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【清华大学 燃烧学】燃烧理论_2燃烧与热化学补煤
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3. 燃料组成对燃烧的影响
• 碳:可燃元素。1 kg纯碳完全燃烧时,放出32860 kJ的热量。当不 完全燃烧生成CO时,放出9268kJ的热量。纯碳起燃温度很高,燃 烧缓慢,火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在,而是与氢、氮、 硫等组成有机化合物。煤形成的地质年代越长,其挥发性成分含 量越少,而含碳量则相对增加。例如,无烟煤含碳量约90%~98%, 一般煤的含碳量约50%~95%。
• 氢:是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为2%~10%, 以碳氢化合物的形式存在,1 kg氢完全燃烧时能放出120500 kJ的热 量。
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3. 燃料组成对燃烧的影响
• 氧:氧在燃料中与碳和氢生成化合物,降低了燃料的发热量 • 氮:燃料中含氮量很少,一般为0.5%~1.5% • 硫:以三种形态存在:有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种
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4.煤的分类和组成
• 煤的工业分析(续)
• 固定碳 •失去水分和挥发分后的剩余部分(焦炭)放在
800 20 C的环境中灼烧到重量不再变化时,取出冷却。 焦炭所失去的重量为固定碳
• 灰分: • 从煤中扣除水分、灰分以及挥发分后剩余的部分为固定
碳
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4.煤的分类和组成
• 煤中灰分的组成:
• 我国煤炭的平均灰分含量为25% • 灰分的存在降低了煤的热值,也增加了烟尘污染和出渣量
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4.煤的分类和组成
• 煤的工业分析
• 水分:
• 一定重量13mm以下粒度的煤样,在干燥箱内318~323K
温度下干燥8h,取出冷却,称重
外部水分
• 将失去外部水分的煤样保持在375~380K下,约2h后, 称重 内部水分
• 挥发分: • 失去水分的试样密封在坩埚内,放在1200K的马弗炉中
加热7min,放入干燥箱中冷却至常温再称重
4.煤的分类和组成
• 煤的成分分析
• 工业分析( proximate analysis ) • 测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测
硫含量和热值,是评价工业用煤的主要指标。
• 元素分析( ultimate analysis ) • 用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主
要组分碳、氢、氮、硫和氧的含量。
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毛主席影响中国最为深远的十句话
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能放出热量,称之为挥发硫。硫燃烧Байду номын сангаас成产物为SO2和SO3, 其中SO2占95%以上。
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3. 燃料组成对燃烧的影响
• 水分:水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分 由表面水分(外部水分)和吸附水分(内部水分)组成。外 部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中 加热到102~105 C,保持2h后才能除掉。
煤的计算
1. 试求1kg如下成分燃料燃烧时理论所必需的空气量: Car=37.2%, Har=2.6%, Sar=0.6%, Nar=0.4%, Oar=12%,Mar=40%,Aar=7.2%。还求过量空气系数为 1.2时燃烧产物的容积。
2. 试求40kg煤和60m3发生炉煤气的燃料混合物的燃烧 产物。煤的成分为Car=47.4%, Har=3.2%, Sar=2.5%, Nar=1.3%, Oar=9.7%, Mar=11.0%, Aar=24.9和煤气的成 分为H2S=1.2%, CO2=6.5%, CO=25%, H2=14.0%, CH4=2.2%, CmHn=0.3%, O2=0.2%, N2=50.5%
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第一节 燃料的性质
1. 燃料的分类
按获得方法分 按物态分
天然燃料
人工燃料
固体燃料
木柴、煤、油页岩 木炭、焦炭、煤粉等
液体燃料 气体燃料
石油 天然气
汽油、煤油、柴油、 重油
高炉煤气、发生炉煤 气、焦炉煤气
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2. 燃料的化学组成
典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分
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2. 燃料的化学组成
典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分(续)
3. 试求燃料的收到基成分。若已给出燃料成分为 Cdaf=85%,Hdaf=6%,Sdaf=4%,Odaf=5%,并已知收到基水 分Mar=18.6%,干燥基灰分Ad=30%。还要求这种燃料 的发热量,再求燃烧空气温度为300°C和过量空气 系数为1.25时的理论燃烧温度。
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燃料与燃烧(补充)
1. 燃料的性质 2. 燃料的燃烧过程 3. 烟气体积计算 4. 燃烧过程中硫氧化物的形成 5. 颗粒污染物的形成 6. 其他污染物的形成
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4.煤的分类和组成
• 煤的元素分析 • 碳和氢:通过燃烧后分析尾气中CO2和H2O的生成量测定 • 氮:在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨,碱液吸收,
• 灰分:是燃料中不可燃矿物质,为燃料中有害成分。
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4.煤的分类和组成
• 煤的基本分类
• 褐煤 • 最低品味的煤,形成年代最短,热值较低 • 烟煤 • 形成年代较褐煤长,碳含量75%~90%。成焦性较强,
适宜工业一般应用 • 无烟煤 • 煤化时间最长,含碳量最高(高于93%),成焦性
差,发热量大
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