第1講燃料的種類和組成

1、硅酸鹽工業(yè)熱工基礎硅酸鹽工業(yè)熱工基礎第四章第四章 燃料及其燃燒燃料及其燃燒第第1 1講講 燃料的種類和組成燃料的種類和組成學習要學習要點點1、燃料的種類、燃料的種類固體、液體燃料的組成表示法及其換算關系固體、液體燃料的組成表示法及其換算關系2、燃料的組成和換算、燃料的組成和換算收到基：Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+Mar%=100%空氣干燥基：Cad%+Had%+Cad%+Nad%+Sad%+Aad%+Mad%=100%干燥基： Cd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd%+Ad%=100% 干燥無灰基：Cdaf%+Hdaf%+Cdaf%+Odaf%+Ndaf%=100

2、%氣體燃料的組成表示法及其換算關系氣體燃料的組成表示法及其換算關系濕成分：Ov%+H2v%+CH4v%+CmHnv%+H2Sv%+CO2v%+N2v%+O2v%+H2Ov%=100%干成分：Od%+H2d%+CH4d%+CmHnd%+H2Sd%+CO2d%+N2d%+O2d=100%概概 述述熱量的來源熱量的來源熱源熱源熱源化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿娜剂先紵剂先紵嘿Y源豐富，價格低廉，但有污染電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿碾姡弘姡簾崂寐矢撸欣谔岣弋a(chǎn)品質(zhì)量，操作條件好，但資源有局限性1、合理選用燃料燃燒設備及組織燃燒過程；2、提高效率，節(jié)約生產(chǎn)成本；3、合理的燃料和燃燒過程可以提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。了解燃料及其

3、燃燒的意義了解燃料及其燃燒的意義燃料的費用在成本中占有較大的比例，例如水泥生產(chǎn)中燃料占成本的15%左右4-1 4-1 燃料的種類和組成燃料的種類和組成一、燃料的種類一、燃料的種類燃料液體燃料石油產(chǎn)品氣體燃料固體燃料煤木柴可燃頁巖汽油、煤油、柴油天然氣人造煤氣：石油氣、發(fā)生爐煤氣、水煤氣、焦爐煤氣、高爐煤氣、城市煤氣直餾重油泥煤褐煤煙煤煙煤無煙煤無煙煤埋藏時間減壓渣油減壓蒸餾 重油(燃料油)裂化渣油裂化常壓蒸餾常壓渣油二、燃料的組成及其換算二、燃料的組成及其換算( (一一) )、固體、液體燃料、固體、液體燃料1、組成分析法、組成分析法 表示燃料組成的方法有元素分析法元素分析法和工業(yè)分析法工業(yè)分析

4、法兩種。工業(yè)分析法工業(yè)分析法：分析固體燃料組成的簡易方法。按照這種分析方法，燃料組成由揮發(fā)分(V)、固定碳(FC)、灰分(A)及水分(M)組成。元素分析法元素分析法：用元素表示燃料組成的分析方法叫元素分析法，按照這種方法，固體和液體燃料通常由碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)五種元素和灰分(A)、水分(M)等雜質(zhì)組成。2、煤的組成表示法、煤的組成表示法 表示煤的組成的基準主要有收到基、空氣干燥基、干燥基收到基、空氣干燥基、干燥基和干燥無灰基干燥無灰基四種。(2)空氣干燥基：空氣干燥基：是指分析實驗室里所用的干燥煤樣的組成(將煤樣在20C和相對濕度70%的空氣下連續(xù)干燥1h后質(zhì)量變

5、化不超過1%，即認為達到空氣干燥狀態(tài))。在各組成的右下角用“ad”表示。(1)收到基：收到基： 指使用單位收到的煤的組成，也就是實際使用的煤的組成，表示方法就是在各組成的右下角用“ar”表示。Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+Mar%=100%Cad%+Had%+Cad%+Nad%+Sad%+Aad%+Mad%=100%(3)干燥基干燥基：指絕對干燥的煤的組成。這種基準不受煤在開采、運輸和儲存過程中水分變動的影響，能比較穩(wěn)定地反映成批貯存煤的真實組成，在各組成的右下角用“d”表示。100M100MMMf ,aradf ,arar(4-1)Mar外在水分Mar,f：干燥

6、過程中逸出的水分。內(nèi)在水分Mad：空氣干燥狀態(tài)下殘留在煤中的水分。(4) 干燥無灰基干燥無灰基：指假想的無水無灰的煤的組成。除去灰分和水分后的煤的組成，可排除外界條件的影響。該基準在各組成的右下角用“daf”表示。Cdaf%+Hdaf%+Cdaf%+Odaf%+Ndaf%=100%Cd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd%+Ad%=100% 圖4-1 煤組成的表示方法水分M氧+氮 O+N氫H碳C硫S 灰分A干燥基干燥無灰基空氣干燥基收到基 一般同一礦井的煤的干燥無灰基組成不會發(fā)生很大的變化，因此煤礦的煤質(zhì)資料常以干燥無灰基組成來表示。3、煤的各種成分存在方式、煤的各種成分存在方式化合氫化合氫：與煤

7、中的氧結合成水的氫，不能進行燃燒反應氫氫可燃氫可燃氫：與煤中的碳、硫結合在一起的氫，又稱凈氫，可以燃燒。有機硫有機硫：與煤中有機的碳氫化合物結合在一起，可以燃燒，為可燃硫。硫化物中的硫硫化物中的硫：主要存在于雜質(zhì)FeS2中，可以燃燒，為可燃硫。硫酸鹽中的硫硫酸鹽中的硫：存在于各種硫酸鹽中，如CaSO4、MgSO4、FeSO4、Na2SO4、K2SO4等，不能燃燒，高溫下分解成SO3?；曳只曳郑喝剂现胁荒苋紵牡V物雜質(zhì)，主要成分為SO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等，還有以硫酸鹽形式存在的K、Na和SO3。4、燃料組成的換算和換算系數(shù)、燃料組成的換算和換算系數(shù) 煤礦提供的一般是干燥無

8、灰基組成，實驗室給出的是空氣干燥基或干燥基，而實際使用時則為收到基。因此，不同基準的組成需要進行換算。其換算關系見下表已知的基所要換算的基收到基空氣干燥基干燥基干燥無灰基收到基1空氣干燥基1干燥基1干燥無灰基1aradM100M100adarM100M100arM100100ararAM100100adM100100adadAM100100100M100ar100M100addA100100100A100d100AM100adad100AM100arad(1) 收到基與空氣干燥基之間的換算收到基與空氣干燥基之間的換算令有收到基的煤燃料100kg，則對應的空氣干燥基的煤燃料為(100-Mar,f

9、)kg。兩種基準計算的碳含量相等，即100Car=(100-Mar,f)Cad而由式(4-1)得100M100MMMadadarf ,ar代入上式得adadaradadadararCM100M100C100M100MM100100CararadadCM100M100C設已知Cad、Mar、Mad，求Car。相應的(2) 收到基與干燥基之間的換算收到基與干燥基之間的換算收到基：100kg干燥基：(100-Mar)kg得dararC100M100C設已知Cd、Mar，求Car。兩種基準：碳含量相等，即100Car=(100-Mar)CdarardCM100100C(3) 收到基與干燥無灰基之間的換

10、算收到基與干燥無灰基之間的換算收到基：100kg干燥無灰基：(100-Aar-Mar)kg得dafarararC100MA100C設已知Cdaf、Aar、Mar，求Car。兩種基準：碳含量相等，即100Car=(100-Aar-Mar)CdararardafCMA100100C(4) 空氣干燥基與干燥基之間的換算空氣干燥基與干燥基之間的換算空氣干燥基：100kg干燥基：(100-Mad)kg得dadadC100M100C設已知Cd、Mad，求Cad。兩種基準：碳含量相等，即100Cad=(100-Mad)CdadaddCM100100C(5) 空氣干燥基與干燥無灰基之間的換算空氣干燥基與干燥無

11、灰基之間的換算空氣干燥基：100kg干燥無灰基：(100-Aar-Mar)kg得dafadaradC100MdA100C設已知Cdaf、Aad、Mad，求Cad。兩種基準：碳含量相等，即100Cad=(100-Aad-Mad)CdafadadaddafCMA100100C(6) 干燥基與干燥無灰基之間的換算干燥基與干燥無灰基之間的換算干燥基：100kg干燥無灰基：(100-Ad)kg得dafddC100A100C設已知Cdaf、Ad，求Cd。兩種基準：碳含量相等，即100Cd=(100-Ad)CdafdddafCA100100C例4-1 已知煤的干燥無灰基組成(%)為： Cdaf Hdaf O

12、daf Ndaf Sdaf 80.2 6.1 11.6 1.4 0.7又知收到基時水分組成Mar=3.5%，干燥基時灰分組成Ad=8.2%求：收到基時Car的百分含量。由于三個基準不能同時轉(zhuǎn)換，必須進行兩兩轉(zhuǎn)換。dafddC)A100(C100解：(1) 先由干燥無灰基的碳含量Cdaf換算成干燥基的碳含量Cd(%)6 .732 .801002 . 8100C100)A100(Cdafdd(2) 再由干燥基的碳含量Cd換算成收到基的碳含量Car(%)dararC)M100(C100716 .731005 . 3100C100)M100(Cdarar 各種液體燃料油的組成也是用C、H、O、N、S、

13、A和M的質(zhì)量百分比來表示的，下表是我國出產(chǎn)的一些燃料油的組成。種類產(chǎn)地CHONSAM原油大慶85.98 12.590.840.390.140.061.0原油勝利85.21 12.361.060.240.900.030.2重油大慶86.47 12.740.290.280.210.010.2重油勝利85.9711.670.620.341.060.040.3( (二二) )、氣體燃料、氣體燃料天天 然然 氣氣：從近油田或煤田的地層中逸出的一種較清潔的氣體 燃料。石石 油油 氣氣：煉制石油時的副產(chǎn)品，為便于運輸加壓成液態(tài)， 稱為液化石油氣。焦焦 爐爐 煤煤 氣氣：在煉焦爐中煉焦時的副產(chǎn)品。高高 爐爐

14、煤煤 氣氣：高爐煉鐵時的副產(chǎn)品。發(fā)生爐煤氣發(fā)生爐煤氣：空氣和少量水蒸氣與煤或焦碳在煤氣發(fā)生爐中作用 而產(chǎn)生的煤氣。水水 煤煤 氣氣：水蒸氣與赤熱的無煙煤或焦碳在煤氣發(fā)生爐中作用 而產(chǎn)生的煤氣?？湛?氣氣 煤煤 氣氣：空氣與赤熱的無煙煤或焦碳在煤氣發(fā)生爐中作用而 產(chǎn)生的煤氣。城城 市市 煤煤 氣氣：通常由煙煤干餾或石油裂化等方法制取的煤氣。 硅酸鹽工業(yè)中主要采用天然氣、液化石油氣和發(fā)生爐煤氣為燃料。1、組成、組成氣體燃料氣體燃料煤氣煤氣CH4和烴類和烴類，烴類包括飽和烴(C2H6、C3H8)和不飽和烴(C2H4、C2H2、C3H6)CO、H2、H2S可燃氣體不可燃氣體：主要成分為CO2、H2O、N2、O2、SO3等2、組成表示法、組成表示法 氣體燃料的組成通常用體積百分含量表示，并有“濕成分”和“干成分”兩