燃氣的燃燒計算

【例】已知天然氣的容積成分如下：CH492.1%；C2H63%；C3H81.5%；i-C4H100.05%；n-C4H100.05%；CO22%；N21%；O20.3%。天然氣與空氣的溫度［==20°C；空氣的含濕量d€10g/m3干空氣，天然氣的含濕量不計。a試求：（一）高熱值及低熱值；（二）燃燒所需理論空氣量；（三）完全燃燒時的煙氣量（1和a€1.2時）；【解】查表得各組分參數(shù)如下：\項目含量高熱值低熱值密度理論空氣量理論煙氣量組分\（%）(kJ/Nm3)(kJ/Nm3)(kJ/Nm3)(Nm3/Nm3)(Nm3/Nm3)CH492.1039842359060.729.5210.52C2H63.0070351643971.3616.6618.16C3H81.50101270932442.0123.8025.80i-C4H100.051130481228572.6930.9434.44“嘰0.051338851236492.7030.9434.44CO22.00001.980.001.00N21.00001.250.001.00O20.30001.430.001.00求高熱值和低熱值根據(jù)混合法則，按式(1-2)求得H€Hr,Hr+AA+Hr

h h11 h22 hnn€39842?0.921+70351?0.03+101270?0.015+113048?0.0005+133885?0.0005€40448(kJ/m3)H€Hr,Hr+AA+Hrl l11 l22 lnn€35906?0.921+64397?0.03+93244?0.015+122857?0.0005+123649?0.0005€36523(kJ/m3)求理論空氣需要量由所含組分計算，按式(1-3)求得V€丄[0.5H+0.5CO+E(m+-)CH+1.5HS-O]02124mn22€丄?[(1+4)?92.1+(2+-)x3+(3+-)x1.5+(4+巴)x0.1-0.3]21 4 4 4 4€9.65(m3/m3)三）求完全燃燒時的煙氣量1.理論煙氣量（a€1時）三原子氣體體積按式(1-5)求得€v,V €0.01(CO,CO,工mCH,HS)RO2 CO2SO22mn2€0.01?(2,1?92.f,2?3,3?1.5,4?0.1)€1.05(m3/m3干燃氣)水蒸氣體積，按式(1-6)求得0€0.01[H+HS+EnCH+120(d+Vd)]H2O 2 2 2mn g0a€0.01?[4?92.1+6?3+8?1.5+巴?0.1+120?(0+9.65?0.01)]2222€2.11 (m3/m3干燃氣)氮氣體積，按式(1-7)求得V0€0.79V,0.01N

N2 02€0.79?9.65,0.01?1€7.63(m3/m3干燃氣)理論煙氣總體積，按式(1-8)求得V0€V,V0,V0RO2 H20 N2€1.05,2.11,7.63€10.79(m3/m3干燃氣)2.實際煙氣量(a€1.2時)，①由其組分計算：三原子氣體體積，仍按公式(1-5)求得V€1.03(m3/m3干燃氣)RO2水蒸氣體積，按式(1-9)求得V€0.01[H+HS+工-CH+120(d+aVd)]

H2O 2 2 2mn g 0a€0.01?[4?92.1+6?3+8?1.5+巴?0.1+120?(0+1.2?9.65?0.01)]2222€2.14(m3/m3干燃氣)氮氣體積，按式(1-10)求得V€0.79aV+0.01N

N2 0 2€0.79?1.2?9.65+0.01?1€9.16(m3/m3干燃氣)過剩氧體積，按式(1-11)求得V€0.21(a-1)V

O2 0，0.21€(1.2-1)€9.65，0.41(m3/m3干燃氣)實際煙氣總體積，按式(1-12)求得V，V+V+V+VfRO2H2ON2O2，1.03+2.14+9.16+0.41，12.74(m3/m3干燃氣)②實際煙氣量也可由理論煙氣量與過?？諝饬恐颓蟮?，按公式(1-13)V，V0+(?-1)Vff0，10.79+(1.2-1)€9.65，12.72(m3/m3干燃氣)【總結(jié)】完成此例題，我們可以增加以下幾點工程概念：一種典型天然氣的熱值為36500kJ/m3,約合10kW?h/m3。天然氣的高低熱值相差約10%(本例%…111%)，其差值即為水蒸氣的氣化潛熱。l可見，如果能降低燃燒煙氣的排放溫度，使其中的水蒸氣全部或部分冷凝，將可以回收其中大量的潛熱，對于提高效率很有幫助。燃燒1m3天然氣所需的理論空氣量約為10m3，產(chǎn)生的煙氣量約為11m3。煙氣中的主要成分是N2(體積占到70%以上)，而CO2<10%；H2Ov20%。天然氣燃燒的理論煙氣成分的比例約為N2:H2O:C