煤氣燃燒培訓

1、2021-10-2612021-10-262燃燒基礎(chǔ)知識燃燒基礎(chǔ)知識一、燃燒的概念一、燃燒的概念二、燃燒的條件二、燃燒的條件三、燃燒類型三、燃燒類型四、燃燒過程四、燃燒過程五、燃燒產(chǎn)物五、燃燒產(chǎn)物2021-10-263煤氣基本知識煤氣基本知識一、相關(guān)熱工參數(shù)概念一、相關(guān)熱工參數(shù)概念二、各種煤氣的產(chǎn)生及特點二、各種煤氣的產(chǎn)生及特點三、泰鋼煤氣成分實測值三、泰鋼煤氣成分實測值四、煤氣的燃燒四、煤氣的燃燒五、煤氣的熱工計算五、煤氣的熱工計算六、煤氣燃燒高效利用六、煤氣燃燒高效利用2021-10-264燃燒的概念燃燒的概念 燃燒燃燒-國家標準GB5907-86規(guī)定：可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應，通

2、常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙的現(xiàn)象。燃燒不是燃燒不是單純的化學反應，而是化學反應、流動、單純的化學反應，而是化學反應、流動、傳熱和傳質(zhì)并存且相互作用的綜合現(xiàn)象。傳熱和傳質(zhì)并存且相互作用的綜合現(xiàn)象。 燃燒應具備三個特征，即化學反應、放熱和發(fā)光。2021-10-265燃燒的概念燃燒的概念 燃燒不僅在空氣存在時能發(fā)生，在其他氧化劑中也能發(fā)生。鈉（Na）和氯氣（Cl2）反應生成氯化鈉（NaCl）。 注：注：核燃料“燃燒”，輕核的聚變和重核的裂變都是發(fā)光、發(fā)熱的“核反應”，而不是化學反應，不屬于燃燒范疇。 2Mg+CO2=2MgO+C 2MgO+3C=2MgC+CO22021-10-2662021-10

3、-267燃燒的條件燃燒的條件 燃燒現(xiàn)象十分普遍，但任何物質(zhì)發(fā)生燃燒，都有一個由未燃燒狀態(tài)轉(zhuǎn)向燃燒狀態(tài)的過程。燃燒過程的發(fā)生和發(fā)展都必須具備以下三個必要條件即:可燃物、助燃物可燃物、助燃物(又稱又稱氧化劑氧化劑）、引火源。）、引火源。 上述三個條件通常被稱為燃燒三要素。只有這三個要素同時具備的情況下可燃物才能發(fā)生燃燒，無論缺少哪一個，燃燒都不能發(fā)生。2021-10-268燃燒的條件燃燒的條件 可燃物可燃物 凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒反應的物質(zhì)，均稱為可燃物。燒反應的物質(zhì)，均稱為可燃物。 自然界中的可燃物種類繁多，若按其物理狀態(tài)分，有固體（固體（C）、液

4、體（乙醇）、）、液體（乙醇）、氣體（氣體（CO）三類可燃物。2021-10-269燃燒的條件燃燒的條件 有些物質(zhì)在通常情況下不燃燒，但在一定的條件下又可以燃燒。如：赤熱的鐵在純氧中能發(fā)生劇烈燃燒；赤熱的銅能在純氯中發(fā)生劇烈燃燒；鐵、鋁本身不燃，但把鐵、鋁粉碎成粉末，不但能燃燒，而且在一定條件下還能發(fā)生爆炸。2021-10-2610燃燒的條件燃燒的條件 助燃物助燃物 凡與可燃物質(zhì)相結(jié)合能導致燃燒的物質(zhì)凡與可燃物質(zhì)相結(jié)合能導致燃燒的物質(zhì)稱為助燃物。稱為助燃物。 通常燃燒過程中的助燃物主要是氧主要是氧，它包括游離基的氧、化合物中的氧?？諝庵锌諝庵泻写蠹s含有大約21%游離基的氧，氧，可燃物在空氣中的

5、燃燒以游離的氧作為氧化劑，這種燃燒是最普遍的。此外，某些物質(zhì)也能助燃物，如氯、氟等。2021-10-2611燃燒的條件燃燒的條件 也有少數(shù)可燃物，如低氮硝化纖維等含氧物質(zhì)，一旦受熱后，能自動釋放出氧，不需要外部助燃物就可發(fā)生燃燒。2021-10-2612燃燒的條件燃燒的條件 引火源引火源 引起物質(zhì)開始燃燒的外部熱源，統(tǒng)稱為引起物質(zhì)開始燃燒的外部熱源，統(tǒng)稱為引火源。引火源。 引火源溫度越高，越容易點燃可燃物質(zhì)。根據(jù)引起物質(zhì)著火的能量來源不同，在生產(chǎn)生活實踐中引火源通常有：明火、高溫明火、高溫物體、化學熱能、電熱能、機械熱能、生物體、化學熱能、電熱能、機械熱能、生物能、光能和核能。物能、光能和核能

6、。2021-10-26132021-10-2614燃燒的充分條件燃燒的充分條件 具備了燃燒的必要條件，并不意味著燃燒必具備了燃燒的必要條件，并不意味著燃燒必然發(fā)生。發(fā)生燃燒還應有量方面的要求，這然發(fā)生。發(fā)生燃燒還應有量方面的要求，這就是發(fā)生燃燒或持續(xù)燃燒的充分條件。就是發(fā)生燃燒或持續(xù)燃燒的充分條件。 三要素彼此要達到一定的量才能發(fā)生質(zhì)變。燃燒發(fā)生的充分條件是: 一定的可燃物濃度、一定的助燃物含量、一一定的可燃物濃度、一定的助燃物含量、一定的點火能量、相互作用。定的點火能量、相互作用。2021-10-2615燃燒的充分條件燃燒的充分條件 一定的可燃物濃度一定的可燃物濃度 可燃氣體或蒸氣只有達到一

7、定濃度，才會發(fā)生燃燒或爆炸。 一定的助燃物含量一定的助燃物含量 實踐證明，各種不同可燃物發(fā)生燃燒，均有本身固有的最低助燃物含量要求。低于這一濃度，雖然燃燒的其他條件全部具備，但燃燒仍然不能發(fā)生。汽油燃燒的最低含氧量要求為14.4%，煤油為15%。2021-10-2616燃燒的充分條件燃燒的充分條件 一定的點火能量一定的點火能量 不管何種形式的引火源，都必須達到一定的強度才能引起燃燒反應，所需引火源的強度，取決于可燃物質(zhì)的最小點火能量即引燃溫度，低于這一能量，燃燒便不會發(fā)生。不同可燃物質(zhì)燃燒所需的引燃溫度各不相同。例如汽油的最小點火能量0.2mj，醚最小點火能量0.19mj。2021-10-26

8、17燃燒的充分條件燃燒的充分條件 相互作用相互作用 燃燒不僅需具備必要和充分條件，而且還必須使燃燒條件相互結(jié)合、相互作用，燃燒才會發(fā)生或持續(xù)。否則，燃燒也不能發(fā)生。例如在辦公室有桌、椅、門、窗簾例如在辦公室有桌、椅、門、窗簾等可燃物，有充滿空間的空氣，有火源（等可燃物，有充滿空間的空氣，有火源（電源），存在燃燒的基本要素，可并沒有電源），存在燃燒的基本要素，可并沒有發(fā)生燃燒現(xiàn)象，這就是因為這些條件沒有發(fā)生燃燒現(xiàn)象，這就是因為這些條件沒有相互結(jié)合、相互作用的緣故。相互結(jié)合、相互作用的緣故。2021-10-26182021-10-2619燃燒類型燃燒類型 燃燒按其發(fā)生瞬間的特點不同，分為燃燒按其發(fā)

9、生瞬間的特點不同，分為閃燃閃燃、著火、自燃、爆炸、著火、自燃、爆炸四種類型。四種類型。 閃燃閃燃-是指在液體表面上能產(chǎn)生足夠的可燃蒸氣，遇火能產(chǎn)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象稱為閃燃。發(fā)生閃燃現(xiàn)象的最低溫度點稱為發(fā)生閃燃現(xiàn)象的最低溫度點稱為閃點。在消防管理分類上，把閃點小于閃點。在消防管理分類上，把閃點小于28的液體劃為甲類液體也叫易燃液體，的液體劃為甲類液體也叫易燃液體，閃點大于閃點大于28小于小于60的稱為乙類液體，的稱為乙類液體，閃點大于閃點大于60的稱為丙類液體，乙、丙兩的稱為丙類液體，乙、丙兩類液體又統(tǒng)稱可燃液體。類液體又統(tǒng)稱可燃液體。2021-10-2620燃燒類型燃燒類型 著火著火-指可燃

10、物質(zhì)在含助燃物的介質(zhì)中受到外界火源或高溫的直接作用，開始起火持續(xù)燃燒的現(xiàn)象。這個物質(zhì)開始起火持續(xù)這個物質(zhì)開始起火持續(xù)燃燒的最低溫度點稱為燃點、著火點。燃燒的最低溫度點稱為燃點、著火點。 自燃自燃-一些能自燃的物質(zhì)接受熱量積聚達到一定的條件時，不經(jīng)點火也會引起自發(fā)的燃燒而發(fā)生的燃燒現(xiàn)象叫做自燃。2021-10-2621燃燒類型燃燒類型 注：自燃的熱能來源：注：自燃的熱能來源： a.外部熱能的逐步積累，多是物理性的。外部熱能的逐步積累，多是物理性的。 b.物質(zhì)自身產(chǎn)生熱量，多是化學性。物質(zhì)自身產(chǎn)生熱量，多是化學性。 爆炸爆炸-指物質(zhì)在瞬間急劇氧化或指物質(zhì)在瞬間急劇氧化或分解反應分解反應產(chǎn)生大量的熱

11、和氣體，并以巨大壓力急劇產(chǎn)生大量的熱和氣體，并以巨大壓力急劇向四周擴散和沖擊而發(fā)生巨大響聲的現(xiàn)象向四周擴散和沖擊而發(fā)生巨大響聲的現(xiàn)象。2021-10-2622燃燒類型燃燒類型 可燃氣體、蒸氣或粉末與空氣組成的混可燃氣體、蒸氣或粉末與空氣組成的混合物遇火源能發(fā)生爆炸的濃度稱爆炸極限合物遇火源能發(fā)生爆炸的濃度稱爆炸極限，其最低濃度稱為爆炸下限，最高濃度稱，其最低濃度稱為爆炸下限，最高濃度稱為爆炸上限。為爆炸上限。 低于下限的遇明火既不爆炸也不燃燒，低于下限的遇明火既不爆炸也不燃燒，高于上限的，雖不爆炸，但可燃燒。高于上限的，雖不爆炸，但可燃燒。2021-10-26232021-10-2624燃燒過

12、程燃燒過程 一、燃燒過程一、燃燒過程 當可燃物與其周圍相接觸的空氣達到可燃物的點燃溫度時，外層部分就會熔解、蒸發(fā)或分解并發(fā)生燃燒，在燃燒過程中放出熱量和光。這些釋放出來的熱量又加熱邊緣的下一層，使其達到點燃溫度，于是燃燒過程就不斷地持續(xù)。2021-10-2625燃燒過程燃燒過程 固體、液體和氣體這三種狀態(tài)的物質(zhì)，其燃燒過程是不同的。固體和液體發(fā)生燃燒，需要經(jīng)過分解和蒸發(fā)，生成氣體，然后由這些氣體與氧化劑作用發(fā)生燃燒。而氣體物質(zhì)不需要經(jīng)過蒸發(fā)，可以直接燃燒。2021-10-2626燃燒過程燃燒過程 二、燃燒類型二、燃燒類型 （一）固體物質(zhì)的燃燒類型（一）固體物質(zhì)的燃燒類型 固體可燃物在自然界中廣

13、泛存在，由于其分子結(jié)構(gòu)復雜性、物理性質(zhì)的不同，其燃燒方式也不相同。主要有四種方式： 表面燃燒表面燃燒、陰燃、分解燃燒、蒸發(fā)燃燒、陰燃、分解燃燒、蒸發(fā)燃燒2021-10-2627燃燒過程燃燒過程 1、表面燃燒、表面燃燒 蒸氣壓非常小或者難于熱分解的可燃固蒸氣壓非常小或者難于熱分解的可燃固體，不能發(fā)生蒸發(fā)燃燒或分解燃燒，當氧體，不能發(fā)生蒸發(fā)燃燒或分解燃燒，當氧氣包圍物質(zhì)的表層時，呈熾熱狀態(tài)發(fā)生無氣包圍物質(zhì)的表層時，呈熾熱狀態(tài)發(fā)生無焰燃燒現(xiàn)象，稱表面燃燒。其過程屬于非焰燃燒現(xiàn)象，稱表面燃燒。其過程屬于非均相燃燒，特點是表面發(fā)紅而無火焰均相燃燒，特點是表面發(fā)紅而無火焰。2021-10-2628燃燒過程

14、燃燒過程 2、陰燃、陰燃 陰燃是指物質(zhì)無可見光的緩慢燃燒，通陰燃是指物質(zhì)無可見光的緩慢燃燒，通常產(chǎn)生煙和溫度升高的跡象。常產(chǎn)生煙和溫度升高的跡象。 某些固體可燃物在空氣不流通、加熱溫某些固體可燃物在空氣不流通、加熱溫度較低或含水分較高時就會發(fā)生陰燃。這度較低或含水分較高時就會發(fā)生陰燃。這種燃燒看不見火苗，可持續(xù)數(shù)天，不易發(fā)種燃燒看不見火苗，可持續(xù)數(shù)天，不易發(fā)現(xiàn)。易發(fā)生陰燃的物質(zhì)，如成捆堆放的紙現(xiàn)。易發(fā)生陰燃的物質(zhì)，如成捆堆放的紙張、棉、麻以及大堆垛的煤、草、濕木材張、棉、麻以及大堆垛的煤、草、濕木材等。等。2021-10-2629燃燒過程燃燒過程 陰燃和有焰燃燒在一定條件能相互轉(zhuǎn)化。陰燃和有焰

15、燃燒在一定條件能相互轉(zhuǎn)化。如在密閉或通風不良的場所發(fā)生火災，由如在密閉或通風不良的場所發(fā)生火災，由于燃燒消耗了氧，氧濃度降低，燃燒速度于燃燒消耗了氧，氧濃度降低，燃燒速度減慢，分解出的氣體量減少，即可由有焰減慢，分解出的氣體量減少，即可由有焰 燃燒轉(zhuǎn)為陰燃。陰燃在一定條件下，如果燃燒轉(zhuǎn)為陰燃。陰燃在一定條件下，如果改變通風條件，增加供氧量或可燃物中的改變通風條件，增加供氧量或可燃物中的水分蒸發(fā)到一定程度，也可能轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫠终舭l(fā)到一定程度，也可能轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵饒錾系膹腿棘F(xiàn)象和固體陰燃引起燃燒，火場上的復燃現(xiàn)象和固體陰燃引起的火災等都是陰燃一定條件下轉(zhuǎn)化為有焰的火災等都是陰燃一定條件下轉(zhuǎn)化為

16、有焰分解燃燒的例子。分解燃燒的例子。2021-10-2630燃燒過程燃燒過程 3、分解燃燒、分解燃燒-分子結(jié)構(gòu)復雜的固體可燃分子結(jié)構(gòu)復雜的固體可燃物，由于受熱分解而產(chǎn)生可燃氣體后發(fā)生物，由于受熱分解而產(chǎn)生可燃氣體后發(fā)生的有焰燃燒現(xiàn)象，稱為分解燃燒。的有焰燃燒現(xiàn)象，稱為分解燃燒。 如木材、紙張、棉、麻、毛、絲以及合如木材、紙張、棉、麻、毛、絲以及合成高分子的熱固體性塑料、合成橡膠等的成高分子的熱固體性塑料、合成橡膠等的燃燒就屬這類形式。燃燒就屬這類形式。2021-10-2631燃燒過程燃燒過程 4、蒸發(fā)燃燒、蒸發(fā)燃燒-熔點較低的可燃固體受熱熔點較低的可燃固體受熱后融熔，然后與可燃液體一樣蒸發(fā)成蒸

17、氣后融熔，然后與可燃液體一樣蒸發(fā)成蒸氣而發(fā)生的有焰燃燒現(xiàn)象，稱為蒸發(fā)燃燒。而發(fā)生的有焰燃燒現(xiàn)象，稱為蒸發(fā)燃燒。如石蠟、松香、硫等屬這類形式。如石蠟、松香、硫等屬這類形式。2021-10-2632燃燒過程燃燒過程 （二）液體物質(zhì)的燃燒類型（二）液體物質(zhì)的燃燒類型 1、蒸發(fā)燃燒、蒸發(fā)燃燒-易燃可燃液體在燃燒過程中，并不是液體本身在燃燒，而是液體受熱時蒸發(fā)出來的液體蒸氣被分解，氧化達到燃點而燃燒，即蒸發(fā)燃燒。 其燃燒速度，主要取決于液體的蒸發(fā)速度，而蒸發(fā)速度又取決于液體接受的熱量。接受熱量越多，蒸發(fā)量愈大，則燃燒速度愈快。2021-10-2633燃燒過程燃燒過程 動力燃燒動力燃燒-動力燃燒是指燃燒性

18、液體的蒸發(fā)、低閃點液霧預先與空氣或氧氣混合，遇火源產(chǎn)生沖擊力的燃燒。 如霧化汽油、煉油等揮發(fā)性較強的烴類在氣缸中的燃燒就屬于這種形式。2021-10-2634燃燒過程燃燒過程 沸溢燃燒沸溢燃燒-含水的重質(zhì)油品（如重油、原油）發(fā)生火災著火時，液面從火焰接受熱量產(chǎn)生熱波，熱波向液體深層移動速度大于線性速度且溫度遠高于水的沸點。熱波在向液層深部移動過程中，使油層溫度上升，油品黏度變小，油品中的乳化水滴蒸發(fā)成氣泡，氣泡表面被油薄膜包圍。氣泡沸騰到儲罐容納不下時，油品像“跑鍋”一樣溢出罐外。2021-10-2635燃燒過程燃燒過程 4、噴濺燃燒、噴濺燃燒-下部有水墊層的重質(zhì)油品儲罐發(fā)生火災燃燒時，當沉積

19、水變成水蒸氣體積擴大，形成的蒸氣壓力大到足以把其上面的油層抬起，最后沖破油層將燃燒著的油滴和包油的油氣拋向上空，向四周噴濺燃燒。2021-10-2636燃燒過程燃燒過程 重質(zhì)油品儲罐發(fā)生沸溢和噴濺的典型征兆重質(zhì)油品儲罐發(fā)生沸溢和噴濺的典型征兆是：是：罐壁會發(fā)生劇烈抖動，伴有強烈的噪音，煙霧減少，火焰更加發(fā)亮，火舌尺寸變大，形似火箭。發(fā)生沸溢和噴濺會對安全產(chǎn)生巨大的威脅，因此，儲罐一旦出現(xiàn)沸溢和噴濺的征兆，應采取必要的技術(shù)措施，防止噴濺時油品流散，火勢蔓延和擴大。2021-10-2637燃燒過程燃燒過程 （三）氣體物質(zhì)的燃燒類型（三）氣體物質(zhì)的燃燒類型 可燃氣體的燃燒不需要像固體、液體物質(zhì)那樣需

20、要經(jīng)過熔化、蒸發(fā)等相變過程，而在常溫常壓下就可以任意比例與氧化劑相互擴散混合，完成燃燒的準備階段。氣體在燃燒時所需熱量僅用于氧化或分解，或?qū)怏w加熱到燃點，因此容易燃燒且燃燒速度快。燃燒形式跟特點在講解煤氣燃燒時進行說明。2021-10-26382021-10-2639燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 一、燃燒產(chǎn)物的含義和分類一、燃燒產(chǎn)物的含義和分類 （一）什么叫燃燒產(chǎn)物？（一）什么叫燃燒產(chǎn)物？ 由燃燒或熱解作用而產(chǎn)生的全部的物質(zhì)，稱為燃燒產(chǎn)物。它通常是指燃燒生成的氣體、熱量和煙霧等。 （二）燃燒產(chǎn)物的分類（二）燃燒產(chǎn)物的分類 燃燒產(chǎn)物分為完全燃燒產(chǎn)物完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒不完全燃燒產(chǎn)物產(chǎn)物。2021-10

21、-2640燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 1、什么是完成燃燒產(chǎn)物？、什么是完成燃燒產(chǎn)物？ 可燃物質(zhì)在燃燒過程中，如果生成的產(chǎn)物不能再燃燒，則稱為完全燃燒產(chǎn)物。如二氧化碳、二氧化硫等。 2、不完全燃燒產(chǎn)物？、不完全燃燒產(chǎn)物？ 可燃物質(zhì)在燃燒過程中，如果生成的產(chǎn)物能繼續(xù)再燃燒，則稱為不完全燃燒產(chǎn)物。例如：一氧化碳、醇類等。2021-10-2641燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 二、不同物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物二、不同物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物 燃燒產(chǎn)物的數(shù)量及成分，隨物質(zhì)的化學組成以及溫度、空氣（氧）的供給情況等變化而有所不同。 1、單質(zhì)的燃燒產(chǎn)物、單質(zhì)的燃燒產(chǎn)物 一般單質(zhì)在空氣中的燃燒產(chǎn)物為該單質(zhì)元素的氧化物。如碳、氫、硫等燃燒就分別生成二氧化

22、碳、水蒸氣、二氧化硫，這些產(chǎn)物不能再燃燒，屬于完全燃燒產(chǎn)物。屬于完全燃燒產(chǎn)物。2021-10-2642燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 2、化合物的燃燒產(chǎn)物、化合物的燃燒產(chǎn)物 一些化合物在空氣中燃燒除生成完全燃燒產(chǎn)物外，還會生成不完全燃燒產(chǎn)物。最典型的不完全燃燒產(chǎn)物是一氧化碳，它能進一步燃燒生成二氧化碳。特別是一些高分子化合物，受熱后產(chǎn)生熱裂解，生成許多不同類型的有機化合物，并能進一步燃燒。2021-10-2643燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 3、合成高分子材料的燃燒產(chǎn)物、合成高分子材料的燃燒產(chǎn)物 合成高分子材料在燃燒過程中伴有熱裂解，會分解產(chǎn)生許多有毒或有刺激性的氣體，如氯化氫、光氣（COCL2）、氰化氫等。2021-

23、10-2644燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 4、木材的燃燒產(chǎn)物、木材的燃燒產(chǎn)物 木材是一種化合物，主要由碳、氫、氧元素組成，主要以纖維素分子形式存在。木材在受熱后發(fā)生熱裂解反應，生成小分子產(chǎn)物。在200 左右，主要生成二氧化碳、水蒸氣、甲酸、乙 酸、一氧化碳等產(chǎn)物；在280 -500，產(chǎn)生可燃蒸氣及顆粒；到500 以上則主要是碳，產(chǎn)生的游離基對燃燒有明顯的加速作用。2021-10-2645燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 三、燃燒產(chǎn)物的毒性三、燃燒產(chǎn)物的毒性 燃燒產(chǎn)物有不少是毒害氣體，往往會通過呼吸道侵入或刺激眼結(jié)膜、皮膚黏膜使人中毒甚至死亡。據(jù)統(tǒng)計，在火災中死亡的人約80%是由于吸入毒性氣體中毒而致死的。一氧化碳是火災

24、中最危險的氣體，其毒性在于與血液中血紅蛋白的高親合力，因此它能阻止人體血液中氧氣的輸送，引起頭痛、虛脫、神志不清等癥狀，嚴重時會使人昏迷甚至死亡。2021-10-2646燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 近年來，合成高分子物質(zhì)的使用迅速普及，這些物質(zhì)燃燒時不僅會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、而且還會分解出乙醛、氯化氫、氰化氫等有毒氣體，給人的生命安全造成更大的威脅。2021-10-2647燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 四、煙氣四、煙氣 1、什么是煙氣？、什么是煙氣？ 是由燃燒或熱解作用所產(chǎn)生的懸浮在大氣中，可見的固體和（或）液體微粒總和稱為煙氣。2021-10-2648燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 2、泰鋼窯爐煙氣成分泰鋼窯爐煙氣成分 目

25、前，泰鋼產(chǎn)生的煙氣的部位主要為窯爐，如焦爐、燒結(jié)、球團回轉(zhuǎn)窯、加熱爐、轉(zhuǎn)爐、鍋爐、退火爐等。 煙氣成分主要有：煙塵、二氧化硫、氮氧化物、水、及不完全燃燒時未燃可燃物2021-10-2649燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 3、煙氣排放標準、煙氣排放標準 山東省鋼鐵工業(yè)污染物排放標準（DB37/990-2013）要求：煙塵50mg/m3，二氧化硫200mg/m3，氮氧化物300mg/m3。2021-10-2650燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 五、火焰、燃燒熱和燃燒溫度五、火焰、燃燒熱和燃燒溫度 （一）火焰（一）火焰 1、火焰的定義及組成？、火焰的定義及組成？ 火焰（俗稱火苗），是指發(fā)光的氣相燃燒區(qū)域。 火焰是由焰心、內(nèi)焰、

26、外焰焰心、內(nèi)焰、外焰三個部分構(gòu)成的。2021-10-2651燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 焰心焰心-最內(nèi)層亮度較暗的圓錐體部分，燃燒不完全 ，溫度較低。 內(nèi)焰內(nèi)焰-包圍在火焰心外部較明亮的圓錐體部分。燃燒也不完全，但溫度較焰心高。 外焰外焰-包圍在內(nèi)焰外面亮度較暗的圓錐體部分，燃燒溫度最高。2021-10-26522021-10-2653燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 2、火焰的顏色、火焰的顏色 火焰的顏色取決于燃燒物質(zhì)的化學成分和氧化劑的供應強度。大部分物質(zhì)燃燒時火焰是橙紅色橙紅色的，但有些物質(zhì)燃燒時火焰具有特殊的顏色，如硫黃燃燒時的火焰是藍色的，磷和鈉燃燒的火焰是黃色的。2021-10-2654燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 火

27、焰顏色與燃燒溫度有關(guān)，燃燒溫度越高，火焰就越接近藍白色。火焰的顏色與可燃物的含氧量及含碳量也有關(guān)。 含氧量達到50 % 以上的可燃物質(zhì)燃燒時，火焰幾乎無光。如一氧化碳等物質(zhì)在較強的光照下燃燒，幾乎看不到火焰；含 氧量在50 % 以下的，發(fā)出顯光（光亮或發(fā)黃光）的火焰；相反，如果燃燒的含碳量達到60 % 以上，而且?guī)в写罅繜?，會出現(xiàn)煙熏。2021-10-26552021-10-2656燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 （二）燃燒熱和燃燒溫度（二）燃燒熱和燃燒溫度 1、燃燒熱、燃燒熱-指單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所釋放出的熱量。燃燒熱值愈猛，溫度愈高，輻射出的熱量也愈多?？扇嘉镔|(zhì)的發(fā)熱量，取決于物質(zhì)的化學組成和溫度。

28、 2、燃燒溫度、燃燒溫度-指燃燒產(chǎn)物被加熱的溫度。2021-10-2657煤氣基本知識煤氣基本知識2021-10-26582021-10-2659相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 1、壓力、壓力 壓力的概念：壓力的概念： 單位面積上所承受的垂直作用力稱為壓強單位面積上所承受的垂直作用力稱為壓強。而工程上常稱為壓力。而工程上常稱為壓力。 常用單位：物理大氣壓（標準）、工程大常用單位：物理大氣壓（標準）、工程大氣壓、毫米水柱（氣壓、毫米水柱（mmH2O）、千克力）、千克力/厘厘米米2（kgf/cm2）、帕斯卡（）、帕斯卡（Pa）、千帕（）、千帕（KPa ）、兆帕（）、兆帕（ MPa ）、巴（）、巴

29、（bar）、毫）、毫巴（巴（mbar）2021-10-2660相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 壓力單位之間換算壓力單位之間換算 1物理大氣壓（標準）物理大氣壓（標準）1.033工程大氣壓工程大氣壓 1 MPa 1000 KPa 106Pa 1 mmH2O 10Pa 1巴（巴（bar）1000毫巴（毫巴（mbar）=1公斤公斤/平方厘米（平方厘米（kgf/cm2） 1MPa=10公斤公斤/平方厘米平方厘米(簡稱簡稱10公斤公斤)=10巴巴2021-10-2661相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 標準大氣壓的定義：標準大氣壓的定義： 標準大氣壓是空氣溫度為標準大氣壓是空氣溫度為0、緯度為、緯度為

30、45的海平面測得的平均壓力。的海平面測得的平均壓力。 絕對壓力、相對壓力（或稱表壓）：絕對壓力、相對壓力（或稱表壓）： 壓力表所顯示的讀數(shù)，并非表內(nèi)壓力的實壓力表所顯示的讀數(shù)，并非表內(nèi)壓力的實際值，而是表內(nèi)壓力比表外大氣壓力高出際值，而是表內(nèi)壓力比表外大氣壓力高出的值。壓力的實際數(shù)值稱為絕對壓力，從的值。壓力的實際數(shù)值稱為絕對壓力，從壓力表上讀出的數(shù)值稱為表壓力（或稱相壓力表上讀出的數(shù)值稱為表壓力（或稱相對壓力）。對壓力）。2021-10-2662相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 兩者關(guān)系為：絕對壓力大氣壓力表壓兩者關(guān)系為：絕對壓力大氣壓力表壓力。力。 真空表上的讀數(shù)是所測壓力的實際值比大真空

31、表上的讀數(shù)是所測壓力的實際值比大氣壓力小多少，稱為真空度。氣壓力小多少，稱為真空度。 真空度與絕對壓力的關(guān)系為：絕對壓力真空度與絕對壓力的關(guān)系為：絕對壓力大氣壓力真空度大氣壓力真空度2021-10-2663相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 2、流速、流量：、流速、流量： 煤氣流量的常用單位為米煤氣流量的常用單位為米3/時（時（m3/h）。工）。工業(yè)煤氣流量計有累計流量與瞬時流量之分業(yè)煤氣流量計有累計流量與瞬時流量之分。累計流量記錄某一段時間內(nèi)所用的煤氣。累計流量記錄某一段時間內(nèi)所用的煤氣量，主要為結(jié)算用。瞬時流量記錄看表瞬量，主要為結(jié)算用。瞬時流量記錄看表瞬間通過輸送設施的煤氣量，主要作為指導

32、間通過輸送設施的煤氣量，主要作為指導生產(chǎn)使用。生產(chǎn)使用。2021-10-2664相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 3、氣體的標準狀態(tài)：、氣體的標準狀態(tài)： 指氣體處于溫度為指氣體處于溫度為0、壓力為一個標、壓力為一個標準大氣壓的狀態(tài)。準大氣壓的狀態(tài)。 4、濃度：、濃度： 氣體常用百分比濃度（氣體常用百分比濃度（%）和百）和百萬分比濃度（萬分比濃度（ppm）表示。）表示。 1% 10000ppm2021-10-2665相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 注：注：1ppm=1mg/kg=1mg/L=110-6 常用來表示氣體濃度，或者溶液濃度。 ppm是英文parts permillion的縮寫，譯意

33、是每百萬分中的一部分，即表示百萬分之（幾），或稱百萬分率。ppm與百分率（）所表示的內(nèi)容一樣，只是它的比例數(shù)比百分率大而已。2021-10-2666相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 5、發(fā)熱量、發(fā)熱量-燃料的發(fā)熱量（也稱作熱值）是指單位質(zhì)量或者單位體積（氣態(tài)燃料）的燃料完全燃燒時所能釋放的最大熱量。它是衡量燃料作為能源的一個很重要的組成部分。 發(fā)熱量有高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量之分。發(fā)熱量有高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量之分。一般情況下所說的發(fā)熱量指的是低位發(fā)熱一般情況下所說的發(fā)熱量指的是低位發(fā)熱量。量。2021-10-2667相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量：1kg（或1m3）的燃

34、料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量叫做燃料的高位發(fā)熱量，它包括燃料燃燒時生成的水蒸氣完全凝結(jié)成水放出的汽化潛熱。 低位發(fā)熱量低位發(fā)熱量：1kg（或1m3）的燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量減去燃料燃燒時生成的水蒸汽完全凝結(jié)成水放出的汽化潛熱后的差值。2021-10-2668相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 煤氣發(fā)熱量：煤氣發(fā)熱量是指完全燃燒一煤氣發(fā)熱量：煤氣發(fā)熱量是指完全燃燒一標準立方米煤氣時所釋放出來的熱量。標準立方米煤氣時所釋放出來的熱量。 單單位：位：MJ/Nm3與與 kcal/ Nm3 1 MJ/Nm3238.8459 kcal/ Nm3 2021-10-2669相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 6、

35、煤氣重度和比重、煤氣重度和比重 煤氣重度：在標準狀態(tài)下單位煤氣的重量煤氣重度：在標準狀態(tài)下單位煤氣的重量。單位為。單位為kg/ Nm3 煤氣比重：指煤氣重度與標態(tài)下空氣重度煤氣比重：指煤氣重度與標態(tài)下空氣重度之比。之比。2021-10-2670相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)概念 7、焓、焓 -熱力系統(tǒng)中工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù)之一，表示工質(zhì)所含的全部熱能，等于該工質(zhì)的內(nèi)能加上其體積與絕對壓力的乘積。 8、熵、熵-熱力系統(tǒng)中工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù)之一。在可逆微變化過程中，熵的變化等于系統(tǒng)從熱源吸收的熱量與熱源的熱力學溫度之比，可用于度量熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭取?021-10-2671相關(guān)熱工參數(shù)概念相關(guān)熱工參數(shù)

36、概念 9、比熱-單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容量，即使單位質(zhì)量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的內(nèi)能，又稱比熱容，是表示物質(zhì)熱性質(zhì)的物理量。通常用符號c表示。 問題：比熱和焓的關(guān)系？問題：比熱和焓的關(guān)系？2021-10-26722021-10-2673各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 泰鋼集團煤氣種類有：高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣（山前、山后）、焦爐煤氣、天然氣、氣（山前、山后）、焦爐煤氣、天然氣、解吸氣。解吸氣。 使用煤氣種類增加高焦混合煤氣、轉(zhuǎn)焦混高焦混合煤氣、轉(zhuǎn)焦混合煤氣。合煤氣。2021-10-2674各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 一、高爐煤氣：高爐煤氣是高爐冶煉

37、過程一、高爐煤氣：高爐煤氣是高爐冶煉過程中的副產(chǎn)品。高爐冶煉生鐵的主要原料是中的副產(chǎn)品。高爐冶煉生鐵的主要原料是鐵礦，主要燃料是冶金焦，再加入一些煉鐵礦，主要燃料是冶金焦，再加入一些煉鐵爐料。在冶煉過程中，預熱后的高溫空鐵爐料。在冶煉過程中，預熱后的高溫空氣（鼓風）進入高爐后，與熾熱的焦炭相氣（鼓風）進入高爐后，與熾熱的焦炭相遇，發(fā)生一系列的化學反應，生成遇，發(fā)生一系列的化學反應，生成CO、 H2 、CO2 等氣體，沿爐體上升到爐頂部的氣等氣體，沿爐體上升到爐頂部的氣體即高爐煤氣。體即高爐煤氣。2021-10-2675各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 高爐煤氣主要成分：高爐煤氣主要

38、成分： CO（22） CO2（18） H2 （2） N2 （57） 特點：高爐煤氣是無色、無味、有毒的可特點：高爐煤氣是無色、無味、有毒的可燃氣體，發(fā)熱量燃氣體，發(fā)熱量3.34.2 MJ/Nm3（8001000 kcal/ Nm3），理論燃燒溫度為），理論燃燒溫度為1500左右，著火點左右，著火點700左右，左右，CO含量含量較高，易引起人身中毒，重度較高，易引起人身中毒，重度1.33 kg/ Nm3，爆炸范圍為，爆炸范圍為30.84 89.49。2021-10-2676各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 二、焦爐煤氣：焦爐煤氣是煉焦過程中的二、焦爐煤氣：焦爐煤氣是煉焦過程中的副產(chǎn)品

39、。煉焦生產(chǎn)就是煤的干餾過程，即副產(chǎn)品。煉焦生產(chǎn)就是煤的干餾過程，即煤在隔絕空氣加熱時，使其中的有機物質(zhì)煤在隔絕空氣加熱時，使其中的有機物質(zhì)在不同的溫度下，發(fā)生一系列變化，形成在不同的溫度下，發(fā)生一系列變化，形成數(shù)量和組成不同的氣態(tài)、固態(tài)產(chǎn)物，固態(tài)數(shù)量和組成不同的氣態(tài)、固態(tài)產(chǎn)物，固態(tài)產(chǎn)物即焦炭，氣態(tài)產(chǎn)物即焦爐煤氣。產(chǎn)物即焦炭，氣態(tài)產(chǎn)物即焦爐煤氣。2021-10-2677各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 焦爐煤氣主要成分： CO（5）、CO2（2）、 H2 （63）、 CH4 （24）、O2（0.2）、CmHn（2）。 特點：凈化的焦爐煤氣是無色、有臭味的有毒氣體，發(fā)熱量16.718.

40、4 MJ/Nm3（ 4000 4400 kcal/ Nm3），理論燃燒溫度為2150左右，著火點550650，重度0.45 kg/ Nm3，爆炸范圍為4.7237.59，焦爐煤氣可燃物較多，發(fā)熱量高，屬高熱值煤氣，具有易燃性。2021-10-2678各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 三、轉(zhuǎn)爐煤氣：轉(zhuǎn)爐煤氣是轉(zhuǎn)爐冶煉過程三、轉(zhuǎn)爐煤氣：轉(zhuǎn)爐煤氣是轉(zhuǎn)爐冶煉過程中的副產(chǎn)煤氣。轉(zhuǎn)爐冶煉時，氧氣通過氧中的副產(chǎn)煤氣。轉(zhuǎn)爐冶煉時，氧氣通過氧槍，從爐口上方伸入到距鐵水面上適當位槍，從爐口上方伸入到距鐵水面上適當位置，以一定的壓力進行吹煉，氧氣同鐵水置，以一定的壓力進行吹煉，氧氣同鐵水中的碳、硫、磷、

41、硅等氧化生成轉(zhuǎn)爐煤氣中的碳、硫、磷、硅等氧化生成轉(zhuǎn)爐煤氣。2021-10-2679各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 轉(zhuǎn)爐煤氣主要成分：轉(zhuǎn)爐煤氣主要成分： CO（56） CO2（18） H2 （1.5） N2 （24） O2（0.2） 特點：凈化的轉(zhuǎn)爐煤氣是有毒的可燃氣體特點：凈化的轉(zhuǎn)爐煤氣是有毒的可燃氣體，發(fā)熱量，發(fā)熱量7.128.37 MJ/Nm3（ 1700 2000 kcal/ Nm3），重度），重度1.36 kg/ Nm3，爆，爆炸范圍為炸范圍為18.22 83.22。2021-10-2680各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 四、天然氣：天然氣由石油區(qū)或單純的天

42、四、天然氣：天然氣由石油區(qū)或單純的天然氣田生產(chǎn)出來。然氣田生產(chǎn)出來。 天然氣主要成分為甲烷（天然氣主要成分為甲烷（CH4），其次），其次還含有乙烷等飽和碳氫化合物，各種碳氫還含有乙烷等飽和碳氫化合物，各種碳氫化合物含量在化合物含量在90以上。以上。2021-10-2681各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 特點：天然氣是一種無色、易燃易爆的高特點：天然氣是一種無色、易燃易爆的高熱值燃料，本身有毒，比空氣輕（重度熱值燃料，本身有毒，比空氣輕（重度0.6 kg/ Nm3 ），發(fā)熱量），發(fā)熱量33.4441.8 MJ/Nm3（ 800010000 kcal/ Nm3），爆炸范圍），爆炸范圍

43、為為4.9615.7。2021-10-2682各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點 五、泰鋼五、泰鋼2014年年1-10月份各種煤氣所含成月份各種煤氣所含成分實測值：分實測值： 1、山前轉(zhuǎn)爐煤氣2021-10-2683項目項目CO2O2COQ（KJ/Nm3）1-10月平均17.95 0.76 56.83 7233 各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點2021-10-2684 2、山后轉(zhuǎn)爐煤氣項目項目CO2O2COQ（KJ/Nm3）1-10月月平均平均17.62 1.29 48.65 6192各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點2021-10-2685 3、高爐煤氣COC

44、OCOCO2 2O O2 2H H2 2CHCH4 4N N2 2Q Q（KJ/Nm3）22.63 20.98 0.49 2.35 0.55 52.98 3332 各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點2021-10-2686 4、焦爐煤氣COCO2 2CmHnO O2 2COCOCHCH4 4H H2 2N N2 2Q Q（KJ/Nm3）3.281.820.437.16 26.16 57.35 4.11 17801Q=CmHn711.76+CO127.28+CH4358.39+H2108.44(KJ/Nm3)（不含水）各種煤氣的產(chǎn)生及其特點各種煤氣的產(chǎn)生及其特點2021-10-2687

45、 注：1、1kg標準煤發(fā)熱量=7000大卡=7000kcal（千卡）=29.3076MJ（兆焦） 2、大卡：熱量單位 相當于工程單位kcal（千卡）1kg純水溫度升高或降低1攝氏度，所吸收或放出的熱量為1kcal，即 1kcal4.1868kJ 問題：高焦煤氣問題：高焦煤氣3:1混合，混合煤氣熱值為多混合，混合煤氣熱值為多少？少？2021-10-2688煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-2689 1、燃燒反應和燃燒極限、燃燒反應和燃燒極限 煤氣中的可燃成分具有和空氣中的氧發(fā)生煤氣中的可燃成分具有和空氣中的氧發(fā)生下列反應的能力。下列反應的能力。HOHSOO23SHHOHO21HHCOO21CO

46、HOH2nmCO)O4n(mHC222222222222nm煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-2690 要想達到完全燃燒，必須具備以下條件：要想達到完全燃燒，必須具備以下條件：（1）要有足夠的空氣量；（2）空氣和煤氣中的可燃成分須很好的混合；（3）必須將煤氣加熱到著火點以上的溫度；（4）適當排除燃燒后產(chǎn)生的廢氣。煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-2691 注：完全燃燒時，可見到火苗明亮，沒有煙注：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。如果火苗暗紅并帶有黑煙就是燃燒不完全。 憑經(jīng)驗判斷：憑經(jīng)驗判斷： 不完全燃燒（空氣量不足）不完全燃燒（空氣量不足） 冒黑煙

47、冒黑煙 溫度低溫度低 完全燃燒（空氣量適宜）完全燃燒（空氣量適宜） 無煙無煙 溫度高溫度高 過量燃燒（空氣量過大）過量燃燒（空氣量過大） 無煙無煙 溫度低溫度低煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-2692 但實際燃燒不同于上述一般的氧化反應，而但實際燃燒不同于上述一般的氧化反應，而是伴隨著強烈發(fā)熱的連鎖反應過程。為使過是伴隨著強烈發(fā)熱的連鎖反應過程。為使過程達到強烈發(fā)熱的程度，必需有足夠的反應程達到強烈發(fā)熱的程度，必需有足夠的反應速度。由化學動力學的基本原理可知，反應速度。由化學動力學的基本原理可知，反應速度與參與反應的物質(zhì)濃度和溫度有關(guān)。速度與參與反應的物質(zhì)濃度和溫度有關(guān)。煤氣的燃燒煤氣的燃

48、燒2021-10-2693 反應速度愈快，單位時間內(nèi)放出的熱量愈多反應速度愈快，單位時間內(nèi)放出的熱量愈多。只有當煤氣和空氣反應產(chǎn)生的熱量足以使。只有當煤氣和空氣反應產(chǎn)生的熱量足以使整個反應系統(tǒng)的溫度不斷升高，達到在該溫整個反應系統(tǒng)的溫度不斷升高，達到在該溫度下可燃混合物可以自動的、不需外加火源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)定地燃燒。而著起火來時，才能連續(xù)穩(wěn)定地燃燒。煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-2694 否則，如果煤氣和空氣反應產(chǎn)生的熱量低于否則，如果煤氣和空氣反應產(chǎn)生的熱量低于系統(tǒng)的散熱，使燃燒反應不能擴展到整個有系統(tǒng)的散熱，使燃燒反應不能擴展到整個有效

49、空間中去，系統(tǒng)溫度不能提高，而在距火效空間中去，系統(tǒng)溫度不能提高，而在距火源較遠的地方，溫度較低，當火源移開時，源較遠的地方，溫度較低，當火源移開時，仍會發(fā)生熄火現(xiàn)象。因此，燃燒都是在很快仍會發(fā)生熄火現(xiàn)象。因此，燃燒都是在很快的反應速度下進行的，參與反應的煤氣和空的反應速度下進行的，參與反應的煤氣和空氣濃度減小，就會使反應速度減慢；低于某氣濃度減小，就會使反應速度減慢；低于某一極限值時，因反應速度太慢而不能著火，一極限值時，因反應速度太慢而不能著火，故把可燃氣體和空氣所組成的混合物中可燃故把可燃氣體和空氣所組成的混合物中可燃氣體的這種極限濃度稱為燃燒極限。氣體的這種極限濃度稱為燃燒極限。煤氣的

50、燃燒煤氣的燃燒2021-10-2695 （1）燃燒反應）燃燒反應是指煤氣中的各可燃成是指煤氣中的各可燃成分與氧所進行的伴有發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化分與氧所進行的伴有發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化反應。反應。 （2）燃燒極限）燃燒極限是指能穩(wěn)定燃燒時可燃是指能穩(wěn)定燃燒時可燃混合物中可燃氣體的體積濃度范圍，稱為燃混合物中可燃氣體的體積濃度范圍，稱為燃燒極限。較低的濃度稱為下限，較高的濃度燒極限。較低的濃度稱為下限，較高的濃度稱為上限。稱為上限。煤氣的燃燒煤氣的燃燒 燃燒極限的本質(zhì)實際上是反應燃燒極限的本質(zhì)實際上是反應(燃燒燃燒)速度與速度與濃度的關(guān)系濃度的關(guān)系: 燃燒反應燃燒反應:mF + nO2 = CO2

51、+ H20 燃燒速度燃燒速度:r = kFmOn2021-10-2696煤氣的燃燒煤氣的燃燒 而而F + Air = 100% O= 0.21Air 代入上式得代入上式得: r = kFm0.21Airn = k FmAirn = k Fm1-Fn 所以，當所以，當F變大或變小時，變大或變小時，r均變小。當均變小。當F達達到一個臨界值時，反應速度小得反應無法到一個臨界值時，反應速度小得反應無法進行，該臨界值就是燃燒極限。進行，該臨界值就是燃燒極限。2021-10-2697煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-2698煤氣的燃燒煤氣的燃燒 表中可燃氣體的濃度高于上限或低于下限表中可燃氣體的濃度高于

52、上限或低于下限時，就不能燃燒。上限愈高，下限愈低，時，就不能燃燒。上限愈高，下限愈低，燃燒范圍就愈寬。同樣的可燃氣體當與純?nèi)紵秶陀鷮?。同樣的可燃氣體當與純氧組成可燃混合物時，燃燒范圍比上表所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。如列數(shù)據(jù)大為加寬。如H2和和O2的混合物中，的混合物中，下限為下限為9.2，上限值為，上限值為91.6，燃燒范圍，燃燒范圍達達82.4。因此，可燃混合物的存在并達。因此，可燃混合物的存在并達到一定的比例極限是燃燒能否發(fā)生的內(nèi)因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，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

53、范圍變窄。而加入惰性組分則使燃燒范圍變窄。2021-10-2699煤氣的燃燒煤氣的燃燒 對于混合氣體的燃燒極限，隨其組成而變對于混合氣體的燃燒極限，隨其組成而變，可用下式估算：，可用下式估算：2021-10-261001212100LPPNN(體積體積%) 式中式中 L可燃氣體混合物的燃燒可燃氣體混合物的燃燒(或爆炸或爆炸)極限極限(上限或下上限或下限限)； P1 P2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，； N1 N2純組分的相應極限濃度純組分的相應極限濃度(上限或下限上限或下限)，體積。，體積。 煤氣的燃燒煤氣的燃燒 對含有對含有C02、N2等惰性氣

54、體的可燃混合物需等惰性氣體的可燃混合物需用下式校正：用下式校正：2021-10-26101(1) 1001%1001LLL 可燃氣體中惰性氣體的含量（體積分數(shù)），?？扇細怏w中惰性氣體的含量（體積分數(shù)），。煤氣的燃燒煤氣的燃燒 影響燃燒極限的因素：影響燃燒極限的因素： （1）壓力的影響：壓力升高、反應分子的）壓力的影響：壓力升高、反應分子的濃度增大，使反應速度加快濃度增大，使反應速度加快 （2）溫度的影響：溫度升高時，反應速度）溫度的影響：溫度升高時，反應速度加快，燃燒范圍加寬加快，燃燒范圍加寬 （3）惰性氣體的影響：惰性氣體的存在降）惰性氣體的影響：惰性氣體的存在降低了反應物的濃度，使反應速度

55、和防熱速低了反應物的濃度，使反應速度和防熱速度減慢，故燃燒范圍變窄度減慢，故燃燒范圍變窄2021-10-26102煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-26103 2、煤氣燃燒類型、煤氣燃燒類型 煤氣燃燒過程可分為三個階段：煤氣燃燒過程可分為三個階段： 煤氣和空氣混合，并達到極限濃度。煤氣和空氣混合，并達到極限濃度。 將可燃混合氣體加熱到著火溫度或點將可燃混合氣體加熱到著火溫度或點火燃燒使其達到著火溫度。火燃燒使其達到著火溫度。 可燃物與氧氣發(fā)生化學反應而進行連可燃物與氧氣發(fā)生化學反應而進行連續(xù)穩(wěn)定的燃燒，此過程取決于化學動力學續(xù)穩(wěn)定的燃燒，此過程取決于化學動力學的因素，即主要和反應的濃度和溫度

56、有關(guān)的因素，即主要和反應的濃度和溫度有關(guān)。煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-26104 根據(jù)煤氣和空氣的混合情況，煤氣燃燒有根據(jù)煤氣和空氣的混合情況，煤氣燃燒有兩種類型。兩種類型。 1、動力燃燒（無焰燃燒）、動力燃燒（無焰燃燒） 2、擴散燃燒（有焰燃燒）、擴散燃燒（有焰燃燒）煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-26105 動力燃燒動力燃燒是指煤氣和空氣在進入燃燒室是指煤氣和空氣在進入燃燒室前先混合均勻，然后著火燃燒，這時的燃前先混合均勻，然后著火燃燒，這時的燃燒速度取決于化學反應速度，故稱動力燃燒速度取決于化學反應速度，故稱動力燃燒燒；由于化學反應速度極快，可達到很高；由于化學反應速度極快，

57、可達到很高的燃燒強度，燃燒完全，燃燒產(chǎn)物中沒有的燃燒強度，燃燒完全，燃燒產(chǎn)物中沒有煙粒，燃燒室中透徹明亮，這種燃燒方法煙粒，燃燒室中透徹明亮，這種燃燒方法又稱為無焰燃燒；由于在燃燒前煤氣和空又稱為無焰燃燒；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剩氣均勻混合，故動力燃燒可在很小的過?？諝庀禂?shù)下達到完全燃燒，燃燒溫度高?？諝庀禂?shù)下達到完全燃燒，燃燒溫度高。煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-26106 無焰燃燒時，煤氣和空氣是在冷態(tài)時預先無焰燃燒時，煤氣和空氣是在冷態(tài)時預先混合的，為使無焰燃燒正常穩(wěn)定地進行，混合的，為使無焰燃燒正常穩(wěn)定地進行，要求可燃混合物進入燃燒室前必需加熱至要

58、求可燃混合物進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，甚至爆炸傳播速度，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。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使整個可燃混合氣體同時迅速加熱到著火溫度。溫度。煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-26107 容易回火是無焰燃燒的惟一缺點。回火時容易回火是無焰燃燒的惟一缺點。回火時，在混合器內(nèi)就進行部分燃燒，使混合器，在混合器內(nèi)就進行部分燃燒，使混合器溫度提高，廢氣和可燃氣一起進人燃燒器溫度提高，廢氣和可燃氣一起進人燃燒器，

59、增加氣流阻力，減少噴射管的吸入能力，增加氣流阻力，減少噴射管的吸入能力，破壞正常工作，嚴重時會引起爆炸。，破壞正常工作，嚴重時會引起爆炸。煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-26108 擴散燃燒擴散燃燒是指煤氣和空氣分別送入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擴散作用邊混室后，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合邊燃燒的過程稱為擴散燃燒；由于燃燒；由于燃燒反應瞬間完成，故燃燒速度取決于可燃物反應瞬間完成，故燃燒速度取決于可燃物分子和氧分子相互碰撞的物理過程，即擴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，由于局部氧的不足散過程。擴散燃燒時，由

60、于局部氧的不足而發(fā)生碳氫化使物的熱解，產(chǎn)生游離碳，而發(fā)生碳氫化使物的熱解，產(chǎn)生游離碳，因此在燃燒帶中有固體微粒存在，產(chǎn)生強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。種燃燒方法又稱為有焰燃燒。煤氣的燃燒煤氣的燃燒2021-10-26109 火焰的長短，表征煤氣燃燒過程速度的大火焰的長短，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，混合進行得愈快愈完全，燃和混合程度，混合進行得愈快愈完全，燃燒愈快，火焰就愈短。在有焰燃燒中有很燒愈快，火焰就愈短