯ (3) 燃烧每千克重油产生的烟气中各组成量为：kg /Nm 624.11004.2212871004.2212C V 3CO 2=⨯=⨯= kg /Nm 289.11004.22)1807.025.11(1004.22)18M 2H (V 3O H 2=⨯+=⨯+= kg /Nm 0035.01004.22325.01004.2232S V 3SO 2=⨯=⨯= kg /Nm 258.102179271.22.11004.22288.02179V 1004.2228N V 30O N 22=⨯⨯+⨯=⨯α+⨯= kg /Nm 454.0V )1(V 30O O 22=-α=故干烟气的组成为： CO 2 SO 2 O 2 N 213.16 0.03 3.68 83.13 湿烟气的组成为： CO 2 SO 2 O 2 N 2 H 2O11.91 0.03 3.33 75.27 9.46 4-3 某窑炉使用发生炉煤气为燃料，其组成(%)为：CO 2 CO H 2 CH 4 C 2H 4 O 2 N 2 H 2S H 2O5.6 25.9 12.7 2.5 0.4 0.2 46.9 1.4 4.4燃烧时=1.1，计算：(1) 燃烧所需实际空气量(Nm 3/Nm 3煤气)；(2) 实际生成烟气量(Nm 3/Nm 3煤气)；(3) 干烟气及湿烟气组成百分率。
解：(1) 燃烧每立方米煤气所需理论氧量为：1001]O S H 5.1H C )4n m (CH 22H 2CO [V 22n m 420O 2⨯-+++++= 33Nm /Nm 274.01001]2.04.15.14.0)442(5.2227.1229.25[=⨯-⨯+⨯++⨯++=燃烧每立方米煤气所需理论空气量为：330O 0a Nm /Nm 305.121100274.021100V V 2=⨯=⨯= 当=1.1时，燃烧每立方米煤气所需实际空气量为：330a a Nm /Nm 435.1305.11.1V V =⨯=α= (2) 燃烧每立方米煤气理论生成烟气量为：0N 0SO 0O H 0CO 02222V V V V V +++=330O 22n m 4222Nm /Nm 105.22179274.01001]9.464.124.0)242(5.234.47.129.256.5[2179V 1001]N S H 2H C )2n m (CH 3O H H CO CO [2=⨯+⨯+⨯+⨯++⨯++++=⨯+⨯++++++++= 燃烧每立方米煤气实际生成烟气量为：330a 0Nm /Nm 236.2305.1)11.1(105.2V )1(V V =⨯-+=-α+=(3) 燃烧每立方米煤气产生的烟气中各组成量为：1001]H mC CH CO CO [V n m 42CO 2⨯+++= 33Nm /Nm 348.01001]4.025.29.256.5[=⨯⨯+++=1001]4.14.0245.224.47.12[1001]S H H C 2n CH 2O H H [V 2n m 422O H 2⨯+⨯+⨯++=⨯++++= 33Nm /Nm 243.0= 332SO Nm /Nm 014.010014.11001S H V 2=⨯=⨯= 330O 2N Nm /Nm 603.12179274.01.110019.462179V 1001N V 22=⨯⨯+⨯=⨯α+⨯= 330O O Nm /Nm 0274.0274.0)11.1(V )1(V 22=⨯-=-α= 故干烟气的组成百分率为：CO 2 O 2 SO 2 N 217.47 1.38 0.70 80.45湿烟气的组成百分率为CO 2 O 2 SO 2 N 2 H 2O15.57 1.23 0.63 71.70 10.874-4 题4-3中，当高温系数=85%，空气、煤气均为20C ，计算实际燃烧温度。
若空气预热至1000C ，此时实际燃烧温度较不预热时提高了多少？解：先计算理论燃烧温度t th ：Vc t c V t c Q t a a a f f net th ++= 式中空气和煤气的在0-20C 的平均比热容c a 和c f 可分别查表4-13和4-18得：c a =1.296kJ/(Nm 3. C )，c f =1.32kJ/(Nm 3.C )； 根据上题计算结果，V a =1.435Nm 3/Nm 3煤气，V=2.236Nm 3/Nm3煤气；而煤气低发热量可按下式计算：S H 232H C 590CH 358H 108CO 126Q 24242net ++++=代入上式得：2.236ct th =Q net +c f t f +V a c a t a=6090.8+1.32×20+1.435×1.296×20=6154.4采用“内插法”计算理论燃烧温度t th ：设t th =1700C ，c =1.67，则：2.236×1.67×1700=6348>6154.4t th =1600C ，c =1.65，则：2.236×1.65×1600=5903.04<6154.4故 04.590363484.6154634816001700t 1700th --=-- t th =1656.5C则实际燃烧温度t p =t th =85%×1656.5=1408C 3Nm /kJ 8.60904.12324.05905.23587.121089.25126=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=若将空气预热到1000C，c a=1.41 kJ/(Nm3. C )则2.236ct th=Q net +c f t f+V a c a t a=6090.8+1.32×20+1.435×1.41×1000=8140.6设t th=2200C，c=1.70，则：2.236×1.70×2200=8362.6>8140.6t th=2100C，c=1.695，则：2.236×1.695×2100=7959<8140.6求得t th=2145C，则实际燃烧温度t p=t th=85%×2145=1823C故当空气预热至1000C时，实际燃烧温度比不预热时提高了415C。