燃氣的燃燒計算ppt課件

1、1,燃氣燃燒與應(yīng)用,2,緒論,3,本課程的目的：燃燒器的設(shè)計計算,內(nèi)容,燃氣的燃燒計算 燃氣燃燒反應(yīng)動力學(xué) 燃氣燃燒的氣流混合過程 燃氣燃燒的火焰?zhèn)鞑?燃氣燃燒方法 燃燒器的設(shè)計計算 燃氣的互換性,4,第一章 燃氣的燃燒計算,5,緒論,燃氣：各種氣體燃料的總稱,6,7,第一節(jié) 燃氣的熱值,一、燃燒的條件 燃燒：燃氣中的可燃成分在一定條件下與氧發(fā)生 激烈的氧化反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的熱和光的 物理化學(xué)過程。,8,二、燃燒反應(yīng)化學(xué)計量式 CH4+2O2=CO2+2H2O+H 表示物質(zhì)量之間的關(guān)系。 由于各種氣體的摩爾體積近似相等，故也可表示氣體容積之間的關(guān)系。 H稱為反應(yīng)焓、燃燒焓或燃氣熱值，可由燃燒試

2、驗確定或者由反應(yīng)前后物系的焓差確定。,9,各種燃氣的化學(xué)反應(yīng)計量式：,10,1、高熱值、低熱值 高熱值Hh：1Nm3或1kmol燃氣完全燃燒后被冷卻至 原始溫度且水蒸氣以凝結(jié)水狀態(tài)排出時所 放出的熱量。 單位：kJ/Nm3或kJ/kmol 低熱值Hl：，水蒸氣以蒸汽狀態(tài)排出。 所以 高熱值Hh 低熱值Hl 水蒸氣的汽化潛熱r,三、燃氣熱值的確定,11,r=1959kJ/Nm3 水蒸氣v=21.629m3/kmol 水蒸氣M=18.0154kg/kmol r=2352kJ/kg 思考： 熱值的兩個單位kJ/Nm3和kJ/kmol之間如何進行轉(zhuǎn)換？,12,2、干燃氣（混合氣體）的熱值 H=Hiri

3、 Hi：燃氣中某一可燃組分的熱值，kJ/Nm3； ri：燃氣中某一可燃組分的容積百分比。 3、燃氣的組分表示 方法一：用某一組分所占燃氣的容積百分比表示。 riw =1,13,方法二：某一組分占干燃氣的容積百分比，外加含濕量。 含濕量dg單位：kg/Nm3干燃氣 例： 某一燃氣的組分CH4W75%，若該燃氣的含濕量12.5g/Nm3， 求CH4在干燃氣中的容積成分。,14,3、燃氣熱值之間的關(guān)系 ,15, 思考：,16,第二節(jié) 燃燒所需的空氣量,一、空氣的組成 干空氣的容積成分：O221%、N279 二、理論空氣需要量 理論空氣需要量V0：含有1Nm3干燃氣的濕燃氣完全燃燒所需的干空氣量。 單

4、位：Nm3干空氣/Nm3干燃氣,17,1、理論公式 V0的計算：求出每Nm3干燃氣完全燃燒所需要的氧氣量，進而可求出對應(yīng)的干空氣量。 2、近似公式 燃氣的熱值越高，所需的理論空氣量越大。,18,當燃氣的Hl10500kJ/Nm3時， 烷烴類燃氣（天然氣、液化石油氣）采用,19,三、實際空氣需要量 實際空氣需要量V理論空氣需要量V0 過?？諝庀禂?shù)： 工業(yè)設(shè)備中，1.051.20 ；民用燃具中1.31.8。 在保證完全燃燒的情況下，使 1.0。,20,第三節(jié) 完全燃燒產(chǎn)物的計算,一、煙氣量 煙氣:燃氣燃燒后的產(chǎn)物。 煙氣量：含有1Nm3干燃氣的濕燃氣完全燃燒后產(chǎn)生的煙氣量。 單位：Nm3/ Nm3

5、干燃氣 =1 理論煙氣量 RO2(包括CO2、SO2)、N2、H2O 1 實際煙氣量 RO2 、N2、H2O、O2 思考：完全燃燒時，煙氣中的RO2 的體積與供給的空氣量有關(guān)嗎？,21,二、煙氣量計算的理論公式 1、 =1 時的理論煙氣量 式中 da，空氣含濕量，kg/Nm3干空氣,22,2、 1時的實際煙氣量,23,三、煙氣量計算的近似公式 、理論煙氣量,煉焦煤氣，,24,2、實際煙氣量（ 1 ） 四、煙氣的密度 標準狀態(tài)下的煙氣密度：,25,第四節(jié)運行時煙氣中的CO含量,雖然 1 ，但仍有可能發(fā)生不完全燃燒。工程上常將CO含量視為煙氣中的不完全燃燒產(chǎn)物量。 燃氣中干燃氣的容積成分： H2+

6、CO+CmHn+H2S+O2+CO2+N2=100 燃燒后得到的干煙氣的容積成,煙氣中的 和 可以通過煙氣分析測得。要求出 ，必須先求出 。,26,式中：0.5CO，由于CO未燃盡而少耗的氧量。,27,式中：,28,三、完全燃燒基本方程式,29,第五節(jié)完全燃燒時 的確定,一、 V 的確定 二、 V 的確定,30,三、 的確定,31,第六節(jié) 燃氣燃燒溫度的確定,一、熱量計溫度tc 如果燃燒在絕熱條件下進行，燃氣完全燃燒后煙氣所能達到的溫度，稱為熱量計溫度tc。 含有1Nm3干燃氣的濕燃氣完全燃燒前后的熱平衡方程式： 式中：I，以標準狀態(tài)為基準的焓，kJ/ Nm3干燃氣。,32,二、燃燒熱量溫度t

7、ther 絕熱條件，tg=ta=0，且=1 時的煙氣溫度，稱為燃燒熱量溫度tther。,33,三、理論燃燒溫度tth 式中：Qc，由于化學(xué)不完全燃燒（包括CO2和H2O的分解吸熱）而損失的熱量，kJ/Nm3干燃氣 理論燃燒溫度的影響因素：,34,四、實際燃燒溫度tact,式中：Q5，向周圍介質(zhì)的散熱量，kJ/Nm3干燃氣,經(jīng)驗公式： tact=tth,35,第七節(jié) 煙氣焓的計算,式中：I，以標準狀態(tài)為基準的焓，kJ/ Nm3干燃氣； V，完全燃燒 Nm3干燃氣所產(chǎn)生的煙氣或煙氣中某一組份的體積， Nm3 / Nm3干燃氣,36,第八節(jié)例題,已知煉焦煤氣的容積成分如下：H256%，CO6%，CH422%，C2H62%，CO23%，N210%，O21%。 煤氣的含濕量dg=0.0125kg/Nm3干燃氣，空氣的含濕量da=0.01kg/Nm3干空氣，煤氣與空氣的溫度tg=ta=20。 試求：（一）高熱值及低熱值 （二）燃燒所需的理論空氣量 （三）完全燃燒時的煙氣量(當=1和=1