第六章焦?fàn)t內(nèi)煤氣燃燒

1、一、幾種煤氣的組成一、幾種煤氣的組成 第一節(jié)第一節(jié) 煉焦?fàn)t加熱用煤氣煉焦?fàn)t加熱用煤氣o焦?fàn)t煤氣是無色有臭味的氣體，重度為焦?fàn)t煤氣是無色有臭味的氣體，重度為0.460.460.5kg/m30.5kg/m3，焦?fàn)t煤，焦?fàn)t煤氣中因含氣中因含H2H2和和CH4CH4較多，因此發(fā)熱量較高，一般為較多，因此發(fā)熱量較高，一般為168001680018900kJ18900kJm3m3。極容易燃燒，它的著火點是。極容易燃燒，它的著火點是600600650650。燃燒速度快，火。燃燒速度快，火焰短，溫度高。和空氣混合后容易爆炸，爆炸范圍（煤氣在混合焰短，溫度高。和空氣混合后容易爆炸，爆炸范圍（煤氣在混合氣體中的體

2、積百分率）是氣體中的體積百分率）是5 530%30%，因此應(yīng)嚴(yán)格避免空氣和煤氣混，因此應(yīng)嚴(yán)格避免空氣和煤氣混合，煤氣點火時，要給火后開煤氣。合，煤氣點火時，要給火后開煤氣。o焦?fàn)t煤氣有毒，因為含有焦?fàn)t煤氣有毒，因為含有COCO和少量的硫化氫（和少量的硫化氫（H2SH2S）氣體。）氣體。o高爐煤氣是無色、無味，無臭的氣體，重度為高爐煤氣是無色、無味，無臭的氣體，重度為1.29-1.30kg/m3，和空，和空氣重度相近。因其中含可燃成分較少，因此發(fā)熱量較低，一般為氣重度相近。因其中含可燃成分較少，因此發(fā)熱量較低，一般為33004200kJ/m3，和焦?fàn)t煤氣相比，它燃燒比較緩慢，火焰較長。，和焦?fàn)t煤

3、氣相比，它燃燒比較緩慢，火焰較長。它的著火點在它的著火點在600以上，爆炸范圍是以上，爆炸范圍是3665%。oCO是有劇毒的氣體，它在高爐煤氣中含量較多，因此高爐煤氣的毒是有劇毒的氣體，它在高爐煤氣中含量較多，因此高爐煤氣的毒性是很大的?？諝庵泻允呛艽蟮??？諝庵泻珻O在在0.2%時，能使人失去知覺，含有時，能使人失去知覺，含有1%時，時，能使人死亡，含能使人死亡，含0.06%時，對健康有害。因此高爐煤氣設(shè)備必須嚴(yán)時，對健康有害。因此高爐煤氣設(shè)備必須嚴(yán)格保持嚴(yán)密。安全規(guī)程規(guī)定在格保持嚴(yán)密。安全規(guī)程規(guī)定在1立方米空氣中立方米空氣中CO含量不能超過含量不能超過0.03克?？?。 當(dāng)設(shè)計焦?fàn)t進(jìn)行熱工計

4、算時，煤氣的組成必須確定，因此規(guī)當(dāng)設(shè)計焦?fàn)t進(jìn)行熱工計算時，煤氣的組成必須確定，因此規(guī)定熱工計算時煤氣的組成如下表所示：定熱工計算時煤氣的組成如下表所示： 熱工計算用煤氣組成熱工計算用煤氣組成名稱名稱組成（體積組成（體積%）低熱值低熱值KJ/nM3H2CH4COCmHnCO2N2O2焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣59.525.56.02.22.44.00.417900大型高爐煤大型高爐煤氣氣1.50.226.813.9 57.2 0.436400中型高爐煤中型高爐煤氣氣2.70.228.011.0 57.8 0.339200發(fā)生爐煤氣發(fā)生爐煤氣9.01.05 28.05.156.450.449100 以上兩表

5、中的煤氣組成均為干基（干煤氣），而煤以上兩表中的煤氣組成均為干基（干煤氣），而煤氣一般都是被水飽和的，進(jìn)行各種計算時，必須考慮煤氣一般都是被水飽和的，進(jìn)行各種計算時，必須考慮煤氣中的水分含量，并以下式進(jìn)行換算：氣中的水分含量，并以下式進(jìn)行換算： X濕濕 = X干干/（1+M干干），），% 或者：或者：X干干 = X濕濕/（1 - M濕濕），），% 式中：式中： X干干、X濕濕干、濕基煤氣組成，干、濕基煤氣組成，% M干干、 M濕濕干、濕基煤氣的水分含量，干、濕基煤氣的水分含量，m3/m3，其數(shù)值由下表查取。其數(shù)值由下表查取。 如焦?fàn)t煤氣的飽和溫度為如焦?fàn)t煤氣的飽和溫度為20，由表，由表6-2查

6、得查得1m3干煤氣在干煤氣在20oC時的飽和水蒸汽含量為時的飽和水蒸汽含量為0.0236m3m3，則濕煤氣中組分則濕煤氣中組分的含量以氫為例可換算如下：的含量以氫為例可換算如下： 由此方法將表由此方法將表6-2干煤氣組成換算成表干煤氣組成換算成表6-4濕煤氣組成。濕煤氣組成。59.5%58.15%1 0.0235 表表6-4 濕煤氣組成濕煤氣組成 名 稱 組 成 (體積分?jǐn)?shù)) / 飽和溫度/OC H2 CH4 CO CmHnC02 N2 02 H20焦?fàn)t煤氣高爐煤氣 Q低=3643kJ/m3高爐煤氣 Q低=3927kJ/m358.11.442.5824.90.190.195.8625.6326

7、.782.152.3513.2910.523.954.7155.280.390.380.292.304.184.18 20 30 30 氣體燃料的發(fā)熱值是指單位體積的氣體完全燃燒時所放出的熱量氣體燃料的發(fā)熱值是指單位體積的氣體完全燃燒時所放出的熱量( (kgkgm m3 3) )。燃燒產(chǎn)物中水的狀態(tài)不同時，發(fā)熱值有高低之分。燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物中水的狀態(tài)不同時，發(fā)熱值有高低之分。燃燒產(chǎn)物中水蒸汽冷凝，呈中水蒸汽冷凝，呈00液態(tài)水時的發(fā)熱值稱為高發(fā)熱值液態(tài)水時的發(fā)熱值稱為高發(fā)熱值( (Q Q高高) )，燃燒產(chǎn)物，燃燒產(chǎn)物中水呈汽態(tài)時的發(fā)熱值稱為低發(fā)熱值中水呈汽態(tài)時的發(fā)熱值稱為低發(fā)熱值( (Q Q低低

8、) )。 各種氣體燃料的發(fā)熱值可用儀器直接測定，也可以根據(jù)其組成按各種氣體燃料的發(fā)熱值可用儀器直接測定，也可以根據(jù)其組成按加和法進(jìn)行計算。加和法進(jìn)行計算。 二、煤氣的發(fā)熱值二、煤氣的發(fā)熱值 煤氣中各可燃成分的低發(fā)熱值煤氣中各可燃成分的低發(fā)熱值( (kJkJm m3 3) )為：為： COCO1272812728；H H2 21084410844；C C2 2H H4 43584035840；C Cm mH Hn n7117971179。 按焦?fàn)t煤氣的組成及上述數(shù)據(jù)，可計算焦?fàn)t煤氣的低發(fā)按焦?fàn)t煤氣的組成及上述數(shù)據(jù)，可計算焦?fàn)t煤氣的低發(fā)熱值：熱值： = = =17920 =17920kJ/mkJ/

9、m3 3 由于焦?fàn)t煤氣可燃成分多，且含有大量發(fā)熱值高的由于焦?fàn)t煤氣可燃成分多，且含有大量發(fā)熱值高的CHCH4 4，其發(fā)熱值約為高爐煤氣的其發(fā)熱值約為高爐煤氣的5 5倍。倍。2412728108443584071179100mnCOHCHC HQ低1002 . 2711795 .25358405 .5910844612728 煤氣的密度是指每立方米煤氣的質(zhì)量，記為煤氣的密度是指每立方米煤氣的質(zhì)量，記為(kg(kgm m3 3) )，每每m m3 3煤煤氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度則記為氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度則記為0 0。它和其它混合氣體一樣，可以根它和其它混合氣體一樣，可以根據(jù)組成按加和法計算。據(jù)組成按加

10、和法計算。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤氣的密度可按煤氣組成用加和性計算：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤氣的密度可按煤氣組成用加和性計算： 0 = 0.01MiXi/22.40 = 0.01MiXi/22.4，kg/m3kg/m3式中：式中：MiMi煤氣中煤氣中i i成分的分子量；成分的分子量； XiXi煤氣中煤氣中i i成分的體積成分的體積% %。 三、煤氣的密度三、煤氣的密度 按表按表6-26-2所列焦?fàn)t煤氣的組成計算其密度為：所列焦?fàn)t煤氣的組成計算其密度為： O O= = = = 0.451kg 0.451kgm m3 3 式中式中 2 2、1616、2828分別為分別為H H2 2、CHCH4 4、COCO的分子量，的

11、分子量，C Cm mH Hn n中中按按8080的的C C2 2H H4 4和和2020C C6 6H H6 6計算。計算。飽和溫度為飽和溫度為2020o oC C時的濕焦?fàn)t煤氣的密度為：時的濕焦?fàn)t煤氣的密度為： =0.459=0.459kg/mkg/m3 34 .22100324 . 0284444 . 2)782 . 0288 . 0(2 . 228665 .2525 .591002.32.3 180.45110010022.4 同理可以計算出：同理可以計算出：Q Q低低=3644=3644kJkJm m3 3的高爐煤氣密度為的高爐煤氣密度為1.3371.337kgkgm m3 3，飽和溫

12、度為飽和溫度為3030時該濕高爐煤氣的密度為時該濕高爐煤氣的密度為1.3081.308kgkgm m3 3，Q Q低低=3927=3927kJkJm m3 3的高爐煤氣密度為的高爐煤氣密度為1.2971.297kgkgm m3 3，飽和溫度為飽和溫度為3030o oC C時，該濕高爐煤氣的密度為時，該濕高爐煤氣的密度為1.2751.275kgkgm m3 3。 由于焦?fàn)t煤氣含氫量高，故其密度比高爐煤氣小得多，由于焦?fàn)t煤氣含氫量高，故其密度比高爐煤氣小得多，且比水汽的密度還小，干高爐煤氣的密度比濕高爐煤氣密且比水汽的密度還小，干高爐煤氣的密度比濕高爐煤氣密度略小，而焦?fàn)t煤氣則相反。度略小，而焦?fàn)t

13、煤氣則相反。二、二、 煤氣的燃燒煤氣的燃燒1 1、燃燒反應(yīng)和燃燒極限、燃燒反應(yīng)和燃燒極限 煤氣中的可燃成分具有和空氣中的氧發(fā)生下列反應(yīng)的能力。煤氣中的可燃成分具有和空氣中的氧發(fā)生下列反應(yīng)的能力。o完全燃燒時，可見到火苗明亮，沒有煙。如果火苗暗紅并帶有黑完全燃燒時，可見到火苗明亮，沒有煙。如果火苗暗紅并帶有黑煙就是燃燒不完全。在焦?fàn)t加熱中，應(yīng)當(dāng)使煤氣完全燃燒，才能煙就是燃燒不完全。在焦?fàn)t加熱中，應(yīng)當(dāng)使煤氣完全燃燒，才能有效的利用煤氣的熱能，提高熱效率，降低耗熱量。有效的利用煤氣的熱能，提高熱效率，降低耗熱量。o要想達(dá)到完全燃燒，必須具備以下幾個條件：要想達(dá)到完全燃燒，必須具備以下幾個條件：（1

14、1）要有足夠的空氣量；）要有足夠的空氣量；（2 2）空氣和煤氣中的可燃成分須很好的混合；）空氣和煤氣中的可燃成分須很好的混合；（3 3）必須將煤氣加熱到著火點以上的溫度；）必須將煤氣加熱到著火點以上的溫度；（4 4）適當(dāng)排除燃燒后產(chǎn)生的廢氣。）適當(dāng)排除燃燒后產(chǎn)生的廢氣。 但實際燃燒不同于上述一般的氧化反應(yīng)，而是伴隨著強烈發(fā)熱的連但實際燃燒不同于上述一般的氧化反應(yīng)，而是伴隨著強烈發(fā)熱的連鎖反應(yīng)過程。為使過程達(dá)到強烈發(fā)熱的程度，必需有足夠的反應(yīng)速度。鎖反應(yīng)過程。為使過程達(dá)到強烈發(fā)熱的程度，必需有足夠的反應(yīng)速度。由化學(xué)動力學(xué)的基本原理可知，反應(yīng)速度與參與反應(yīng)的物質(zhì)濃度和溫度由化學(xué)動力學(xué)的基本原理可知

15、，反應(yīng)速度與參與反應(yīng)的物質(zhì)濃度和溫度有關(guān)。有關(guān)。 反應(yīng)速度愈快，單位時間內(nèi)放出的熱量愈多。只有當(dāng)煤氣和空氣反反應(yīng)速度愈快，單位時間內(nèi)放出的熱量愈多。只有當(dāng)煤氣和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的熱量足以使整個反應(yīng)系統(tǒng)的溫度不斷升高，達(dá)到在該溫度下可應(yīng)產(chǎn)生的熱量足以使整個反應(yīng)系統(tǒng)的溫度不斷升高，達(dá)到在該溫度下可燃混合物可以自動的、不需外加火源而著起火來時，才能連續(xù)穩(wěn)定地燃燃混合物可以自動的、不需外加火源而著起火來時，才能連續(xù)穩(wěn)定地燃燒。燒。 否則，如果煤氣和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的熱量低于系統(tǒng)的散熱，使燃燒否則，如果煤氣和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的熱量低于系統(tǒng)的散熱，使燃燒反應(yīng)不能擴展到整個有效空間中去，系統(tǒng)溫度不能提高，而在距火源反應(yīng)

16、不能擴展到整個有效空間中去，系統(tǒng)溫度不能提高，而在距火源較遠(yuǎn)的地方，溫度較低，當(dāng)火源移開時，仍會發(fā)生熄火現(xiàn)象。因此，較遠(yuǎn)的地方，溫度較低，當(dāng)火源移開時，仍會發(fā)生熄火現(xiàn)象。因此，燃燒都是在很快的反應(yīng)速度下燃燒都是在很快的反應(yīng)速度下進(jìn)行的，參與反應(yīng)的煤氣和空氣濃度減進(jìn)行的，參與反應(yīng)的煤氣和空氣濃度減小，就會使反應(yīng)速度減慢；低于某一極限值時，因反應(yīng)速度太慢而不小，就會使反應(yīng)速度減慢；低于某一極限值時，因反應(yīng)速度太慢而不能著火，故把可燃?xì)怏w和空氣所組成的混合物中可燃?xì)怏w的這種極限能著火，故把可燃?xì)怏w和空氣所組成的混合物中可燃?xì)怏w的這種極限濃度稱為燃燒極限。濃度稱為燃燒極限。 （1）燃燒反應(yīng)）燃燒反應(yīng)是

17、指煤氣中的各可燃成分與氧所進(jìn)行的伴是指煤氣中的各可燃成分與氧所進(jìn)行的伴有發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化反應(yīng)。有發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化反應(yīng)。 （2）燃燒極限燃燒極限是指能穩(wěn)定燃燒時可燃混合物中可燃?xì)怏w是指能穩(wěn)定燃燒時可燃混合物中可燃?xì)怏w的體積濃度范圍，稱為燃燒極限。較低的濃度稱為下限，較的體積濃度范圍，稱為燃燒極限。較低的濃度稱為下限，較高的濃度稱為上限。高的濃度稱為上限。 燃燒的條件：燃燒的條件： 可燃成份、氧、一定的溫度可燃成份、氧、一定的溫度燃燒極限的本質(zhì)：燃燒極限的本質(zhì)：反應(yīng)反應(yīng)( (燃燒燃燒) )速度與濃度的關(guān)系速度與濃度的關(guān)系: : 燃燒反應(yīng)燃燒反應(yīng):mF + nO:mF + nO2 2 = C

18、O = CO2 2 + H + H2 20 0 燃燒速度燃燒速度:r = :r = kFkFm mOOn n而而F + Air = 100%F + Air = 100% O= 0.21Air O= 0.21Air代入上式得代入上式得: r = kF: r = kFm m0.21Air0.21Airn n = k = k FFm mAirAirn n = k F= k Fm m1-F1-Fn n所以，當(dāng)所以，當(dāng)F F變大或變小時，變大或變小時，r r均變小。當(dāng)均變小。當(dāng)F F達(dá)到一個臨界值達(dá)到一個臨界值時，反應(yīng)速度小得反應(yīng)無法進(jìn)行，該臨界值就是燃燒時，反應(yīng)速度小得反應(yīng)無法進(jìn)行，該臨界值就是燃燒極

19、限。極限。 表6-6 某些空氣可燃混合物在常壓下的燃燒極限 表中可燃?xì)怏w的濃度高于上限或低于下限時，就不能燃燒。上表中可燃?xì)怏w的濃度高于上限或低于下限時，就不能燃燒。上限愈高，下限愈低，燃燒范圍就愈寬。同樣的可燃?xì)怏w當(dāng)與純氧組限愈高，下限愈低，燃燒范圍就愈寬。同樣的可燃?xì)怏w當(dāng)與純氧組成可燃混合物時，燃燒范圍比上表所列數(shù)據(jù)大為加寬。如成可燃混合物時，燃燒范圍比上表所列數(shù)據(jù)大為加寬。如H H2 2和和O O2 2的混的混合物中，下限為合物中，下限為9.29.2，上限值為，上限值為91.691.6，燃燒范圍達(dá)，燃燒范圍達(dá)82.482.4。因此，。因此，可燃混合物的存在并達(dá)到一定的比例極限是燃燒能否發(fā)

20、生的內(nèi)因，可燃混合物的存在并達(dá)到一定的比例極限是燃燒能否發(fā)生的內(nèi)因，溫度、壓力增加時，燃燒范圍將加寬，而加入惰性組分則使燃燒范溫度、壓力增加時，燃燒范圍將加寬，而加入惰性組分則使燃燒范圍變窄。圍變窄。 對于混合氣體的燃燒極限，隨其組成而變，可用下式估算：對于混合氣體的燃燒極限，隨其組成而變，可用下式估算： ( (體積體積%) %) （8-18-1）式中式中 L L可燃?xì)怏w混合物的燃燒可燃?xì)怏w混合物的燃燒( (或爆炸或爆炸) )極限極限( (上限或下限上限或下限) )； P P1 1 P P2 2在氣體混合物中，各組分的體積百分含量，；在氣體混合物中，各組分的體積百分含量，； N N1 1 N

21、N2 2純組分的相應(yīng)極限濃度純組分的相應(yīng)極限濃度( (上限或下限上限或下限) )，體積。，體積。 上式只適用于不含惰性氣體的氣體混合物，對含有上式只適用于不含惰性氣體的氣體混合物，對含有C0C02 2、N N2 2等惰等惰性氣體的可燃混合物需用下式校正：性氣體的可燃混合物需用下式校正： (8-2) (8-2) 式中式中 可燃?xì)怏w中惰性氣體的含量（體積分?jǐn)?shù)），?？扇?xì)怏w中惰性氣體的含量（體積分?jǐn)?shù)），。 1212100LPPNN(1) 1001%1001LLL 影響燃燒極限的因素：影響燃燒極限的因素：o （1 1）壓力的影響）壓力的影響 壓力升高、反應(yīng)分子的濃度增大，使反應(yīng)速度加快壓力升高、反應(yīng)分

22、子的濃度增大，使反應(yīng)速度加快o （2 2）溫度的影響）溫度的影響 溫度升高時，反應(yīng)速度加快，燃燒范圍加寬溫度升高時，反應(yīng)速度加快，燃燒范圍加寬o （3 3）惰性氣體的影響）惰性氣體的影響 惰性氣體的存在降低了反應(yīng)物的濃度，使反應(yīng)速度和防惰性氣體的存在降低了反應(yīng)物的濃度，使反應(yīng)速度和防熱速度減慢，故燃燒范圍變窄熱速度減慢，故燃燒范圍變窄煤氣的燃燒過程比較復(fù)雜，根據(jù)上述內(nèi)容，在一定的條件下，燃燒過程煤氣的燃燒過程比較復(fù)雜，根據(jù)上述內(nèi)容，在一定的條件下，燃燒過程可分為三個階段：可分為三個階段： 煤氣和空氣混合，并達(dá)到極限濃度。煤氣和空氣混合，并達(dá)到極限濃度。 將可燃混合氣體加熱到著火溫度或點火燃燒使

23、其達(dá)到著火溫度。將可燃混合氣體加熱到著火溫度或點火燃燒使其達(dá)到著火溫度。 可燃物與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定的燃燒，此過程取決可燃物與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定的燃燒，此過程取決于化學(xué)動力學(xué)的因素，即主要和反應(yīng)的濃度和溫度有關(guān)。于化學(xué)動力學(xué)的因素，即主要和反應(yīng)的濃度和溫度有關(guān)。 根據(jù)煤氣和空氣的混合情況，煤氣燃燒有兩種方式。根據(jù)煤氣和空氣的混合情況，煤氣燃燒有兩種方式。2 2、擴散燃燒和動力燃燒、擴散燃燒和動力燃燒（1）動力燃燒（無焰燃燒）動力燃燒（無焰燃燒） 是指煤氣和空氣在進(jìn)入燃燒室前先混合均勻，然后著火燃是指煤氣和空氣在進(jìn)入燃燒室前先混合均勻，然后著火燃燒，這時的燃燒速度取決于化

24、學(xué)動力學(xué)因素（化學(xué)反應(yīng)速度），故燒，這時的燃燒速度取決于化學(xué)動力學(xué)因素（化學(xué)反應(yīng)速度），故稱動力燃燒。稱動力燃燒。 由于化學(xué)反應(yīng)速度極快，可達(dá)到很高的燃燒強度，燃燒完全，由于化學(xué)反應(yīng)速度極快，可達(dá)到很高的燃燒強度，燃燒完全，燃燒產(chǎn)物中沒有煙粒，燃燒室中透徹明亮，這種燃燒方法又稱為無燃燒產(chǎn)物中沒有煙粒，燃燒室中透徹明亮，這種燃燒方法又稱為無焰燃燒。焰燃燒。 由于在燃燒前煤氣和空氣均勻混合，故動力燃燒可在很小的過由于在燃燒前煤氣和空氣均勻混合，故動力燃燒可在很小的過?？諝庀禂?shù)下達(dá)到完全燃燒，燃燒溫度高。剩空氣系數(shù)下達(dá)到完全燃燒，燃燒溫度高。 燃?xì)忮仩t一般采用動力燃燒。燃?xì)忮仩t一般采用動力燃燒。 無

25、焰燃燒時，煤氣和空氣是在冷態(tài)時預(yù)先混合的，為使無焰燃無焰燃燒時，煤氣和空氣是在冷態(tài)時預(yù)先混合的，為使無焰燃燒正常穩(wěn)定地進(jìn)行，要求可燃混合物進(jìn)入燃燒室前必需加熱至著火燒正常穩(wěn)定地進(jìn)行，要求可燃混合物進(jìn)入燃燒室前必需加熱至著火溫度以上，以及氣流速度稍大于火焰?zhèn)鞑ニ俣?，否則容易引起回火，溫度以上，以及氣流速度稍大于火焰?zhèn)鞑ニ俣?，否則容易引起回火，甚至爆炸。因此無焰燃燒器要求有灼熱的內(nèi)壁足以使整個可燃混合甚至爆炸。因此無焰燃燒器要求有灼熱的內(nèi)壁足以使整個可燃混合氣體同時迅速加熱到著火溫度。容易回火是無焰燃燒的惟一缺點。氣體同時迅速加熱到著火溫度。容易回火是無焰燃燒的惟一缺點。回火時，在混合器內(nèi)就進(jìn)行部

26、分燃燒，使混合器溫度提高，廢氣和回火時，在混合器內(nèi)就進(jìn)行部分燃燒，使混合器溫度提高，廢氣和可燃?xì)庖黄疬M(jìn)人燃燒器，增加氣流阻力，減少噴射管的吸入能力，可燃?xì)庖黄疬M(jìn)人燃燒器，增加氣流阻力，減少噴射管的吸入能力，破壞正常工作，嚴(yán)重時會引起爆炸。破壞正常工作，嚴(yán)重時會引起爆炸。 （2 2）擴散燃燒（有焰燃燒）擴散燃燒（有焰燃燒） 是指煤氣和空氣分別送入燃燒室后，依靠對流擴散和分子是指煤氣和空氣分別送入燃燒室后，依靠對流擴散和分子擴散作用邊混合邊燃燒的過程稱為擴散燃燒。擴散作用邊混合邊燃燒的過程稱為擴散燃燒。 由于燃燒反應(yīng)瞬間完成，故燃燒速度取決于可燃物分子和氧分子由于燃燒反應(yīng)瞬間完成，故燃燒速度取決于

27、可燃物分子和氧分子相互碰撞的物理過程，即擴散過程。擴散燃燒時，由于局部氧的不足相互碰撞的物理過程，即擴散過程。擴散燃燒時，由于局部氧的不足而發(fā)生碳?xì)浠刮锏臒峤?，產(chǎn)生游離碳，因此在燃燒帶中有固體微粒而發(fā)生碳?xì)浠刮锏臒峤?，產(chǎn)生游離碳，因此在燃燒帶中有固體微粒存在，產(chǎn)生強烈的光和熱輻射，形成光亮的火焰，故這種燃燒方法又存在，產(chǎn)生強烈的光和熱輻射，形成光亮的火焰，故這種燃燒方法又稱為有焰燃燒。稱為有焰燃燒。 火焰的長短，表征煤氣燃燒過程速度的大小，它主要火焰的長短，表征煤氣燃燒過程速度的大小，它主要取決于煤氣和空氣的混合強度和混合程度，混合進(jìn)行得愈取決于煤氣和空氣的混合強度和混合程度，混合進(jìn)行得愈

28、快愈完全，燃燒愈快，火焰就愈短。在有焰燃燒中有很多快愈完全，燃燒愈快，火焰就愈短。在有焰燃燒中有很多因素影響煤氣和空氣的混合過程，主要包括可燃物與氧分因素影響煤氣和空氣的混合過程，主要包括可燃物與氧分子的相互擴散速度和氣體動力學(xué)等因素。子的相互擴散速度和氣體動力學(xué)等因素。 擴散燃燒速度主要取決于氣流沿高向的運動速度、煤氣和空氣的氣擴散燃燒速度主要取決于氣流沿高向的運動速度、煤氣和空氣的氣流夾角、出口中心間距、擴散系數(shù)等因素。流夾角、出口中心間距、擴散系數(shù)等因素。 而氣體燃料的擴散系數(shù)而氣體燃料的擴散系數(shù)D反比于其平均分子量的平方根，即：反比于其平均分子量的平方根，即： D(8RT/M)0.5式

29、中：式中：R氣體常數(shù)；氣體常數(shù)； T氣體的絕對溫度，氣體的絕對溫度，K； M燃料氣的平均分子量。燃料氣的平均分子量。 由于高爐煤氣的平均分子量遠(yuǎn)大于焦?fàn)t煤氣的平均分子量，所以，高由于高爐煤氣的平均分子量遠(yuǎn)大于焦?fàn)t煤氣的平均分子量，所以，高爐煤氣的火焰長度遠(yuǎn)大于焦?fàn)t煤氣的火焰長度。爐煤氣的火焰長度遠(yuǎn)大于焦?fàn)t煤氣的火焰長度。 焦?fàn)t立火道中煤氣的燃燒就屬于擴散燃燒。焦?fàn)t立火道中煤氣的燃燒就屬于擴散燃燒。 立火道內(nèi)煤氣的燃燒速度（火焰長度）主要取決于立火道內(nèi)煤氣的燃燒速度（火焰長度）主要取決于氣流沿高向的運動速度、煤氣與空氣流的夾角、出口軸氣流沿高向的運動速度、煤氣與空氣流的夾角、出口軸心間距、擴散系

30、數(shù)等。心間距、擴散系數(shù)等。 為了拉長火焰、改善焦?fàn)t的高向加熱均勻性，焦?fàn)t為了拉長火焰、改善焦?fàn)t的高向加熱均勻性，焦?fàn)t火道內(nèi)應(yīng)使煤氣和空氣緩慢接觸。焦?fàn)t在設(shè)計中，斜道火道內(nèi)應(yīng)使煤氣和空氣緩慢接觸。焦?fàn)t在設(shè)計中，斜道口的結(jié)構(gòu)可使煤氣和空氣流平行噴出?？诘慕Y(jié)構(gòu)可使煤氣和空氣流平行噴出。 著火溫度是使可燃混合物開始正常穩(wěn)定燃燒的最低溫度。著火溫著火溫度是使可燃混合物開始正常穩(wěn)定燃燒的最低溫度。著火溫度并非是一個物理常數(shù)，它與可燃混合物的成分、燃燒系統(tǒng)的壓力、度并非是一個物理常數(shù)，它與可燃混合物的成分、燃燒系統(tǒng)的壓力、燃燒室的類型和大小有關(guān)。燃燒室的類型和大小有關(guān)。 表表8-7 8-7 幾種可燃?xì)怏w在標(biāo)

31、準(zhǔn)狀態(tài)下的著火溫度幾種可燃?xì)怏w在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的著火溫度 名稱 H2COCH4C2H4C6H6焦 爐 煤氣高 爐 煤氣發(fā)生爐煤氣著 火 溫 度/oC5 8 0 5906 4 4 6586506705 4 2 5477406 0 0 650700640680二、著火溫度二、著火溫度（2 2）點火）點火可燃混合氣體靠火星、灼熱物體等火源形可燃混合氣體靠火星、灼熱物體等火源形成火焰中心，然后經(jīng)火焰?zhèn)鞑ナ箍扇蓟旌蠚馊紵谐苫鹧嬷行?，然后?jīng)火焰?zhèn)鞑ナ箍扇蓟旌蠚馊紵悬c火燃燒。點火燃燒。 點火燃燒要有兩個條件：點火燃燒要有兩個條件： 一是有一定能量的火源一是有一定能量的火源 二是能進(jìn)行火焰?zhèn)鞑ザ悄苓M(jìn)行火

32、焰?zhèn)鞑ィ? 3）爆炸）爆炸在密閉容器中可燃混合氣，在燃燒極限內(nèi)達(dá)到著火溫度在密閉容器中可燃混合氣，在燃燒極限內(nèi)達(dá)到著火溫度或點火時，由于絕熱壓縮作用，可燃混合氣因急劇反應(yīng)使溫度和或點火時，由于絕熱壓縮作用，可燃混合氣因急劇反應(yīng)使溫度和壓力急劇升高，這時火焰的傳播速度可達(dá)每秒幾公里整個容器內(nèi)壓力急劇升高，這時火焰的傳播速度可達(dá)每秒幾公里整個容器內(nèi)的可燃混合氣將同時急劇反應(yīng)而產(chǎn)生極大的破壞力并引進(jìn)爆炸。的可燃混合氣將同時急劇反應(yīng)而產(chǎn)生極大的破壞力并引進(jìn)爆炸。 爆炸與燃燒的不同點是：燃燒是穩(wěn)定的連鎖反應(yīng)，主要依靠爆炸與燃燒的不同點是：燃燒是穩(wěn)定的連鎖反應(yīng)，主要依靠溫度的提高，使反應(yīng)加速；而爆炸是不穩(wěn)

33、定的連鎖反應(yīng)，主要依溫度的提高，使反應(yīng)加速；而爆炸是不穩(wěn)定的連鎖反應(yīng)，主要依靠壓力的提高，使活性分子濃度急劇提高而加速反應(yīng)?？繅毫Φ奶岣撸够钚苑肿訚舛燃眲√岣叨铀俜磻?yīng)。 引起爆炸的條件是設(shè)備或環(huán)境中可燃混合物達(dá)到必要的極限濃度，引起爆炸的條件是設(shè)備或環(huán)境中可燃混合物達(dá)到必要的極限濃度，同時存在高溫或火源，爆炸方式是壓力傳播。了解引起爆炸的原因，就同時存在高溫或火源，爆炸方式是壓力傳播。了解引起爆炸的原因，就可以采取措施，消除爆炸的發(fā)生，如焦?fàn)t煤氣、氫氣和苯蒸汽的爆炸極可以采取措施，消除爆炸的發(fā)生，如焦?fàn)t煤氣、氫氣和苯蒸汽的爆炸極限的下限都很低，故當(dāng)管道、管件、設(shè)備不嚴(yán)時，一旦漏入的空氣遇到

34、限的下限都很低，故當(dāng)管道、管件、設(shè)備不嚴(yán)時，一旦漏入的空氣遇到火源就容易著火爆炸。因此要求設(shè)備、管道要嚴(yán)密，嚴(yán)禁在設(shè)備、管道火源就容易著火爆炸。因此要求設(shè)備、管道要嚴(yán)密，嚴(yán)禁在設(shè)備、管道附近產(chǎn)生火源，并應(yīng)加強通風(fēng)。附近產(chǎn)生火源，并應(yīng)加強通風(fēng)。 相反，由于高爐煤氣、發(fā)相反，由于高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、氫氣和生爐煤氣、氫氣和COCO的爆炸上限很高，當(dāng)?shù)谋ㄉ舷藓芨撸?dāng)設(shè)備管道不嚴(yán)，同時又出現(xiàn)負(fù)壓操作時，容易吸入空氣，形成爆炸性可設(shè)備管道不嚴(yán)，同時又出現(xiàn)負(fù)壓操作時，容易吸入空氣，形成爆炸性可燃混合物。此外，當(dāng)管道內(nèi)煤氣低壓或流量過低使煤氣流速低于火焰?zhèn)魅蓟旌衔?。此外，?dāng)管道內(nèi)煤氣低壓或流量過低使煤氣流

35、速低于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r，就會在管道或設(shè)備中發(fā)生回火爆炸。因此，當(dāng)煤氣壓力低于播速度時，就會在管道或設(shè)備中發(fā)生回火爆炸。因此，當(dāng)煤氣壓力低于規(guī)定數(shù)值時，要停止加熱。規(guī)定數(shù)值時，要停止加熱。 第二節(jié)第二節(jié) 煤氣的燃燒計算煤氣的燃燒計算一、燃燒計算一、燃燒計算 燃燒計算要解決理論需氧量、理論空氣量、產(chǎn)生的廢燃燒計算要解決理論需氧量、理論空氣量、產(chǎn)生的廢氣量、廢氣組成、燃燒溫度等。氣量、廢氣組成、燃燒溫度等。 1、空氣過剩系數(shù)、空氣過剩系數(shù) 是指為了保證燃料的完全燃燒，供給的實際空氣是指為了保證燃料的完全燃燒，供給的實際空氣量一定要多于理論空氣量，二者之比稱為空氣過剩系數(shù)，量一定要多于理論空氣量，二者之

36、比稱為空氣過剩系數(shù)，用用表示。表示。 ）（L）（L理理論空氣量實實際空氣量大小的意義：大小的意義： 太小，燃料燃燒不完全，太小，燃料燃燒不完全，COCO2 2和和H H2 2O O電離多，可燃電離多，可燃成分成分COCO、H2H2隨廢氣排出，浪費煤氣；隨廢氣排出，浪費煤氣； 太大，產(chǎn)生的廢氣量大，帶走的廢氣顯熱多，燃太大，產(chǎn)生的廢氣量大，帶走的廢氣顯熱多，燃燒火焰短，會降低立火道溫度；燒火焰短，會降低立火道溫度； 一般情況下一般情況下: : 用焦?fàn)t煤氣加熱時，用焦?fàn)t煤氣加熱時，=1.20=1.201.251.25 用高爐煤氣加熱時，用高爐煤氣加熱時，=1.10=1.101.15 1.15 可通

37、過測定廢氣的組成按下式求得：可通過測定廢氣的組成按下式求得： 式中式中:O2、CO、CO2由廢氣分析測得的廢氣中各成分的體積由廢氣分析測得的廢氣中各成分的體積%； K隨加熱煤氣組成而異的系數(shù)，隨加熱煤氣組成而異的系數(shù)， VCO2、O理理燃燒燃燒1立方米煤氣所產(chǎn)生的理論立方米煤氣所產(chǎn)生的理論CO2量和理論需量和理論需O2量量理OVKCO2COCOCOOK225 . 01公式推導(dǎo)：由定義，當(dāng)煤氣完全燃燒時，公式推導(dǎo)：由定義，當(dāng)煤氣完全燃燒時， )()(1)()(1)()()(11222222222COOKCOOOV：OCOVOVOOOLLLLLLLCOCO理理過理過理過理理實代入上式得過L L過過

38、、O O過過煤氣完全燃燒時的過剩空氣量和過剩氧量，煤氣完全燃燒時的過?？諝饬亢瓦^剩氧量，m3m3(m3(m3煤氣煤氣) ) O O理理煤氣完全燃燒時所需理論氧量，煤氣完全燃燒時所需理論氧量，m3m3(m3(m3煤氣煤氣) )當(dāng)廢氣中含有當(dāng)廢氣中含有CO時，則時，則 (O2)=O2-0.5CO (CO2)= CO2+CO 代入上式得式（代入上式得式（1）式中：式中：L過過、O過過1m3煤氣完全燃燒所需過?？諝狻⑦^剩煤氣完全燃燒所需過?？諝狻⑦^剩O2量，量，m3/m3; V1m3煤氣完全燃燒產(chǎn)生的廢氣量，煤氣完全燃燒產(chǎn)生的廢氣量，m3/m3; (CO2)、（、（O2）完全燃燒時廢氣中完全燃燒時廢氣

39、中CO2、O2含量，含量，%COCOCOOK225 .01o例：焦?fàn)t用焦?fàn)t煤氣加熱，所需理論氧量為例：焦?fàn)t用焦?fàn)t煤氣加熱，所需理論氧量為91.93m3，燃燒產(chǎn)生，燃燒產(chǎn)生的的CO2量為量為40.06m3，在標(biāo)準(zhǔn)蓄熱室小煙道取樣，廢氣成分分析，在標(biāo)準(zhǔn)蓄熱室小煙道取樣，廢氣成分分析為：為：CO2=9.1%，CO=0.1%，O2=4.5%，計算空氣過剩系數(shù)？，計算空氣過剩系數(shù)？ o解：解：1.210.19.10.10.54.50.4361COCO0.5COOK10.43691.9340.062222理OVKCO廢氣分析廢氣分析 o廢氣取樣一般在標(biāo)準(zhǔn)火道內(nèi)其深度應(yīng)在跨越孔以下，或在廢氣盤廢氣取樣一般在

40、標(biāo)準(zhǔn)火道內(nèi)其深度應(yīng)在跨越孔以下，或在廢氣盤測壓孔內(nèi)其深度為廢氣盤連接管中心。此兩種取樣點各有優(yōu)缺點：測壓孔內(nèi)其深度為廢氣盤連接管中心。此兩種取樣點各有優(yōu)缺點：在立火道內(nèi)取樣，操作條件差，且需用價值昂貴且易打碎的石英在立火道內(nèi)取樣，操作條件差，且需用價值昂貴且易打碎的石英管取樣，其所取廢氣樣僅代表該火道燃燒情況；在廢氣盤內(nèi)取樣管取樣，其所取廢氣樣僅代表該火道燃燒情況；在廢氣盤內(nèi)取樣操作方便，可用直徑操作方便，可用直徑1010毫米，長毫米，長500500毫米的普通玻璃管作取樣管，毫米的普通玻璃管作取樣管，其廢氣樣代表一側(cè)燃燒室燃燒情況，但往往因廢氣盤連接管和蓄其廢氣樣代表一側(cè)燃燒室燃燒情況，但往往

41、因廢氣盤連接管和蓄熱室等處不嚴(yán)密，所以誤差較大。熱室等處不嚴(yán)密，所以誤差較大。o 煤氣組成變化時，煤氣組成變化時，K K也相應(yīng)變化也相應(yīng)變化o 在取樣做廢氣分析時應(yīng)注意以下各點：在取樣做廢氣分析時應(yīng)注意以下各點：1 1、避免在剛裝煤的爐號上取樣，因剛裝煤炭化室壓力大，、避免在剛裝煤的爐號上取樣，因剛裝煤炭化室壓力大，有荒煤氣向燃燒室串漏，影響廢氣成分有荒煤氣向燃燒室串漏，影響廢氣成分2 2、每天都在同一時間取樣、每天都在同一時間取樣3 3、每次取樣前要記錄當(dāng)時的煤氣流量、煙道吸力、進(jìn)風(fēng)口、每次取樣前要記錄當(dāng)時的煤氣流量、煙道吸力、進(jìn)風(fēng)口開度和廢氣翻板等數(shù)值開度和廢氣翻板等數(shù)值4 4、記錄取樣當(dāng)

42、時的蓄熱室走廊溫度或氣溫情況、記錄取樣當(dāng)時的蓄熱室走廊溫度或氣溫情況 1 1）空氣需要量的計算）空氣需要量的計算理論需氧量理論需氧量 1 1m m3 3煤氣完全燃燒時所需的理論氧量等于煤氣中各可燃成分單獨燃燒煤氣完全燃燒時所需的理論氧量等于煤氣中各可燃成分單獨燃燒時所需氧量的總和。如下式：時所需氧量的總和。如下式：O O理理=0.5=0.5( (H H2 2+CO)+2+CO)+2CHCH4 4+3+3C C2 2H H4 4+7.5+7.5C C6 6H H6 6 -0-02 2 0.010.01，m m3 3(m(m3 3煤氣煤氣) ) 式中式中H H2 2、COCO、COCO2 2分別表

43、示煤氣中各成分的體積含量分別表示煤氣中各成分的體積含量, ,理論干空氣量：理論干空氣量： L L理理= = ， m m3 3(m(m3 3煤氣煤氣) ) 理O211002、燃燒的物料衡算、燃燒的物料衡算 實際干空氣量為：實際干空氣量為： L實實(干干) =L理理， m3(m3煤氣煤氣) 由于空氣中均含有一定的水分，因此實際空氣量應(yīng)包括由于空氣中均含有一定的水分，因此實際空氣量應(yīng)包括帶入的水分，則實際濕空氣量為：帶入的水分，則實際濕空氣量為： L實實=L實實(干干)(1+H20)空空 ， m3(m3煤氣煤氣) 式中式中 H20為每為每m3干空氣中所含的水汽量，干空氣中所含的水汽量，m3(m3干空

44、氣干空氣)。 燃燒產(chǎn)生的廢氣量燃燒產(chǎn)生的廢氣量V： VCO2=0.01CO2+CO+CH4+2C2H4+6C6H6， VH2O=0.01H2+2(CH4+C2H4)+3C6H6+H2O煤、干煤、干+ L實、干實、干 H2O空、干空、干 VN2=0.01N2+0.79 L實、干實、干 VO2=0.21 L實、干實、干- O理理 V=VCO2+VH2O+VN2+VO2， nm3廢氣廢氣/nm3煤氣煤氣廢氣組成：廢氣組成：Xi=Vi/V, i = CO2、H2O、N2、O2 同理，低發(fā)熱值為同理，低發(fā)熱值為3643kJm3的高爐煤氣，飽和溫度為的高爐煤氣，飽和溫度為30，空氣溫，空氣溫度為度為20O

45、C，相對濕度為相對濕度為0.6，= 1.25時，可計算得：時，可計算得： L實實(干干)=0.843m3(m3煤氣煤氣) L實實=0.855m3(m3煤氣煤氣) V廢廢=1.757m3(m3煤氣煤氣) 其廢氣組成為：其廢氣組成為：C02 23.28，02 2.02、H20 4.24、N2 70.46。由由計算可知，燃燒計算可知，燃燒1m3焦?fàn)t煤氣所需空氣量約為燒焦?fàn)t煤氣所需空氣量約為燒1m3高爐煤氣所需空氣量高爐煤氣所需空氣量的的6.5倍，產(chǎn)生的廢氣量約為倍，產(chǎn)生的廢氣量約為3.5倍，且兩者的廢氣組成也有顯著差別，除倍，且兩者的廢氣組成也有顯著差別，除N2以外焦?fàn)t煤氣產(chǎn)生的廢氣中以以外焦?fàn)t煤氣

46、產(chǎn)生的廢氣中以H20為最多，高爐煤氣的廢氣則以為最多，高爐煤氣的廢氣則以C02為為最多。最多。 例題：例題：某焦?fàn)t用發(fā)生爐煤氣加熱，實測得廢氣的組成為：某焦?fàn)t用發(fā)生爐煤氣加熱，實測得廢氣的組成為： 廢氣成分廢氣成分 CO2 CO O2 含量，含量，% 16.90 0.10 2.00發(fā)生爐煤氣的組成為：發(fā)生爐煤氣的組成為：煤氣成分煤氣成分 H2 CO CH4 CO2 N2 O2 含量，含量，% 3.0 28.8 0.2 11.1 56.5 0.40求空氣過剩系數(shù)。求空氣過剩系數(shù)。o解：依題意：解：依題意：= 1 + K （O2 - 0.5CO）/(CO2 + CO)K = Vco2 /O理理則則

47、 Vco2 = 0.01(CO + CO2 +CH4) = 0.01(28.8 + 11.1 + 0.2) = 0.401O理理 = 0.010.5(H2+CO) +2CH4 O2 = 0.010.5(3.0 +28.8) +20.2-0.4 = 0.159故故 K= 0.401/0.159 = 2.522 = 1 + 2.522 （2 - 0.50.1）/(16.9 + 0.1) = 1 + 0.289 = 1.289答：該焦?fàn)t的空氣過剩系數(shù)為答：該焦?fàn)t的空氣過剩系數(shù)為1.289。o焦?fàn)t煤氣組成如下，求焦?fàn)t煤氣組成如下，求K值。值。 H2 CO2 O2 CO C2H4 CH4 58.0 2.

48、2 0.4 5.8 2.9 25.0從反應(yīng)式中可求得：從反應(yīng)式中可求得： CO2CO22C2H4CH4CO2.222.925.05.838.8O2理理3C2H42CH40.5H20.5COO2 32.9225.00.558.00.55.80.490.2 則則 KCO2O2理理38.890.20.43 由此可見，由此可見，K是隨煤氣組成而改變的，一般焦?fàn)t煤氣是隨煤氣組成而改變的，一般焦?fàn)t煤氣K0.43 高爐煤氣高爐煤氣K0.25。如果煤氣成分波動較大時，應(yīng)按煤氣成分重新計算。如果煤氣成分波動較大時，應(yīng)按煤氣成分重新計算K值。值。 設(shè)燒焦?fàn)t煤氣的廢氣中的組成設(shè)燒焦?fàn)t煤氣的廢氣中的組成CO29.0，

49、O24.6，已知，已知K0.43，計算，計算值。值。 23. 10 . 96 . 443. 015 . 0122COCOCOOK3、燃燒熱衡算、燃燒熱衡算燃燒溫度計算燃燒溫度計算 燃燒溫度燃燒溫度是指燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量用于加熱燃燒產(chǎn)物（廢氣）是指燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量用于加熱燃燒產(chǎn)物（廢氣）使其達(dá)到的溫度稱為燃料的燃燒溫度。使其達(dá)到的溫度稱為燃料的燃燒溫度。該溫度的高低取決于燃料組成、該溫度的高低取決于燃料組成、空氣系數(shù)、預(yù)熱程度及熱量向周圍介質(zhì)傳遞的情況等多種因素。空氣系數(shù)、預(yù)熱程度及熱量向周圍介質(zhì)傳遞的情況等多種因素。 （1）實際燃燒溫度：）實際燃燒溫度：煤氣燃燒時產(chǎn)生的熱量，除掉廢氣中煤

50、氣燃燒時產(chǎn)生的熱量，除掉廢氣中CO2和和H2O部分離解所吸收的熱量和傳給周圍介質(zhì)的熱量后，存余部分使廢氣部分離解所吸收的熱量和傳給周圍介質(zhì)的熱量后，存余部分使廢氣溫度升高，此時的溫度稱為實際燃燒溫度。溫度升高，此時的溫度稱為實際燃燒溫度。 燃燒過程的熱量收入項：燃燒過程的熱量收入項： (1)煤氣的燃燒熱煤氣的燃燒熱Q低低燃燒燃燒1標(biāo)標(biāo)m3煤氣所生成的熱量，即煤氣的低發(fā)煤氣所生成的熱量，即煤氣的低發(fā)熱值：熱值： Q1=Q低低，kJ(m3煤氣）煤氣） (2)煤氣的物理熱煤氣的物理熱Q煤煤 Q2= Q煤煤=c煤煤t煤煤 ，kJ(m3煤氣煤氣)式中式中 c煤煤煤氣在煤氣在t煤煤時的比熱容，時的比熱容，

51、kJ/(m3oC)； t煤煤進(jìn)入燃燒室的煤氣預(yù)熱溫度，進(jìn)入燃燒室的煤氣預(yù)熱溫度，oC。 (3)空氣的物理熱空氣的物理熱Q空空 Q3=Q空空=L實實c空空t空空 ，kJ(m3煤氣煤氣) 式中式中 L實實燃燒燃燒1標(biāo)標(biāo)m3煤氣所需的實際空氣量，煤氣所需的實際空氣量，m3(m3煤氣）；煤氣）； c空空空氣在空氣在t空空oC時的比熱容，時的比熱容，kJ/(m3oC)； t空空進(jìn)入燃燒室的空氣預(yù)熱溫度，進(jìn)入燃燒室的空氣預(yù)熱溫度，。進(jìn)入總熱量：進(jìn)入總熱量： Q總總=Q1+Q2+Q3=Q低低+Q煤煤+Q空空， kJ/（m3煤氣）煤氣） 燃燒過程的熱量支出項：燃燒過程的熱量支出項： (1)廢氣帶走的熱量廢氣帶

52、走的熱量Q廢廢 Q1=Q廢廢=V廢廢c廢廢t廢廢 ，kJ(m3煤氣煤氣) 式中式中 V廢廢燃燒燃燒1標(biāo)標(biāo)m3煤氣所產(chǎn)生的廢氣量，煤氣所產(chǎn)生的廢氣量，m3(m3煤氣）；煤氣）； c廢廢廢氣在廢氣在t廢廢oC時的比熱容，時的比熱容，kJ(m3oC)； t廢廢廢氣離開燃燒室時的溫度，即實際燃燒溫度廢氣離開燃燒室時的溫度，即實際燃燒溫度t實實。 (2)廢氣傳給周圍介質(zhì)的熱量廢氣傳給周圍介質(zhì)的熱量Q散散： Q2=Q散散=Q效效+Q損損，kJ/（m3煤氣）煤氣）式中式中 Q效效傳給爐墻加熱煤料的熱量，傳給爐墻加熱煤料的熱量，kJ(m3煤氣煤氣)； Q損損散失于周圍空間的熱損失，散失于周圍空間的熱損失，kJ

53、(m3煤氣）。煤氣）。 (3)不完全燃燒的熱損失不完全燃燒的熱損失Q不不，即廢氣中，即廢氣中CO的燃燒熱的燃燒熱: Q3=Q不不=12728VCO ，kJ(m3煤氣）煤氣）式中式中 VCO燃燒燃燒1m3煤氣產(chǎn)生的廢氣中煤氣產(chǎn)生的廢氣中CO的含量，的含量，m3(m3煤氣煤氣)； 12728CO的燃燒熱，的燃燒熱，kJ(m3CO)。 (4)廢氣中廢氣中C02和和H20部分離解時吸收的熱量部分離解時吸收的熱量Q分分當(dāng)溫度達(dá)到當(dāng)溫度達(dá)到13001400以上時，廢氣中的以上時，廢氣中的H20和和CO2就要發(fā)生顯著就要發(fā)生顯著的離解反應(yīng)：的離解反應(yīng)： H2 0 H2+02-10718 C02 CO+02-

54、12778 Q Q4 4=Q Q分分= =V V廢廢q q離離 ，kJkJ(m(m3 3煤氣煤氣) ) 式中式中 V V廢廢1 1標(biāo)標(biāo)m m3 3煤氣燃燒產(chǎn)生的廢氣量，煤氣燃燒產(chǎn)生的廢氣量， m m3 3(m(m3 3煤氣煤氣) )； q q離離1 1m m3 3廢氣中廢氣中C0C02 2和和H H2 20 0的離解熱，的離解熱， kJkJ(m(m3 3廢氣廢氣) )。 q q離離=10=10840 840 +12730 +12730 ， kJkJ(m(m3 3廢氣廢氣) ) 式中式中 10 10840840、1271273030為為H H2 20 0和和C0C02 2的離解熱，的離解熱，kJ

55、kJ(m(m3 3H H2 20)0)，kJkJ(m(m3 3C0C02 2) )； 、 為廢氣中為廢氣中H H2 20 0和和COCO2 2的含量，的含量，m m3 3(m(m3 3廢氣廢氣) )； 、 為為H H2 20 0和和C0C02 2的離解度，。的離解度，。 根據(jù)熱平衡原理：收入項根據(jù)熱平衡原理：收入項= =支出項支出項 Q Q低低+ +Q Q煤煤+ +Q Q空空= =V V廢廢c c廢廢t t實實+ +Q Q效效+ +Q Q損損+ +Q Qcoco+ +Q Q分分 (8-12) (8-12) OHV22COVOH22COOHV22CO2COVOH2 Q Q低低+ +Q Q煤煤+ +Q Q空空= =V V廢廢c c廢廢t t實實+ +Q Q效效+ +Q Q損損+ +Q Qcoco+ +Q Q分分 t實實 = (