燃料燃烧、空气量、烟气量计算课件.ppt

第二章 燃烧与大气污染 1.燃料及其燃烧的过程 2.烟气体积及污染物排放量计算第二章 燃烧与大气污染 1.燃料及其燃烧的过程 燃料及其燃烧的过程 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料及其燃烧的过程 燃料 燃烧过影响燃料燃烧的主要因素 ³燃烧过程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物 ü完全燃烧：CO2、H2Oü不完全燃烧： CO2、H2O & CO、黑烟及其他部分氧化产物ü如果燃料中含有S和N，则会生成SO2和NOü空气中的部分N可能被氧化成NO－热力型NOx影响燃料燃烧的主要因素 燃烧过程及燃烧产物 影响燃料燃烧的主要因素燃料完全燃烧的条件（3T）ü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ü温度条件（温度条件（TemperatureTemperature）：达到燃料的着火温度）：达到燃料的着火温度ü时间条件（时间条件（TimeTime）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间ü燃料与空气的混合条件（燃料与空气的混合条件（TurbulenceTurbulence）：燃料与氧充分混合）：燃料与氧充分混合影响燃料燃烧的主要因素燃料完全燃烧的条件（3T）燃烧过程中产生的污染物燃烧可能释放的污染物：COCO2 2、、COCO、、SOSOx x、、NONOx x、、CHCH、烟、飞灰、金属及其氧化物等、烟、飞灰、金属及其氧化物等•温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响燃烧过程中产生的污染物燃烧可能释放的污染物：影响燃料燃烧的主要因素ØØ典型燃料的着火温度典型燃料的着火温度典型燃料的着火温度典型燃料的着火温度影响燃料燃烧的主要因素典型燃料的着火温度燃料燃烧的理论空气量理论空气量（1）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（2）表示：Va0，m3/kg（3）求解：可根据燃烧方程式计算求得。

燃料燃烧的理论空气量理论空气量燃料燃烧的理论空气量建立燃烧化学方化式时，通常假定：a）空气仅是由氮和氧组成的，其体积比为VN2/VO2= 79.1／ 20.9=3.78（摩尔比，体积比）；b)燃料中的固定态氧可用于燃烧；c)燃料中的硫主要被氧化为S02；d)燃料中含氮量较低，热型NOX的生成量较小，在计算理论空气量时可以忽略；e)燃料中氮主要被转化成氮气N2；f）燃料的化学式设为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别代 表碳、氢、硫和氧的原子数 燃料燃烧的理论空气量建立燃烧化学方化式时，通常假定：燃料燃烧的理论空气量ØØ燃烧方程式：燃烧方程式：ØØ燃料重量燃料重量 = 12= 12x x+1.008+1.008y y+32+32z z+16+16w wØØ理论空气量：理论空气量：煤煤 4~7 m4~7 m3 3/kg/kg，液体燃料，液体燃料10~11 m10~11 m3 3/kg/kg  燃料燃烧的理论空气量燃烧方程式：例题例1 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1kg所需要的理论空气量 解：燃烧1kg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Va0 =（3.78+1）×99.185×22.4/1000 = 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））C85571.2571.25H 11356.528.25S100.310.31O 200.625—N22——例题例1 已知重油的元素分析如下：元素重量（g）摩尔数（mo燃料燃烧的理论空气量空气过剩系数³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>1ü部分炉型的空气过剩系数部分炉型的空气过剩系数燃料燃烧的理论空气量空气过剩系数燃料燃烧的理论空气量空燃比AF（1）定义：单位质量燃料燃烧所需要的理论空气质量（2）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CH4+2O2+7.52N2----->CO2+2H2O+7.52N2 空燃比为：燃料燃烧的理论空气量空燃比AF烟气体积及污染物排放量计算 烟气体积计算ü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烟气体积及污染物排放量计算 烟气体积计算CO2SO2N2燃料烟气体积及污染物排放量计算ü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烟气体积及污染物排放量计算烟气体积和密度的校正烟气体积及污染物排放量计算过剩空气校正以碳在空气中的完全燃烧为例C十O2+3.76N2——>C02+3.76N2若空气过量，则燃烧方程式变为C+(1+a)O2+(1+a)3.76N2——>C02+a02+(1+a)3.76N2考虑过剩空气校正后，实际烟气体积：烟气体积及污染物排放量计算考虑过剩空气校正后，实际烟气体积：污染物排放量的计算例2：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0.10%。

1）试计算燃烧1Kg重油所需要的理论空气量（2）计算空气过剩系数为1.2时的烟气体积解：元素元素重量重量(g)摩尔数摩尔数(mol)需氧数需氧数(mol)C88373.5873.58H9547.523.75S160.50.5H2O50.2780污染物排放量的计算例2：某重油成分分析结果如下（按质量）：C污染物排放量的计算（1）理论需氧量=73.58+23.75+0.5=97.83 mol /kg理论空气量V0a=97.83×4.78×22.4/1000=10.47 m3N/kg（2）理论烟气体积V0fgCO2: 73.58 mol SOX: 0.5 molH2O: 47.5+0.278=47.778 molN2 : 97.83×3.78 = 369.80 molV0fg = 73.58+47.778+0.5+369.80 = 491.658 mol /kg = 491.658×22.4/1000=11.01 m3N/kg所以实际烟气体积Vfg=V0fg + V0a(α-1) = 11.01+10.47×（1.2-1）= 13.10 m3N/kg污染物排放量的计算（1）理论需氧量=73.58+23.75+污染物排放量的计算例3 普通煤的元素分析如下：C 65.7％；灰分18.1％；S 1.7％；H 3.2；水分 9.0％；O 2.3％。

含N量不计）试计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计） 解： 元素元素重量（重量（g））摩尔数摩尔数（（mol））需氧量需氧量（（mol））C65754.7554.75S170.530.53H32168H2O9050O230.72-0.72污染物排放量的计算例3 普通煤的元素分析如下：C 65.7％污染物排放量的计算①①理论空气量理论空气量②②理论烟气量为：理论烟气量为： COCO2 2：：54.75mol SO54.75mol SO2 2：：0.53mol0.53mol H2O H2O：：16+516+5＝＝21mol N221mol N2：：SOSO2 2的量为：的量为：C CSO2SO2＝＝污染物排放量的计算①理论空气量污染物排放量的计算例4 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 10.6％在空气过剩20％条件下完全燃烧计算烟气中SO2的浓度解： 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——污染物排放量的计算例4 煤的元素分析结果如下：元素重量（g）污染物排放量的计算需氧气量：理论烟气量： 污染物排放量的计算需氧气量： 总结 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§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§燃料完全燃烧的条件 总结 掌握内容 23可编辑感谢下感谢下载载23可编辑感谢下载。