1、v1.燃料及其燃烧的过程燃料及其燃烧的过程 v2.烟气体积及污染物排放量计算烟气体积及污染物排放量计算 v燃料燃料 在燃烧过程中，能够放出热量或动力，且在经济上可行的物质在燃烧过程中，能够放出热量或动力，且在经济上可行的物质v分类分类 按物态分按物态分 燃烧过程燃烧过程固体燃料固体燃料 燃料中挥发性组分被蒸馏后气燃料中挥发性组分被蒸馏后气态燃烧；固定态燃烧；固定c c固态燃烧，固态燃烧，o o分子向固分子向固体表面的扩散控制。体表面的扩散控制。液体燃料液体燃料 气气态形式燃烧，燃烧速率受蒸发过程控制。态形式燃烧，燃烧速率受蒸发过程控制。气体燃料气体燃料 燃烧迅速，其燃烧状燃烧迅速，其燃烧状态态
2、基本上受空气和燃料的基本上受空气和燃料的扩散或混合控制。扩散或混合控制。燃烧过程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物 完全燃烧：CO2、H2O不完全燃烧： CO2、H2O & CO、黑烟及其他部分氧、黑烟及其他部分氧化产物化产物如果燃料中含有如果燃料中含有S和和N，则会生成，则会生成SO2和和NO空气中的部分空气中的部分N可能被氧化成可能被氧化成NO热力型热力型NOxv燃料完全燃烧的条件（燃料完全燃烧的条件（3T3T）空气条件：提供充足的空气；但是空气量过大，会降低炉温，空气条件：提供充足的空气；但是空气量过大，会降低炉温，增加热损失增加热损失温度条件（温度条件（Temperature）：达到燃料的着
3、火温度）：达到燃料的着火温度时间条件（时间条件（Time）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间需时间燃料与空气的混合条件（燃料与空气的混合条件（Turbulence）：燃料与氧充分混合）：燃料与氧充分混合v燃烧可能释放的污染物：燃烧可能释放的污染物：CO2、CO、SOx、NOx、CH、烟、飞灰、金属及其氧化物等、烟、飞灰、金属及其氧化物等v温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响v燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响v理论空气量理论空气量v（1）定义：单位量燃料按燃烧反应方程
4、式完全燃烧）定义：单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量所需要的空气量称为理论空气量v（2）表示：）表示：Va0，m3/kgv（3）求解：可根据燃烧方程式计算求得。）求解：可根据燃烧方程式计算求得。建立燃烧化学方化式时，通常假定：建立燃烧化学方化式时，通常假定：a a）空气仅是由氮和氧组成的，其体积比为）空气仅是由氮和氧组成的，其体积比为V VN2N2/V/VO2O2= 79.1= 79.1 20.9=3.7820.9=3.78（摩尔比，体积比）；（摩尔比，体积比）；b)b)燃料中的固定态氧可用于燃烧；燃料中的固定态氧可用于燃烧；c)c)燃料中的硫主要被氧化为燃料中的硫
5、主要被氧化为S0S02 2；d)d)燃料中含氮量较低，热型燃料中含氮量较低，热型NONOX X的生成量较小，在计算理论空的生成量较小，在计算理论空气量时可以忽略；气量时可以忽略；e)e)燃料中氮主要被转化成氮气燃料中氮主要被转化成氮气N N2 2；f f）燃料的化学式设为）燃料的化学式设为C Cx xH Hy yS Sz zO Ow w，其中下标，其中下标x x、y y、z z、w w分别代分别代 表碳、氢、硫和氧的原子数。表碳、氢、硫和氧的原子数。 OzSOHyxCONwzyxOwzyxOSHCwzyx222222)24(76. 3)24(QNwzyx2)24(76.3kgmwzyxwzyx
6、Va/1632008.112)2/4/(78.44 .2230例例1 已知重油的元素分析如下：已知重油的元素分析如下：C 85.5；H 11.3%；O 2.0；N 0.2%；S 1.0；试计算燃油；试计算燃油1kg所需要的理论所需要的理论空气量。空气量。 解：解：燃烧燃烧1kg重油所需要的氧气量为：重油所需要的氧气量为： 71.25 + 28.25 + 0.31 0.625 =99.185 （mol/kg）则理论空气量则理论空气量Va0 =（3.78+1）99.18522.4/1000 = 10.62 （m3/kg） 元素元素重量（重量（g）摩尔数（摩尔数（mol） 需氧量（需氧量（mol）C
7、85571.2571.25H 11356.528.25S100.310.31O 200.625N22v空气过剩系数空气过剩系数实际空气量与理论空气量之比。以实际空气量与理论空气量之比。以 表示，表示， 通常通常1部分炉型的空气过剩系数部分炉型的空气过剩系数0aaVV空燃比空燃比AF（1）定义：单位质量燃料燃烧所需要的理论空气质量）定义：单位质量燃料燃烧所需要的理论空气质量（2）求解：由燃烧方程式直接求得）求解：由燃烧方程式直接求得例如，甲烷在理论空气量下的完全燃烧例如，甲烷在理论空气量下的完全燃烧CH4+2O2+7.52N2-CO2+2H2O+7.52N2 空燃比空燃比为：为：2 .17161
8、2856. 7322AFTHANK YOUSUCCESS2022-5-1213可编辑烟气体积计算理论烟气体积理论烟气体积 Vfg0 CO2 V干烟气干烟气 SO2N2 VH2O 燃料中燃料中H燃烧生成燃烧生成H2O燃料中燃料中H2OVa0带入的带入的H2O烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正转化为标态下（273K、1atm）的体积和密度 标准状态下的烟气体积 标准状态下烟气的密度SNNSSNTT*PP*VV NSSNSNTT*PP*PP 烟气体积及污染物排放量计算烟气体积及污染物排放量计算v过剩空气校正过剩空气校正以碳在空气中的完全燃烧为例C十O2+3.76N2C02+3.76N2若空气过
9、量，则燃烧方程式变为C+(1+a)O2+(1+a)3.76N2C02+a02+(1+a)3.76N2a1N76. 3O)N76. 3O)(a1 (a2222理论空气量实际空气量) 1(00afgfgVVV考虑过剩空气校正后，实际烟气体积：例例2：某重油成分分析结果如下（按质量）：某重油成分分析结果如下（按质量）：C 88.3%，H 9.5%，S 1.6%，H2O 0.5%，灰分，灰分0.10%。（1）试计算燃烧）试计算燃烧1Kg重油所需要的理论空气量重油所需要的理论空气量（2）计算空气过剩系数为）计算空气过剩系数为1.2时的烟气体积时的烟气体积解：解：元素元素重量重量(g)摩尔数摩尔数(mol
10、)需氧数需氧数(mol)C88373.5873.58H9547.523.75S160.50.5H2O50.2780（1）理论需氧量）理论需氧量=73.58+23.75+0.5=97.83 mol /kg理论空气量理论空气量V0a=97.834.7822.4/1000=10.47 m3N/kg（2）理论烟气体积）理论烟气体积V0fgCO2: 73.58 mol SOX: 0.5 molH2O: 47.5+0.278=47.778 molN2 : 97.833.78 = 369.80 molV0fg = 73.58+47.778+0.5+369.80 = 491.658 mol /kg = 491
11、.65822.4/1000=11.01 m3N/kg所以实际烟气体积所以实际烟气体积Vfg=V0fg + V0a(-1) = 11.01+10.47（1.2-1）= 13.10 m3N/kg例例3 普通煤的元素分析如下：普通煤的元素分析如下：C 65.7；灰分；灰分18.1；S 1.7；H 3.2；水；水分分 9.0；O 2.3。（含。（含N量不计）量不计）试计算燃煤试计算燃煤1kg所需要的理论空气量所需要的理论空气量和和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）。在烟气中的浓度（以体积分数计）。 解：解： 元素元素重量（重量（g）摩尔数（摩尔数（mol）需氧量（需氧量（mol）C65754.755
12、4.75S170.530.53H32168H2O9050O230.72-0.72理论空气量理论空气量理论烟气量为：理论烟气量为： CO2：54.75mol SO2：0.53mol H2O：16+521mol N2：SO2的量为：的量为：CSO2)/(70. 610004 .2276. 4)72. 0853. 075.54(30kgNmVa）（）（mol48.23672. 0853. 075.5478. 3)/(00. 710004 .22)48.2362153. 075.54(30kgNmVfg)/(0119. 010004 .2253. 03kgNm)(17001000. 70119. 06
13、ppm例例4 煤的元素分析结果如下：煤的元素分析结果如下：S 0.6；H 3.7；C 79.5；N 0.9；O 4.7；灰分；灰分 10.6。在空气过剩在空气过剩20条件下完全燃烧。计算烟气中条件下完全燃烧。计算烟气中SO2的浓度。的浓度。解：解： 元素元素重量（重量（g）摩尔数（摩尔数（mol） 需氧量（需氧量（mol）C79566.2566.25S60.190.19H3718.59.25O471.47-1.47N90.32需氧气量：需氧气量：理论烟气量：理论烟气量： )/(95. 7)/22.7447. 125. 919. 025.6630kgmkgmolVa（)/(19. 8)/(81.36578. 322.7432. 05 .1819. 025.6630kgmkgmolVfg)/(78. 9) 12 . 1 (95. 719. 8) 1(300kgmVVVafgfg)(17.435100078. 94 .2219. 01062ppmCso 掌握内容掌握内容 基本概念：理论空气量、空气过剩系数、理论烟气体积基本概念：理论空气量、空气过剩系数、理论烟气体积理论空气量和实际空气量的计算理论空气量和实际空气量的计算理论烟气体积和实际烟气体积的计算理论烟气体积和实际烟气体积的计算燃料完全燃烧的条件燃料完全燃烧的条件 THANK YOUSUCCESS2022-5-1224可编辑
