燃燒理論2燃料

燃燒理論

教材：工程燃燒學(xué)，汪軍，中國電力出版社，2008.7主講教師：

韓奎華郵箱：hankh@163.com，hkh@電話：88392414手機(jī)公室：千佛山校區(qū)東院熱力樓308室第2章燃料2.1燃料及其概況2.2燃料的成分和性質(zhì)2.3煤的分類2.4煤的工業(yè)分析2.5煤的特種分析2.6液體燃料2.7氣體燃料2.1燃料及其概況一、什么是燃料？燃料：是各種（有機(jī)和無機(jī)）復(fù)雜化合物的混合物，通過燃燒可以將其化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的物質(zhì)，同時(shí)在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的例如：天然氣、石油、煤炭等金剛石、塑料制品、衣物、木制家具可以燃燒，但不作為燃料，經(jīng)濟(jì)上不合理燃料是遠(yuǎn)古時(shí)代的動(dòng)、植物被埋于地下，在缺氧高溫高壓的條件下，由細(xì)菌作用形成的固、液、氣態(tài)的碳?xì)浠衔?023/2/4二、燃料分類按燃料獲得方法：天然燃料、人工燃料按狀態(tài)劃分：固體、液體、氣體燃料按釋放能量的方式劃分：化學(xué)燃料、核燃料2023/2/4三、我國燃料情況儲(chǔ)量豐富煤已探明儲(chǔ)量：7800億噸，居世界第三位石油：116億噸，居世界第八位天然氣：38萬億立方米，居世界第十位三種主要化石能源可應(yīng)用年限估計(jì)煤 220~230年石油 40年天然氣 66年 2023/2/4三、我國燃料情況能源消費(fèi)以煤為主2006能源構(gòu)成的百分比煤石油天然氣水力核能中國68.721361.3世界304418622023/2/4三、我國燃料情況燃料供給相對(duì)不足人均消費(fèi)能源低1995年，中國發(fā)電業(yè)裝機(jī)容量2億千瓦，發(fā)電量1萬億千瓦時(shí)，居世界第4位，但人均發(fā)電量僅為世界的1/31989年，世界人均煤炭儲(chǔ)量312.7噸，中國234.4噸，同期蘇聯(lián)為1045噸，美國為1846噸設(shè)備效率低，燃燒效率太低燃燒效率火電廠工業(yè)鍋爐工業(yè)爐窯民用爐灶中國28-3660-7023-3015-20發(fā)達(dá)國家35-4680-8550-6050-602023/2/4四、我國能源政策1979年，國家提出能源政策開發(fā)與節(jié)約并重，近期把節(jié)約放在優(yōu)先地位。至今未變2023/2/42.2燃料的組成和特性一、燃料的組成和分析燃料化學(xué)組成分析：工業(yè)分析、元素分析、成分分析。工業(yè)分析和元素分析針對(duì)固體燃料組成分析提出的。2023/2/4一、燃料的元素分析固液、體燃料的成分元素分析成分：為工程計(jì)算和應(yīng)用方便，將燃料的主要元素組成和水分、灰分測(cè)量結(jié)果習(xí)慣上稱為元素分析成分元素分析成分的構(gòu)成碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分C+H+O+N+S+A+M=100%氣體燃料的成分氣體的分子式2023/2/4一、燃料元素分析碳（Carbon）是燃料的主要可燃元素，占燃料質(zhì)量份額的15~90%，煤占50~90%煤的地質(zhì)年代越久遠(yuǎn)，碳化程度越深，含碳越多，無煙煤占90%2023/2/4純碳的著火和燃燒很困難，煤的含炭量越多，著火與燃燒越困難，但發(fā)熱量大一、燃料的元素分析氫（Hydrogen）可燃元素。煤的碳化程度越深，含氫量越少，煤一般的含氫量為2~10%2023/2/4一、燃料的元素分析硫（Sulfur）自然界中硫的存在形式包括有機(jī)硫、黃鐵礦硫和硫酸鹽硫。硫是可燃元素，但熱值很低，同時(shí)硫燃燒產(chǎn)生的二氧化硫、三氧化硫會(huì)進(jìn)一步生成亞硫酸和硫酸，腐蝕金屬，造成鍋爐堵灰。我國煤的含硫量很低，一般1~2%，但南方某些煤的含硫量較高，可達(dá)3~5%，個(gè)別達(dá)10%，高硫煤：含硫量大于2%的煤質(zhì)2023/2/4一、燃料的元素分析氧（Oxygen）氧是不可燃元素，在燃料中已和碳、氫化合，使其可燃成分相對(duì)減少固體燃料的含氧量隨碳化程度的加深會(huì)較少，無煙煤含氧量1%~2%，其他煤的碳氧量10%左右油的含氧量很少，1%左右2023/2/4一、燃料的元素分析成分氮（Nitrogen）通常情況下不可燃，條件滿足時(shí)可生成NOx，但生成量很少，一般認(rèn)為是不可燃元素煤中含量很少，一般1%~2%油中含量0.05%~0.4%能造成空氣污染，須嚴(yán)格控制其生成2023/2/4一、燃料的元素分析灰分（Ash）不可燃，屬于礦物雜質(zhì)，主要由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3等氧化物和堿、鹽等構(gòu)成燃料中灰分含量相差很大，油中幾乎無灰，煤中灰分通常10%~30%，多者可達(dá)50%按灰分的來源可分為內(nèi)部灰分：生成煤時(shí)混入，混合均勻外部灰分：開采、運(yùn)輸時(shí)混入，分布不均勻2023/2/4一、燃料的元素分析灰分含量對(duì)燃燒過程的影響燃料發(fā)熱量少著火、燃燒困難積灰、結(jié)渣，影響傳熱磨損受熱面污染環(huán)境灰在燃燒前后可能不完全一致，化合物可能會(huì)分解，但在800℃之后，基本不變，測(cè)定灰成分時(shí)規(guī)定：測(cè)量溫度815±10

℃2023/2/4一、燃料的元素分析水分（Water，Moisture）不可燃，屬于雜質(zhì)油中含量1~3%，煤中變化較大2~50%水分構(gòu)成內(nèi)部水分（固有水分）105~110℃外部水分（表面水分）45~50℃化合水分（結(jié)晶水）灰分的一部分瓷土Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２．２Ｈ２Ｏ水分含量隨開采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存條件而變化2023/2/4一、燃料的元素分析水分對(duì)燃燒過程的影響燃料的發(fā)熱量著火、燃燒過程吸收大量熱量，降低燃燒溫度排煙熱損失受熱面腐蝕堵灰制粉、干燥和運(yùn)輸2023/2/4二、燃料成分的表示固液體燃料七種元素分析成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)C+H+O+N+S+A+M=100%氣體燃料不同分子成分的體積百分?jǐn)?shù)H2+O2+CH4+CO+CO2……=100%2023/2/4

三、燃料成分表示的基準(zhǔn)燃料中的灰分和水分會(huì)隨著燃料的開采、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程而發(fā)生變化。而燃料成分表示的是各成分的相對(duì)百分含量，為此必須規(guī)定燃料成分表示的分母基準(zhǔn)。根據(jù)燃料中灰分和水分的變化情況分為4種基準(zhǔn)：收到基、空氣干燥基、干燥基和干燥無灰基2023/2/4三、燃料元素分析基準(zhǔn)收到基ar(asreceived)Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=100%空氣干燥基ad(airdry)Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Mad+Aad=100%干燥基d(dry)Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%干燥無灰基daf(dryashfree)Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%2023/2/4三、燃料元素分析基準(zhǔn)各基準(zhǔn)之間換算上述各個(gè)基準(zhǔn)之間存在換算關(guān)系，可以通過通分運(yùn)算進(jìn)行相互換算例題：已知收到基成分，求干燥無灰基成分Car+Har+Oar+Nar+Sar=100-Mar-AarCar/Cdaf=Har/Hdaf=……=(100-Aar-Mar)/100Cdaf=Car×100/(100-Aar-Mar)2023/2/4各種基準(zhǔn)之間的換算因子2023/2/4四、元素分析成分新舊符號(hào)的變化2023/2/4新名稱原名稱新符號(hào)原符號(hào)收到基應(yīng)用基CarCy空干基分析基CadCf干燥基干燥基CdCg干燥無灰基可燃基CdafCr2.3煤的分類煤的種類及化學(xué)組成煤的形成與種類煤是由植物經(jīng)過物理和化學(xué)的演變和沉積而成的、棕色至黑色的可燃燒的固體。在煤化過程的不同階段，把煤分成：泥煤、褐煤、煙煤及無煙煤。植物質(zhì)的堆積階段菌解作用階段碳化作用階段煤的種類特點(diǎn)泥煤質(zhì)地疏松，吸水性強(qiáng)。含氧量最高，含碳、硫較低。揮發(fā)分高，可燃性好，反應(yīng)性高，灰分熔點(diǎn)很低褐煤密度較大，含碳量較高，氫、氧含量較少，揮發(fā)性相對(duì)低些。粘結(jié)性弱，極易氧化和自燃，吸水性較強(qiáng)，在空氣中易風(fēng)化和破碎

煙煤揮發(fā)分少，密度較大，吸水性小，含碳量增加，氫和氧的含量較低。煙煤是工業(yè)上的主要燃料，也是化學(xué)工業(yè)的重要原料。煙煤的最大特點(diǎn)是具有粘結(jié)性，因此是煉焦的主要原料

無煙煤密度大，含碳量高，揮發(fā)分極少，組織密實(shí)、堅(jiān)硬、吸水性小。缺點(diǎn)是可燃性差，不易著火，但發(fā)熱量大，灰分少，含硫低

煤的種類及化學(xué)組成煤的化學(xué)組成煤是由極其復(fù)雜的有機(jī)化合物組成的。主要的化學(xué)成分有：C、H、O、N、S、A（灰分）及W（水分）可燃質(zhì)惰性質(zhì)元素描述C可燃元素，煤化程度越高含碳量越大。完全燃燒時(shí)生成二氧化碳，此時(shí)每千克純碳可放出32866kJ熱量；不完全燃燒時(shí)生成一氧化碳，此時(shí)每千克純碳放出的熱量僅為9270kJH可燃元素。發(fā)熱量最高，每千克氫燃燒后的低熱值為120370kJ（約為純碳發(fā)熱量的4倍），含量較少，在可燃質(zhì)中含碳量為85%時(shí)，有效氫含量最高，約5%。在煤中氫以兩種形式存在，與碳、硫結(jié)合在一起的，叫做可燃?xì)?，它可以有效地放出熱量。另一種是和氧結(jié)合在一起的，叫化合氫，它不能放出熱量，在計(jì)算發(fā)熱量和理論空氣量時(shí)，以有效氫為準(zhǔn)。

O氧和氮都是不可燃成分。氧和碳、氫等結(jié)合生成氧化物而使碳、氫失去燃燒的可能性?？扇嘉镔|(zhì)中碳含量越高，氧含量越少。氮一般不能參加燃燒，但在高溫燃燒區(qū)中和氧形成的NOx是一種排氣污染物，煤中含氮約0.5~2%。

NS三種存在形式：有機(jī)硫，黃鐵礦硫，硫酸鹽。硫酸鹽中的硫不能燃燒，它是灰分的一部分；有機(jī)硫和黃鐵礦硫可燃燒放熱，但每千克可燃硫的發(fā)熱量僅為9100kJ。硫燃燒后生成SO2、SO3，它危害人體，污染大氣并可形成酸雨。在鍋爐中則會(huì)引起鍋爐換熱面腐蝕。

C：可燃元素，煤化程度越高含碳量越大。完全燃燒時(shí)生成二氧化碳，此時(shí)每千克純碳可放出32866kJ熱量；不完全燃燒時(shí)生成一氧化碳，此時(shí)每千克純碳放出的熱量僅為9270kJ

H：可燃元素。發(fā)熱量最高，每千克氫燃燒后的低熱值為120370kJ（約為純碳發(fā)熱量的4倍），含量較少，在可燃質(zhì)中含碳量為85%時(shí)，有效氫含量最高，約5%。在煤中氫以兩種形式存在，與碳、硫結(jié)合在一起的，叫做可燃?xì)?，它可以有效地放出熱量。另一種是和氧結(jié)合在一起的，叫化合氫，它不能放出熱量，在計(jì)算發(fā)熱量和理論空氣量時(shí)，以有效氫為準(zhǔn)。O和N：不可燃成分，氧和碳、氫等結(jié)合生成氧化物而使碳、氫失去燃燒的可能性?？扇嘉镔|(zhì)中碳含量越高，氧含量越少。氮一般不能參加燃燒，但在高溫燃燒區(qū)中和氧形成的NOx是一種排氣污染物，煤中含氮約0.5~2%。S：三種存在形式：有機(jī)硫，黃鐵礦硫，硫酸鹽。硫酸鹽中的硫不能燃燒，它是灰分的一部分；有機(jī)硫和黃鐵礦硫可燃燒放熱，但每千克可燃硫的發(fā)熱量僅為9100kJ。硫燃燒后生成SO2、SO3，它危害人體，污染大氣并可形成酸雨。在鍋爐中則會(huì)引起鍋爐換熱面腐蝕。元素描述A灰分是指煤中所含礦物質(zhì)在燃燒過程中高溫分解和氧化后生成的固體殘留物。來源有兩個(gè)，一是煤化過程中由土壤等外界帶入的礦物質(zhì)，稱為外來灰分；另一種灰分是原來成煤植物中固有的，稱為內(nèi)在灰分?；曳值拇嬖诓粌H使燃料發(fā)熱量減少，而且影響燃料的著火與燃燒。在工業(yè)上解決灰分的方法大體是：（1）在入爐前減少煤中灰分，采用洗煤。（2）在燃燒過程中排渣（液體排渣）或在燃燒之后的排氣中除塵（固體除塵）。W水分是燃燒中無用的成分。煤中水分包括兩部分：（1）外部水分或濕水分，附在煤表面的水分，與大氣溫度有關(guān)。把煤磨碎后在大氣中自然干燥到風(fēng)干狀態(tài)，這部分水分就可除去；（2）內(nèi)在水分，煤達(dá)到風(fēng)干狀態(tài)后所殘留的水分，包括被煤吸收并均勻分布在可燃質(zhì)中的化學(xué)吸附水和存在于礦物質(zhì)中的結(jié)晶水。內(nèi)在水分只有在高溫分解時(shí)才能除掉。通常作分析計(jì)算和燃燒評(píng)價(jià)時(shí)所說的水分就是指這部分水。

煤的種類及化學(xué)組成一、中國煤科院的分類方法

中國煤炭科學(xué)院將煤分為10類

根據(jù)干燥無灰基揮發(fā)分含量及膠質(zhì)層最大厚度分類

2023/2/4小知識(shí)：膠質(zhì)層最大厚度：煤在干餾過程中加熱到360-520℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生流體物質(zhì)，——膠質(zhì)體，一直加熱到730℃，定期測(cè)量膠質(zhì)層厚度，選其最大厚度記錄之煤科院煤質(zhì)分類方法2023/2/4大分類小分類代號(hào)Vdaf膠質(zhì)層最大厚度煤焦特性無煙煤無煙煤W0~10-粉狀貧煤貧煤P10~200粉或粘結(jié)瘦煤S14~200~12粘結(jié)，熔結(jié)煙煤焦煤J14~308~25粘結(jié)，熔結(jié)肥煤F26~37>25粘結(jié)，熔結(jié)氣煤Q>305~25粘結(jié)，熔結(jié)弱粘煤RN20~370~9熔結(jié)，有時(shí)膨脹不粘煤BN20~370粉狀長焰煤C>370~5塊，弱粘結(jié)褐煤褐煤H>40-塊，弱粘結(jié)二、常見煤質(zhì)特點(diǎn)無煙煤(WY)。無煙煤固定碳含量高，揮發(fā)分產(chǎn)率低，密度大，硬度大，燃點(diǎn)高，燃燒時(shí)不冒煙。01號(hào)無煙煤為年老無煙煤；02號(hào)無煙煤為典型無煙煤；03號(hào)無煙煤為年輕無煙煤。如北京、晉城、陽泉分別為01、02、03號(hào)無煙煤。貧煤(PM)。貧煤是煤化度最高的一種煙煤，不粘結(jié)或微具粘結(jié)性。在層狀煉焦?fàn)t中不結(jié)焦。燃燒時(shí)火焰短，耐燒。貧瘦煤(PS)。貧瘦煤是高變質(zhì)、低揮發(fā)分、弱粘結(jié)性的一種煙煤。結(jié)焦較典型瘦煤差，單獨(dú)煉焦時(shí)，生成的焦粉較多。2023/2/4二、常見煤質(zhì)特點(diǎn)瘦煤(SM)。瘦煤是低揮發(fā)分的中等粘結(jié)性的煉焦用煤。在煉焦時(shí)能產(chǎn)生一定量的膠質(zhì)體。單獨(dú)煉焦時(shí)，能得到塊度大、裂紋少、抗碎性較好的焦炭，但焦炭的耐磨性較差。焦煤(JM)。焦煤是中等及低揮發(fā)分的中等粘結(jié)性及強(qiáng)粘結(jié)性的一種煙煤。加熱時(shí)能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性很高的膠質(zhì)體。單獨(dú)煉焦時(shí)能得到塊度大、裂紋少、抗碎強(qiáng)度高的焦炭，其耐磨性也好。但單獨(dú)煉焦時(shí)，產(chǎn)生的膨脹壓力大，使推焦困難。肥煤(FM)。肥煤是低、中、高揮發(fā)分的強(qiáng)粘結(jié)性煙煤。加熱時(shí)能產(chǎn)生大量的膠質(zhì)體。單獨(dú)煉焦時(shí)能生成熔融性好、強(qiáng)度較高的焦炭，其耐磨性有的也較焦煤焦炭為優(yōu)。缺點(diǎn)是單獨(dú)煉出的焦炭，橫裂紋較多，焦根部分常有蜂焦。1／3焦煤(1／3JM)。1／3焦煤是新煤種，它是中高揮發(fā)分、強(qiáng)粘結(jié)性的一種煙煤，又是介于焦煤、肥煤、氣煤三者之間的過渡煤。單獨(dú)煉焦能生成熔融性較好、強(qiáng)度較高的焦炭。2023/2/4二、常見煤質(zhì)特點(diǎn)氣肥煤(QF)。氣肥煤是一種揮發(fā)分和膠質(zhì)層都很高的強(qiáng)粘結(jié)性肥煤類，有的稱為液肥煤。煉焦性能介于肥煤和氣煤之間，單獨(dú)煉焦時(shí)能產(chǎn)生大量的氣體和液體化學(xué)產(chǎn)品。氣煤(QM)。氣煤是一種煤化度較淺的煉焦用煤。加熱時(shí)能產(chǎn)生較高的揮發(fā)分和較多的焦油。膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性低于肥煤，能夠單獨(dú)煉焦。但焦炭多呈細(xì)長條而易碎，有較多的縱裂紋，因而焦炭的抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度均較其他煉焦煤差。1／2中粘煤(1／2ZN)。1／2中粘煤是一種中等粘結(jié)性的中高揮發(fā)分煙煤。其中有一部分在單獨(dú)煉焦時(shí)能形成一定強(qiáng)度的焦炭，可作為煉焦配煤的原料。粘結(jié)性較差的一部分煤在單獨(dú)煉焦時(shí)，形成的焦炭強(qiáng)度差，粉焦率高。弱粘煤(RN)。弱粘煤是一種粘結(jié)性較弱的從低變質(zhì)到中等變質(zhì)程度的煙煤。加熱時(shí)，產(chǎn)生較少的膠質(zhì)體。單獨(dú)煉焦時(shí)，有的能結(jié)成強(qiáng)度很差的小焦塊，有的則只有少部分凝結(jié)成碎焦屑，粉焦率很高。2023/2/4二、常見煤質(zhì)特點(diǎn)不粘煤(BN)。不粘煤是一種在成煤初期已經(jīng)受到相當(dāng)氧化作用的低變質(zhì)程度到中等變質(zhì)程度的煙煤。加熱時(shí)，基本上不產(chǎn)生膠質(zhì)體。煤的水分大，有的還含有一定的次生腐植酸，含氧量較多，有的高達(dá)10%以上。長焰煤(CY)。長焰煤是變質(zhì)程度最低的一種煙煤，從無粘結(jié)性到弱粘結(jié)性的都有。其中最年輕的還含有一定數(shù)量的腐植酸。貯存時(shí)易風(fēng)化碎裂。煤化度較高的年老煤，加熱時(shí)能產(chǎn)生一定量的膠質(zhì)體。單獨(dú)煉焦時(shí)也能結(jié)成細(xì)小的長條形焦炭，但強(qiáng)度極差，粉焦率很高。褐煤(HM)。褐煤分為透光率Pm＜30%的年輕褐煤和Pm＞30～50%的年老褐煤兩小類。褐煤的特點(diǎn)為：含水分大，密度較小，無粘結(jié)性，并含有不同數(shù)量的腐植酸，煤中氧含量高。常達(dá)15～30%左右。化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性差，塊煤加熱時(shí)破碎嚴(yán)重。存放空氣中易風(fēng)化變質(zhì)、破碎成效塊甚至粉末狀。發(fā)熱量低，煤灰熔點(diǎn)也低，其灰中含有較多的CaO，而有較少的Al2O3。2023/2/4三、動(dòng)力煤的特點(diǎn)無煙煤揮發(fā)分含量最低，一般Vdaf＜10%，且揮發(fā)分析出的溫度也較高，因而著火困難燃燼也不容易，燃燒時(shí)沒有煤煙，僅有很短的青藍(lán)色火焰，焦碳也沒有粘結(jié)性。無煙煤的埋藏年代最久，碳化程度最深，因而含碳量高，一般Car＞40%，最高可達(dá)95%，而灰分又不大，Aar=6~35%(少量＞30%)，水分也很低Mar＝1~5%，所以發(fā)熱量都很高，一般為Qnet,ar＝25~32.5MJ/kg2023/2/4三、動(dòng)力煤的特點(diǎn)煙煤揮發(fā)分含量較高，范圍也較寬，一般Vdaf＝20~40%碳化程度較無煙煤淺，含碳量Car＝40~60%，少數(shù)可高達(dá)75%，一般灰分不大，Aar＝7~30%，但高的可達(dá)50%，水分Mar=3~18%，Qnet,ar＝20~30MJ/kg表面呈灰黑色，有光澤，質(zhì)松軟2023/2/4三、動(dòng)力煤的特點(diǎn)2023/2/4貧煤揮發(fā)分含量較低，Aar=10~20%，著火較困難但不結(jié)焦。劣質(zhì)煙煤揮發(fā)分中等，但水分高，灰分更高，因而發(fā)熱量較低，Vdaf＝20~30％，Mar接近12％、Aar＝40~50%，Qnet,ar=11~12.5MJ/kg三、動(dòng)力煤的特點(diǎn)褐煤揮發(fā)分含量很高，Vdaf＝40~50%，揮發(fā)分的析出溫度較低，著火及燃燒均較容易褐煤的碳化程度次于煙煤，含碳量Car＝40~50%．但水分及灰分很高M(jìn)ar＝20~50%，Aar＝6~50%發(fā)熱量低，Qnet,ar＝10~21MJ/kg2023/2/4煤種名稱代號(hào)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)超低揮發(fā)分無煙煤V0Vdaf≦6.5Qnet,ar>23MJ/kg低低揮發(fā)分無煙煤V16.5~9>20.9低中揮發(fā)分貧煤V29~19>18.4中中揮發(fā)分煙煤V319~27>16.3中高揮發(fā)分煙煤V427~40>15.5高揮發(fā)分煙煤，褐，油頁巖V5>40>11.7?；曳諥1Azs,ar≦7Ad≦34高灰分A27~1334~45超高灰分A3>13>45常水分W1Mf,ad≦8Vdaf≦40高水分W28~12≦40超高水分W3>12≦40常水分W1Mar≦22Vdaf>40高水分W222-40>40超高水分W3>40>40低硫分S1Szs,ar≦0.2Sd≦1中硫分S20.2~0.551~2.8高硫分S3>0.55>2.8不結(jié)渣T2-1ST>1350易結(jié)渣T2-2<13502023/2/42.4煤的工業(yè)分析一、什么是煤的工業(yè)分析煤的元素分析，工作量大，復(fù)雜，工程上多應(yīng)用工業(yè)分析成分。此外，還需要了解發(fā)熱量、灰熔點(diǎn)等其他煤質(zhì)特性工業(yè)分析構(gòu)成(Proximateanalysis)成分：水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳，其中灰分和固定碳合稱為焦炭發(fā)熱量灰熔點(diǎn)2023/2/4二、工業(yè)分析成分工業(yè)分析成分的定義和煤的燃燒過程密切相關(guān)2023/2/4AACFCVHONSMM固態(tài)氣態(tài)二、工業(yè)分析成分工業(yè)分析也存在四種基準(zhǔn)收到基Aar+FCar+Var+Mar=100%空氣干燥基Aad+FCad+Vad+Mad=100%干燥基Ad+FCd+Vd=100%干燥無灰基FCdaf+Vdaf=100%2023/2/4二、工業(yè)分析成分灰分灰熔點(diǎn)：灰分的熔化溫度根據(jù)融化狀態(tài)不同，分為變形溫度、軟化溫度和熔化溫度（流動(dòng)溫度）測(cè)定方法：角錐法2023/2/4影響灰熔點(diǎn)的因素1、和灰成分有關(guān)系灰中的SiO2是弱酸性，含量較多，灰的PH值呈弱酸性。如果堿性物質(zhì)增多，灰熔點(diǎn)將降低2、與晶格結(jié)構(gòu)有關(guān)系灰中氧化物結(jié)成共晶體，屬SiO2-Al2O3-CaO-FeO系統(tǒng)，熔點(diǎn)比結(jié)合前要低，如CaO.SiO2，只有1540℃3、與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)系還原性氣氛中比氧化性氣氛中低200~300℃2023/2/4角錐法測(cè)定灰熔點(diǎn)將灰制成小角錐（正三角形底，邊長7cm，高度20cm)，角錐垂直地面的側(cè)面與灰托板表面垂直至于硅碳管加熱爐中加熱加熱速度900℃以前，15~20℃/min900℃以后，5±1℃/min介質(zhì)氣氛弱還原性(50%H2+50%CO2)或(60%CO2+40%CO)2023/2/4變形溫度DT(deformationtemp.)軟化溫度ST(softentemp.)

熔化溫度FT(flowtemp.)灰熔點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三個(gè)溫度2023/2/4待測(cè)灰樣變形溫度軟化溫度熔化溫度二、工業(yè)分析成分揮發(fā)分（volatile）定義：在高溫條件下煤有機(jī)質(zhì)分解的產(chǎn)物，不是自然存在于煤中的。主要成分：CmHn，例如CH4、C2H4等揮發(fā)分析出溫度和析出量對(duì)燃燒過程影響很大，成為判別煤著火特性的重要指標(biāo)之一2023/2/4不同煤質(zhì)揮發(fā)分含量和析出溫度煤質(zhì)揮發(fā)分含量開始析出溫度無煙煤≤10380~400貧煤10~20370~390煙煤20~40170~320褐煤40~60130~170泥煤>60%2023/2/4揮發(fā)分析出量的影響因素同一種煤，即使產(chǎn)于同一礦井，Vdaf含量也會(huì)有出入。原因：加熱溫度的影響。加熱溫度越高，析出揮發(fā)分越多；加熱時(shí)間和加熱速度的影響?？焖俜纸獗嚷俜纸饧?xì)處的揮發(fā)分多；快速分解析出揮發(fā)分中C/H高；先期釋放的揮發(fā)分中，C/H比例高。煤粒尺寸的影響結(jié)論不一，有人認(rèn)為有影響，有人認(rèn)為無影響；有影響的人認(rèn)為：大粒度煤分解產(chǎn)生的C阻礙了后期揮發(fā)分析出。粒度越大，揮發(fā)分析出越少2023/2/4揮發(fā)分含量的測(cè)定分析試樣1克左右，放入帶蓋的坩堝中，在900±10℃的恒溫爐中，隔絕空氣加熱7分鐘，析出氣體，試樣重量G1G22023/2/4然后換算成其他基準(zhǔn)，習(xí)慣上用干燥無灰基，含量不受灰分和水分的影響。二、工業(yè)分析成分焦炭定義煤析出揮發(fā)分、水分后得到的固態(tài)物質(zhì)稱為焦炭焦炭=灰分+固定碳煤的焦結(jié)性焦炭粘接程度稱為煤的焦結(jié)性2023/2/4煤的焦結(jié)性分為八類粉狀，全部粉狀粘著，用手指輕碰即成粉狀弱粘結(jié)，用手指輕壓即成小塊不熔融粘結(jié)，用手指用力壓才裂成小塊，表面無光澤不膨脹熔融粘結(jié)，焦餅，有銀白色金屬光澤微膨脹熔融粘結(jié)，手指壓不碎，表面有小膨脹泡膨脹熔融粘結(jié)，上下表面銀白色光澤，焦渣高度<15mm強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)，上下表面銀白色金屬光澤，焦渣高度>15mm。2023/2/4焦結(jié)性對(duì)燃燒過程的影響煤的焦結(jié)性對(duì)層燃爐有重要影響。焦渣處于5~8類，結(jié)焦成塊，層燃爐妨礙通風(fēng)，含碳量增加。焦渣處于1~2類，可能漏煤，或增加飛灰損失。2023/2/4小知識(shí):

結(jié)焦和結(jié)渣的區(qū)別?

結(jié)焦——指煤的特性； 結(jié)渣——指灰的特性。三、發(fā)熱量定義燃料完全燃燒放出的熱量高位發(fā)熱量：1kg燃料完全燃燒放出的全部熱量，包括水蒸汽凝結(jié)時(shí)放出的熱量。表示：Qgr,ar低位發(fā)熱量：1kg燃料完全燃燒放出的全部熱量，去掉水蒸汽凝結(jié)時(shí)放出的熱量。表示：Qnet,ar2023/2/4高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量之間換算高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量之間相差燃料燃燒后生成水分所吸收的汽化潛熱。水在0℃，1atm下的汽化潛熱為2290kJ/kg收到基低位發(fā)熱量和收到基高位發(fā)熱量之間的換算見下式：2023/2/4約定：工程上，排煙溫度高于100℃，蒸汽不會(huì)凝結(jié)，應(yīng)用低位發(fā)熱量作為計(jì)算燃料熱量的依據(jù)。發(fā)熱量的測(cè)量用氧彈量熱計(jì)進(jìn)行測(cè)量基本原理2023/2/4式中：Sb,ad——由彈筒洗液測(cè)得的煤的含硫量，%a——由氮生成硝酸并融于水所放出的熱量系數(shù)貧煤、無煙煤時(shí)，a=0.001其他情況下，a=0.0015門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行校驗(yàn)為檢驗(yàn)試驗(yàn)測(cè)得的發(fā)熱值的準(zhǔn)確性，采用門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行校驗(yàn)Qnet,ar=339Car+1030Har-109(Oar-Sar)-25Mar當(dāng)Ad≤25%，差值<600kJ/kg當(dāng)Ad>25%，差值<800kJ/kg2023/2/4各個(gè)基準(zhǔn)下發(fā)熱量換算低位、高位發(fā)熱量之間相差為汽化潛熱，根據(jù)含水分、氫元素質(zhì)量考慮影響即可高位發(fā)熱量之間的換算乘以系數(shù)，考慮不同質(zhì)量份額進(jìn)行低位發(fā)熱量之間的換算必須先轉(zhuǎn)化到高位發(fā)熱量2023/2/4

四、折算成分按發(fā)熱量來考慮對(duì)鍋爐燃燒的影響，即每1000kcal（4187kJ）帶入的灰分，水分和硫分稱之為折算灰分，折算水分和折算硫分。

2023/2/4折算灰分折算水分折算硫分五、煤的可磨性可磨性系數(shù)（可磨度）定義：標(biāo)準(zhǔn)煤和測(cè)量煤由相同粒度磨碎到相同細(xì)度所耗電量之比。Kkm=Ebz/Ecl煤硬，E大，Kkm小；煤軟，E小，Kkm大一般Kkm>12023/2/4常見可磨度測(cè)量方法

哈德羅夫法（HGI）50g煤樣在標(biāo)準(zhǔn)中速磨中磨60±0.25轉(zhuǎn)，在規(guī)定條件下(0.071mm篩)上曬分，稱篩上煤樣質(zhì)量，然后獲得過篩的煤樣質(zhì)量，從標(biāo)準(zhǔn)煤樣繪制的標(biāo)準(zhǔn)圖上可查得可磨性指數(shù)。哈德羅夫法主要用于中速磨直吹式制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)的選取2023/2/4Btu法（Kkm）在標(biāo)準(zhǔn)球磨機(jī)中磨制15分鐘，測(cè)量通過90mm標(biāo)準(zhǔn)篩的網(wǎng)眼，檢測(cè)篩余量Kkm<1.2時(shí)，難磨煤Kkm>1.6時(shí)，易磨煤兩種方法之間的換算Kkm=0.0034HGI1.25+0.61六、磨損指數(shù)（AI）用于考察煤粉對(duì)設(shè)備（主要是指磨煤機(jī)）的磨損壽命采用專門裝置測(cè)量，將一定粒度和質(zhì)量煤樣放入裝有4個(gè)金屬葉片罐中，由傳動(dòng)軸帶動(dòng)，旋轉(zhuǎn)12000轉(zhuǎn)之后，根據(jù)4個(gè)葉片的質(zhì)量損失計(jì)算煤的磨損指數(shù)。轉(zhuǎn)數(shù)1450±30r/min,功率不小于2kw。煤樣重量M=2kg,粒度<13mm；試片試驗(yàn)前重量m1，試驗(yàn)后重量m2。AI=(m1-m2)×103/MAI大，磨損嚴(yán)重，壽命短；AI與HGI的關(guān)系尚不清楚。2023/2/42.5煤的特種分析一、煤的特種分析的意義常規(guī)分析不能解決煤燃燒過程中的問題煤著火與Vdaf密切相關(guān)，測(cè)量時(shí)900℃，7分鐘，但實(shí)際上煤粉爐2~4秒鐘達(dá)到1500~1800℃煤燃盡時(shí)間與FCd有重要關(guān)系，但是江西革鄉(xiāng)高坎煤，F(xiàn)Cd=37.2%，燃盡時(shí)間15min河北峰峰煤，F(xiàn)Cd=47.72%，燃盡時(shí)間10.5min灰結(jié)渣，ST有重要影響內(nèi)蒙扎蘭露天礦，ST=1110℃，中等結(jié)渣云南鳳鳴村煤，ST=1120℃，不結(jié)渣2023/2/4二、特種分析方法熱重分析著火指數(shù)爐沉降爐一維燃燒爐熱顯微鏡法重力篩分法比表面積測(cè)定2023/2/4三、熱重分析組成：坩堝、加熱爐、天平、程序控制板、數(shù)字處理機(jī)、記錄儀、打印機(jī)可完成工作簡介熱重分析曲線（TG），可求熱解，著火溫度，燃燒速度mg/min經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，可得微商熱重曲線（DTG）2023/2/4TG和DTG曲線2023/2/4生物質(zhì)熱重分析曲線四、著火指數(shù)爐是一種爐溫可以控制的測(cè)量著火溫度的電加熱爐。當(dāng)一定量的煤粉由空氣（或氧氣）攜帶流經(jīng)正在升溫的著火指數(shù)爐，人們從窗口觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)火焰時(shí)的爐膛溫度定義為著火指數(shù)。著火指數(shù)爐設(shè)備簡單，使用方便，功能單一；著火指數(shù)與介質(zhì)和試驗(yàn)規(guī)范有關(guān)。2023/2/4五、沉降爐是微量煤粉作一維流動(dòng)的電加熱熱態(tài)試驗(yàn)爐，由預(yù)熱段，反應(yīng)段構(gòu)成。給粉量：0.1~100g/min爐內(nèi)最高溫度：可達(dá)1400-1600℃功能：煤的熱解特性——熱解率，熱膨脹性煤的燃燒（著火，燃燒，燃盡）各種試驗(yàn)煤的化學(xué)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，活化能，反應(yīng)級(jí)數(shù)煤的燃燒產(chǎn)物構(gòu)成成分（環(huán)境保護(hù)）2023/2/4給粉系統(tǒng)取樣溫控系統(tǒng)煙氣分析儀爐本體配氣空壓機(jī)真空泵水冷六、一維燃燒爐是煤粉作一維流動(dòng)的燃燒試驗(yàn)裝置，上部設(shè)錐形擴(kuò)流裝置，保持煤粉氣流速度近似不變煤粉量：幾kg/h~幾百kg/h，煤粉一經(jīng)著火，可依靠自身熱量繼續(xù)燃燒功能：可做著火，燃燒，燃盡各種試驗(yàn)包括以下項(xiàng)目細(xì)度；爐溫；一次風(fēng)量，風(fēng)溫；二次風(fēng)量，風(fēng)溫；添加劑；費(fèi)用高：每次3~4萬元2023/2/4七、熱顯微鏡法用顯微鏡觀察并拍攝煤灰在加熱過程中的形態(tài)變化過程試驗(yàn)條件：煤樣粒度<0.2mm，壓制成3×3×3mm氧氣流量250ml/min；升溫速度：10℃/min，最高溫度可達(dá)1750℃

。觀察煤灰的形態(tài)變化，可分為：膨脹型，收縮型，細(xì)質(zhì)型，不變型。2023/2/4八、重力篩分法利用不同比重的溶劑，將不同比重的煤粉分離出來，以測(cè)定煤中礦物質(zhì)的偏析情況。將500g煤粉放入篩分器，首先用比重為1.7的溶劑混合，攪拌，然后靜止分層，上浮的用1.5，下沉的用1.9的溶劑再試。2023/2/4九、比表面積測(cè)量以氦氣為載體，以氮?dú)鉃槲絼p氣路法。在-196℃時(shí)，液氮通過煤粉表面，產(chǎn)生物理吸附，升到20℃時(shí)氮脫附，測(cè)定氮?dú)饬浚贸龇勰┑谋缺砻娣e。（m2/g）無煙煤；S小，加福：S=9.6m2/g褐煤S大，元寶山：S=120m2/g2023/2/4比表面積：單位質(zhì)量顆粒具有的表面積；或單位體積顆粒具有的表面積十、灰渣的粘溫特性粘溫特性定義指灰渣的粘度隨溫度變化的關(guān)系，用以判斷結(jié)渣傾向灰熔點(diǎn)DT、ST和FT的間隔溫度對(duì)結(jié)渣有影響硅鋁比SiO2/Al2O3SiO2/Al2O3小時(shí)，SiO2易與Al2O3形成難熔的高嶺土Al2O3·SiO2，不易結(jié)渣；SiO2/Al2O3大時(shí)，SiO2易與CaO·MgO·FeO形成低熔點(diǎn)的共晶體，易結(jié)渣。我國煤中，SiO2+Al2O3>60%，熔點(diǎn)較高。2023/2/4結(jié)渣溫度前蘇聯(lián)常用此法，灰渣在無冷卻的表面上（或已被沉積層覆蓋的有冷卻的表面上）開始形成突峰狀沉積層的煙氣溫度，叫結(jié)渣溫度。當(dāng)煙氣溫度高于結(jié)渣溫度時(shí)，在迎火焰方向形成突峰狀的沉積層，若低于結(jié)渣溫度，形成均勻疏松的沉積層。結(jié)渣溫度tjz與灰的成分有關(guān)系，經(jīng)驗(yàn)公式：堿金屬多，tjz低，易結(jié)渣。2023/2/4綜合判別結(jié)渣法結(jié)渣情況軟化溫度ST硅鋁比結(jié)渣溫度tjz輕微>1390<1.7>1025中等1260~13901.7~2.8960~1025嚴(yán)重<1260>2.8<9602023/2/42.6液體燃料液態(tài)燃料的化學(xué)組成液態(tài)燃料的理化性質(zhì)各種液態(tài)燃油這里討論的液態(tài)燃料為天然石油產(chǎn)品生產(chǎn)的液態(tài)燃料及其有關(guān)特性。石油石油，也稱原油，是一種粘稠的、深褐色（有時(shí)有點(diǎn)綠色的）液體。地殼上層部分地區(qū)有石油儲(chǔ)存。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，密度為0.8~1.0克/厘米3，粘度范圍很寬，凝固點(diǎn)差別很大（30~-60℃），沸點(diǎn)范圍為常溫到500℃以上，可溶于多種有機(jī)溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。它由不同的碳?xì)浠衔锘旌辖M成，組成石油的化學(xué)元素主要是碳（83%~87%）、氫（11%~14%），其余為硫（0.06%~0.8%）、氮（0.02%~1.7%）、氧（0.08%~1.82%）及微量金屬元素（鎳、釩、鐵、銻等）。由碳和氫化合形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分，約占95%~99%，含硫、氧、氮的化合物對(duì)石油產(chǎn)品有害，在石油加工中應(yīng)盡量除去。2023/2/4液態(tài)燃料的化學(xué)組成烷烴烯烴環(huán)烷烴芳香烴石油產(chǎn)品主要由以下四類碳?xì)浠衔锝M成：液態(tài)燃料的化學(xué)組成烷烴分子通式：CnH2n+2（飽和烴）液體燃油中的烷烴：C3

~C15分子結(jié)構(gòu)（庚烷）：液態(tài)燃料的化學(xué)組成烯烴分子通式：CnH2n（不飽和烴）分子結(jié)構(gòu)（丙烯）：液態(tài)燃料的化學(xué)組成環(huán)烷烴分子通式：CnH2n（飽和烴）分子結(jié)構(gòu)（環(huán)丙烷）：液態(tài)燃料的化學(xué)組成芳香烴單環(huán)芳香烴分子式：CnH2n-6（不飽和烴）分子結(jié)構(gòu)（苯）：種類特性烷烴具有較高的氫/碳比，密度較低，重量熱值高，熱安定性好。燃燒時(shí)沒有冒煙及積炭。

烯烴其化學(xué)穩(wěn)定性和熱安定性比烷烴差。在高溫和催化作用下，容易轉(zhuǎn)化成芳香族碳?xì)浠衔铩Ｒ话阍椭泻N并不多，烯烴通常是由裂解過程產(chǎn)生的。直接分餾法得出的石油產(chǎn)品中含烯烴不多，在裂解法得出的油中，烯烴可以多到25%。

環(huán)烷烴是飽和的，分子結(jié)構(gòu)中碳原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)（而不是鏈狀結(jié)構(gòu)）。在分餾油中環(huán)烷烴的量和烷烴差不多。在化學(xué)穩(wěn)定性、重量熱值和冒煙積碳的傾向性幾方面和烷烴很相似。

芳香烴是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，含有一個(gè)或多個(gè)碳原子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，雖然在結(jié)構(gòu)上與環(huán)烷烴有點(diǎn)類似，但它含氫量少，因而其重量熱值比環(huán)烷烴低得多。芳香烴的主要缺點(diǎn)是冒煙積碳的傾向很高，吸濕性高，所以當(dāng)燃油處于低溫時(shí)容易導(dǎo)致冰結(jié)晶的沉積。芳香烴對(duì)橡膠制品有很強(qiáng)的溶解能力。

烷烴：具有較高的氫/碳比，密度較低，重量熱值高，熱安定性好。燃燒時(shí)沒有冒煙及積炭。烯烴：其化學(xué)穩(wěn)定性和熱安定性比烷烴差。在高溫和催化作用下，容易轉(zhuǎn)化成芳香族碳?xì)浠衔?。一般原油中含烯烴并不多，烯烴通常是由裂解過程產(chǎn)生的。直接分餾法得出的石油產(chǎn)品中含烯烴不多，在裂解法得出的油中，烯烴可以多到25%。環(huán)烷烴：是飽和的，分子結(jié)構(gòu)中碳原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)（而不是鏈狀結(jié)構(gòu)）。在分餾油中環(huán)烷烴的量和烷烴差不多。在化學(xué)穩(wěn)定性、重量熱值和冒煙積碳的傾向性幾方面和烷烴很相似。芳香烴：環(huán)狀結(jié)構(gòu)，含有一個(gè)或多個(gè)碳原子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，雖然在結(jié)構(gòu)上與環(huán)烷烴有點(diǎn)類似，但它含氫量少，因而其重量熱值比環(huán)烷烴低得多。芳香烴的主要缺點(diǎn)是冒煙積碳的傾向很高，吸濕性高，所以當(dāng)燃油處于低溫時(shí)容易導(dǎo)致冰結(jié)晶的沉積。芳香烴對(duì)橡膠制品有很強(qiáng)的溶解能力。液態(tài)燃料的理化性質(zhì)相對(duì)密度粘度熱值餾程與沸點(diǎn)閃點(diǎn)與自燃著火溫度貧、富油熄火極限凝固點(diǎn)生炭性液態(tài)燃料的理化性質(zhì)相對(duì)密度在t℃時(shí)的油與4℃時(shí)的水的密度之比，稱為該油的相對(duì)密度，在數(shù)值上等于該油在t℃的密度。為標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)密度溫度修正系數(shù)相對(duì)密度是烴類燃料的一個(gè)很重要的物性參數(shù)，其大小可以大致地說明燃料碳/氫比、熱值以及生成煙的傾向。液態(tài)燃料的理化性質(zhì)相對(duì)密度油種相對(duì)密度車用汽油0.712~0.731航空汽油0.730~0.750寬餾分組分0.755航空煤油0.780~0.820柴油0.831~0.862重油0.94~0.98液態(tài)燃料的理化性質(zhì)粘度動(dòng)力粘度：運(yùn)動(dòng)粘度：恩氏粘度°E：在流體中，兩個(gè)面積為1cm2相距1cm的兩層液面，以1cm/s的相對(duì)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，液面間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力即為動(dòng)力粘度。單位：Pa?s在實(shí)驗(yàn)溫度條件下，200ml試驗(yàn)油從粘度計(jì)里流出的時(shí)間與20℃的200ml蒸餾水流出的時(shí)間之比。燃油的粘度是衡量燃油流動(dòng)阻力的一項(xiàng)指標(biāo)，粘度愈低，流動(dòng)性愈好。粘度大小直接影響對(duì)燃油的輸送與霧化，與組分有關(guān)。恩氏粘度是一種條件粘度。即用某種粘度計(jì)在規(guī)定的條件下測(cè)量的粘度。美國使用賽氏粘度，英國使用雷氏粘度。液態(tài)燃料的理化性質(zhì)有關(guān)粘度的一些結(jié)論相同溫度下運(yùn)動(dòng)粘度υ與恩氏粘度E之間的換算關(guān)系為

粘度主要取決于燃料中所含碳?xì)浠衔锏慕M成（粘度依如下次序降低：多環(huán)環(huán)烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴、烷烴）粘度隨溫度升高而降低

粘度隨壓力升高而變大（壓力較低時(shí)可以不計(jì)影響）

液態(tài)燃料的理化性質(zhì)熱值油品低熱值（）航空汽油＞43100航空煤油＞42900柴油~42500重油39800~41900液態(tài)燃料的理化性質(zhì)餾程與沸點(diǎn)餾程是指餾分的溫度范圍。燃油的餾程決定了燃料物理性質(zhì)與燃燒性質(zhì)，決定了每噸原油可產(chǎn)該種燃油的產(chǎn)出率。加寬餾程可以增大產(chǎn)出率，但燃料的性質(zhì)發(fā)生了變化。

餾程：沸點(diǎn)：燃油是混合物，所以沒有單一的沸點(diǎn)，常用50%餾點(diǎn)溫度來表征燃油的沸點(diǎn)，常壓下的終餾點(diǎn)又稱正常沸點(diǎn)。

直餾流程圖蒸餾塔冷凝器石油氣直餾汽油加熱爐（常壓）油泵原油煤油輕柴油重柴油常壓重油直餾法：常壓下直接對(duì)石油加熱（300～325℃）分餾，石油中各餾分按其沸點(diǎn)高低先后餾出，最先餾出是汽油（沸點(diǎn)40～180℃），然后依次為重汽油（沸點(diǎn)120～230℃）、煤油（150～300℃）、柴油（200～350℃），剩下沸點(diǎn)高的重質(zhì)油則從分餾塔塔底排出，稱為常壓重油。減壓蒸餾塔加熱爐（減壓）油泵常壓重油各種蠟油重柴油重油減壓蒸餾流程圖減壓蒸餾法：高沸點(diǎn)的常壓重油加熱到400℃以上可以繼續(xù)分餾出各種重油來。根據(jù)氣壓下降、沸點(diǎn)下降的原理，一般采用減壓蒸餾的辦法，在0.01MPa以下時(shí)，重油中烴的沸點(diǎn)可降低200℃，這樣原來沸點(diǎn)約700℃以下的各種烴都可分餾出來。液態(tài)燃料的理化性質(zhì)閃點(diǎn)與自燃著火溫度油加熱到一定溫度會(huì)揮發(fā)出油蒸氣。在大氣壓力下，用火焰在油面上掠過，油面出現(xiàn)短促的蘭色閃光的最低溫度，稱為閃點(diǎn)。閃點(diǎn)：油品閃點(diǎn)(°C)汽油＜－20~30煤油>20~30柴油>50~90重油>80~130閃點(diǎn)與飽和蒸氣壓有關(guān)，飽和蒸氣壓高的油，閃點(diǎn)低，發(fā)生火災(zāi)的可能也就越大。液態(tài)燃料的理化性質(zhì)閃點(diǎn)與自燃著火溫度自燃著火溫度是在沒有外界點(diǎn)火源時(shí)完全由加熱使燃油溫度升高而使燃油自動(dòng)著火的溫度。自燃著火溫度比閃點(diǎn)高得多。自燃著火溫度：燃點(diǎn)：當(dāng)燃油加熱到此溫度后，已汽化的油汽遇到明火能著火持續(xù)燃燒（不少于五秒鐘）的最低溫度。燃點(diǎn)高于閃點(diǎn)10~30℃液態(tài)燃料的理化性質(zhì)貧、富油熄火極限可燃物（如燃油蒸氣）與空氣混合，只能在一定濃度范圍內(nèi)才能進(jìn)行燃燒，超過這個(gè)濃度范圍（太稀或太濃）就燃不起來。在這個(gè)濃度范圍內(nèi)，火焰一旦引發(fā)，就可以從點(diǎn)火源擴(kuò)展出去，只要濃度合適，可以無限地傳播下去。通常定義一個(gè)富燃極限一個(gè)貧燃極限（亦叫富油、貧油極限）。液態(tài)燃料的理化性質(zhì)凝固點(diǎn)凝固點(diǎn)是指當(dāng)溫度降低到某一值時(shí)，燃油變得很稠，以致使盛有燃油的器皿傾斜45°時(shí)，其中燃油油面在一分鐘內(nèi)可保持不動(dòng)。油的凝固點(diǎn)與它的組成有關(guān)，一般重質(zhì)油較高，輕質(zhì)油較低，如重油凝固點(diǎn)為15～36℃，而柴油在－35～20℃之間。液態(tài)燃料的理化性質(zhì)生炭性

燃料的生碳性表明在燃燒室中燃燒時(shí)生成煙粒子的傾向。生碳性高則排氣冒煙多，燃燒區(qū)煙粒子濃度高，引起火焰輻射黑度高，輻射傳熱高，室壁溫高，引起火焰筒變形和裂紋，縮短火焰筒壽命；生碳性高還容易引起室壁積碳和噴嘴積碳，后者會(huì)影響到燃油的霧化質(zhì)量，造成燃燒效率下降，出口溫度分布不好，甚至燃燒不穩(wěn)定。生碳性與燃料的性質(zhì)密切相關(guān)，如比重、餾程、粘度、芳香烴含量、碳?xì)浔鹊?。燃料的生碳性是燃料性質(zhì)與組成影響燃燒性能與燃燒室壽命的最明顯的例子。各種液態(tài)燃油餾分油基本上是不含灰，沒有雜質(zhì)，可直接使用。汽油標(biāo)號(hào)

汽油標(biāo)號(hào)：是實(shí)際汽油抗爆性與標(biāo)準(zhǔn)汽油的抗爆性的比值。標(biāo)準(zhǔn)汽油是由異辛烷和正庚烷組成。異辛烷的抗爆性好，其辛烷值定為100；正庚烷的抗爆性差，在汽油機(jī)上容易發(fā)生爆震，其辛烷值定為0。如果汽油的標(biāo)號(hào)為90，則表示該標(biāo)號(hào)的汽油與含異辛烷90%、正庚烷10%的標(biāo)準(zhǔn)汽油具有相同的抗爆性。爆震，簡單講就是當(dāng)混合氣尚處在壓縮過程中，火花塞還沒有跳火時(shí)，高壓混合氣就達(dá)到了自燃溫度，并開始猛烈燃燒的不正常燃燒現(xiàn)象。爆震現(xiàn)象大多是在提高壓縮比的同時(shí)出現(xiàn)的，此外點(diǎn)火提前角過大或混合氣燃燒過快也容易產(chǎn)生爆震。由于以上這些因素都是提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的重要手段，所以爆震是這方面技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)障礙。柴油標(biāo)號(hào)2023/2/4劃分柴油標(biāo)號(hào)的依據(jù)則是柴油的凝固點(diǎn)。目前國內(nèi)應(yīng)用的輕柴油按凝固點(diǎn)分為6個(gè)標(biāo)號(hào)：5＃柴油、0＃柴油、－10＃柴油、－20＃柴油、－35＃柴油和－50＃柴油。選用不同標(biāo)號(hào)的柴油應(yīng)主要根據(jù)使用時(shí)的氣溫決定。一般來講，5＃柴油適合于氣溫在8℃以上時(shí)使用；0＃柴油適用于氣溫在8℃至4℃時(shí)使用；－10＃柴油適用于氣溫在4℃至－5℃時(shí)使用；－20＃柴油適用于氣溫在－5℃至－14℃時(shí)使用；－35＃柴油適用于氣溫在－14℃至－29℃時(shí)使用；－50＃柴油適用于氣溫在－29℃至－44℃或者低于該溫度時(shí)使用。專家表示，選用柴油的標(biāo)號(hào)如果不適合使用溫度區(qū)間，發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃油系統(tǒng)就可能結(jié)蠟，堵塞油路，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。柴油的標(biāo)號(hào)越低，結(jié)蠟的可能性就越小，當(dāng)然價(jià)格也就越高。在適用于一個(gè)標(biāo)號(hào)柴油的溫度區(qū)間內(nèi)而選用低一級(jí)標(biāo)號(hào)的柴油當(dāng)然更好。2.7氣體燃料氣態(tài)燃料2023/2/4氣田氣煤田氣天然氣人工氣體發(fā)生爐煤氣煉焦?fàn)t煤氣高爐煤氣液化石油氣氣體燃料的一般組成：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和乙烯、乙炔等輕質(zhì)烴類化合物，還有氫氣、一氧化碳、硫化氫等氣體。少量二氧化硫、氯化氫、氰化氫、氨氣等，以及少量懸浮焦油和固體顆粒。2023/2/4甲烷methane甲烷是無色、無味（微有蔥臭味）、可燃和微毒的氣體。甲烷對(duì)空氣的重量比是0.54，比空氣約輕一半。甲烷溶解很小，在20℃、0.1千帕?xí)r，100單位體積的水，只能溶解3個(gè)單位體積的甲烷。同時(shí)甲烷燃燒產(chǎn)生明亮的藍(lán)色火焰。臨界溫度(K)：190.58臨界壓力(MPa)：4.59著火溫度530℃-750℃低位熱值:35.906MJ/m3爆炸極限：5%~15%（體積分?jǐn)?shù)）空氣中達(dá)到25%~30%濃度具有毒性2023/2/4乙烷ethane無色無臭氣體沸點(diǎn)(℃)：-88.6臨界溫度(K)：305.42臨界壓力(MPa)：4.816低位熱值64.397MJ/m3著火溫度:510~630℃空氣中爆炸極限2.9%~13.0%(體積分?jǐn)?shù))空氣中濃度大于6％時(shí)，出現(xiàn)眩暈、輕度惡心、麻醉癥狀；達(dá)40％以上時(shí)，可引起驚厥，甚至窒息死亡。2023/2/4丙烷propane無色無味氣體，微溶于水。沸點(diǎn)(℃)：-42.05臨界溫度(K)：369.82臨界壓力(MPa)：4.194低位熱值93.240MJ/m3著火溫度:510℃空氣中爆炸極限2.1%~9.5%(體積分?jǐn)?shù))人短暫接觸1％丙烷，不引起癥狀；10％以下的濃度，只引起輕度頭暈；接觸高濃度時(shí)可出現(xiàn)麻醉狀態(tài)、意識(shí)喪失；極高濃度時(shí)可致窒息。2023/2/4氫氣Hydrogen無色無味氣體，難溶于水。沸點(diǎn)(℃)：-252.75臨界溫度(K)：33.25臨界壓力(MPa)：1.280低位熱值10.786MJ/m3著火溫度:510~590℃空氣中爆炸極限4.0%~75.9%(體積分?jǐn)?shù))空氣助燃火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?67cm/s2023/2/4一氧化碳carbonmonoxide無色無味氣體，難溶于水。沸點(diǎn)(℃)：-191.52臨界溫度(K)：132.91臨界壓力(MPa)：3.4987低位熱值12.644MJ/m3著火溫度:610~658℃空氣中爆炸極限12.5%~75.0%(體積分?jǐn)?shù))空氣體積含量0.06%產(chǎn)生傷害，0