煤的成分及烟气分析.ppt

燃料 一 煤的成分及分析基准 一般通过元素分析和工业分析来确定煤中各组成成分的含量 1 煤的元素分析成分 1 碳 C 碳是煤中含量最多的可燃元素 也是煤的基本成分 其含量约为45 85 1kg碳完全燃烧约可放出32866kJ的热量 合碳量越高的煤 着火和燃烧就越困难 2 氢 H 氢是煤中发热量最高的可燃元素 氢在煤中的含量较少 约为3 6 地质年龄越长的煤 其含量越少 1kg氢完全燃烧时可放出120 103kJ的热量 比碳的发热量高3 5倍 氢的含量越高 煤就越容易着火和燃烧 3 硫 S 硫的含量一般不超过2 个别煤种含量高达3 10 1kg硫完全燃烧时可放出约9040kJ的热量 硫是煤中有害的可燃元素 4 氧 O 和氮 N 5 水分 M 各煤种的水分含量差别很大 少的仅2 左右 多的可达50 60 水分的含量一般随煤的地质年代的延长而减小 同时也受开采方法 运输和储存条件的影响 6 灰分 A 灰分是煤燃烧后剩余的不可燃矿物杂质 它与燃烧前煤中的矿物质在成分和数量上有较大区别 灰分的含量在各煤种中的变化很大 少的只有4 5 多的高达60 70 从燃烧的稳定性和运行的安全性考虑 燃煤的灰分不宜超过40 2 煤的工业分析 1 水分 M 全水分测定方法是 将煤样置于105 110 褐煤相应的温度约为145 的烘箱内约2h 使之干燥到恒重 其所失去的质量占原煤样质量的百分数为该煤的水分值 2 挥发分 V 将失去水分的煤样放火带盖的坩埚中 置于900 高温电炉内隔绝空气加热约7min后 试样所失去的质量占原煤试样质量的百分数即为原煤的挥发分值 3 固定碳 FC 和灰分 A 原煤试样除掉水分 析出挥发分后 剩余部分就是焦炭 焦炭由固定碳和灰分组成 将焦炭放人箱形电炉内 在815 10 的温度下灼烧2h 固定碳基本烧尽 取出冷却至室温 这时焦炭所失去的质量就是固定碳的质量 剩余部分则是灰分的质量 而这两个质量各占原煤试样质量的百分数 就分别是煤样的固定碳和灰分的含量 测定方法是 3 煤的成分分析基准 煤中的成分是以质量百分数表示的 由于煤中的水分和灰分含量常随开采 运输 储存等因素的变化而变化 即使同一种煤 由于水分和灰分的变化 其他成分的含量也就随之变化 因此在给出煤中的成分含量时 应注明其分析基准才有实际意义 常用的分析基准有收到基 空气干燥基 干燥基和干燥无灰基四种 相应的表示方法是在各成分符号右下角加角标ar ad d daf 二 煤的主要特性 1 煤的发热量 发热量是煤的重要特性之一 单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量 称为煤的发热量 用Q表示 以kJ kg为单位 标准煤 29270KJ kg的煤称标准煤 2 灰的熔融性 用灰的变形温度DT 软化温度ST和液化温度FT来表示 变形温度DT 灰锥顶端变圆或开始弯曲时的温度 软化温度ST 灰锥弯曲并触及托板或整个灰锥变成半球形时的温度 液化温度FT 灰锥完全溶化成液态并能在托板上流动时的温度 为防止炉膛出口附近的受热面上结渣 应使炉膛出口烟气温度比灰的软化温度ST低50 100 三 动力煤的分类 用Vdaf作为分类依据 1 无烟煤 无烟煤Vdaf 10 表面有明显的光泽 机械强度高 密度较大 不易碾磨 无烟煤埋藏年代长 碳化程度最深 其含碳量最高 一般C 50 最高可达95 由于挥发分含量少 且挥发分析出温度较高 故不易着火 也不易燃尽 但其发热量高 且燃烧时焦炭无黏结性 储存过程中不易风化 2 贫煤 贫煤10 V 20 碳化程度较无烟煤低 含碳量高 挥发分较低 故一般不易点燃 但其发热量不低 18 5 103kJ kg 且燃烧时火焰较短 不易结焦 对Vdaf低的贫煤 在燃烧性能方面与无烟煤相近 3 烟煤 Vdaf 20 40 烟煤外表呈灰黑色 有光泽 质地松软 一般碳的含量Car 40 70 灰分含量Aar 7 30 水分含量Mar 3 18 由于烟煤的挥发分含量较高 着火及燃烧都比较容易 火焰也长 且发热量较高 但燃烧时大多数烟煤有弱焦结性 4 褐煤 褐煤Vdaf 40 最高可达60 外表多呈褐色或黑褐色 质软易碎 褐煤碳化程度很浅 含碳量Mar40 50 水分含量Mar 20 40 灰分含量Aar 6 40 水分 灰分含量较高 因而发热量较低 由于挥发分含量高 且析出温度较低 故着火和燃烧都比较容易 也很容易风化和自燃 不宜远途输送和长时间储存 四 煤粉的性质和品质 1 煤粉具有良好的流动性 同时具有自燃和爆炸性 2 煤粉的细度和均匀性 Rx a a b 100 3 煤的可磨性 Kkm Eb Es 4 煤的磨损性 Ke x 10 m 10 五 液体燃料 主要特性指标有 黏度 凝固点 闪点和燃点 1 黏度 黏度是流动阻力的量度 2 凝固点 液体油发生凝固时的温度称为凝固点 3 闪点和燃点 当油气和空气的混合物达到某一浓度时 若与明火接触 就会发生短暂的蓝色火焰 此时的最低油温 称为闪点 一般为80 130 对重油继续加热 达到一定温度后油会着火燃烧 能使重油持续燃烧又以上的最低油温 称为燃点 燃烧反应和空气量计算 一 燃烧的化学反应 1 碳的燃烧反应C O2 CO21kgC 2 667kgO2 3 667kgCO22 氢完全燃烧时 其化学反应式为 2H2十O2 2H2O4 032kgH2 32kgO2 36 032kgH2O3 硫的完全燃烧反应硫完全燃烧时 其化学反应式为 S O SO232kgS 32O2 64kgSO2 二 燃烧的空气需要量及过量空气系数 Vk V0 1 燃烧的空气需要量 Vk V0m3 kg 2 过量空气系数 21 21 O2 RO2max RO2 三 漏风和漏风系数 炉膛下部漏风会使火焰中心上移 炉膛出口温度升高 烟道漏风会使受热面吸热量减少 排烟损失增加 引风机负担加重 在运行中尽量避免漏风现象 漏风危害 四 烟气容积 一 烟气的组成 一 当燃料完全燃烧时 烟气中含有以下成分 1 CO2和SO2 2 N2 3 O2 4 水蒸汽 二 当燃料不完全燃烧时 烟气中含有以下成分 1 CO2和SO2 2 N2 3 O2 4 水蒸汽 5 CO H2 CH4等 二 烟气总容积的计算 根据燃烧反应进行的计算 Vy Vgy VH2O 0 01866Car 0 007Sar 0