燃料燃烧、空气量、烟气量计算PPT课件

第二章燃烧与大气污染 1 燃料及其燃烧的过程2 烟气体积及污染物排放量计算 燃料及其燃烧的过程 燃料在燃烧过程中 能够放出热量或动力 且在经济上可行的物质分类 影响燃料燃烧的主要因素 燃烧过程及燃烧产物完全燃烧 CO2 H2O不完全燃烧 CO2 H2O CO 黑烟及其他部分氧化产物如果燃料中含有S和N 则会生成SO2和NO空气中的部分N可能被氧化成NO 热力型NOx 影响燃料燃烧的主要因素 燃料完全燃烧的条件 3T 空气条件 提供充足的空气 但是空气量过大 会降低炉温 增加热损失温度条件 Temperature 达到燃料的着火温度时间条件 Time 燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间燃料与空气的混合条件 Turbulence 燃料与氧充分混合 燃烧过程中产生的污染物 燃烧可能释放的污染物 CO2 CO SOx NOx CH 烟 飞灰 金属及其氧化物等温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响 影响燃料燃烧的主要因素 典型燃料的着火温度 燃料燃烧的理论空气量 理论空气量 1 定义 单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量 2 表示 Va0 m3 kg 3 求解 可根据燃烧方程式计算求得 燃料燃烧的理论空气量 建立燃烧化学方化式时 通常假定 a 空气仅是由氮和氧组成的 其体积比为VN2 VO2 79 1 20 9 3 78 摩尔比 体积比 b 燃料中的固定态氧可用于燃烧 c 燃料中的硫主要被氧化为S02 d 燃料中含氮量较低 热型NOX的生成量较小 在计算理论空气量时可以忽略 e 燃料中氮主要被转化成氮气N2 f 燃料的化学式设为CxHySzOw 其中下标x y z w分别代表碳 氢 硫和氧的原子数 燃料燃烧的理论空气量 燃烧方程式 燃料重量 12x 1 008y 32z 16w理论空气量 煤4 7m3 kg 液体燃料10 11m3 kg 例题 例1已知重油的元素分析如下 C85 5 H11 3 O2 0 N0 2 S1 0 试计算燃油1kg所需要的理论空气量 解 燃烧1kg重油所需要的氧气量为 71 25 28 25 0 31 0 625 99 185 mol kg 则理论空气量Va0 3 78 1 99 185 22 4 1000 10 62 m3 kg 燃料燃烧的理论空气量 空气过剩系数实际空气量与理论空气量之比 以 表示 通常 1部分炉型的空气过剩系数 燃料燃烧的理论空气量 空燃比AF 1 定义 单位质量燃料燃烧所需要的理论空气质量 2 求解 由燃烧方程式直接求得例如 甲烷在理论空气量下的完全燃烧CH4 2O2 7 52N2 CO2 2H2O 7 52N2空燃比为 烟气体积及污染物排放量计算 烟气体积计算理论烟气体积 烟气体积及污染物排放量计算 烟气体积和密度的校正转化为标态下 273K 1atm 的体积和密度标准状态下的烟气体积标准状态下烟气的密度 烟气体积及污染物排放量计算过剩空气校正以碳在空气中的完全燃烧为例C十O2 3 76N2 C02 3 76N2若空气过量 则燃烧方程式变为C 1 a O2 1 a 3 76N2 C02 a02 1 a 3 76N2 考虑过剩空气校正后 实际烟气体积 污染物排放量的计算 例2 某重油成分分析结果如下 按质量 C88 3 H9 5 S1 6 H2O0 5 灰分0 10 1 试计算燃烧1Kg重油所需要的理论空气量 2 计算空气过剩系数为1 2时的烟气体积解 污染物排放量的计算 1 理论需氧量 73 58 23 75 0 5 97 83mol kg理论空气量V0a 97 83 4 78 22 4 1000 10 47m3N kg 2 理论烟气体积V0fgCO2 73 58molSOX 0 5molH2O 47 5 0 278 47 778molN2 97 83 3 78 369 80molV0fg 73 58 47 778 0 5 369 80 491 658mol kg 491 658 22 4 1000 11 01m3N kg所以实际烟气体积Vfg V0fg V0a 1 11 01 10 47 1 2 1 13 10m3N kg 污染物排放量的计算 例3普通煤的元素分析如下 C65 7 灰分18 1 S1 7 H3 2 水分9 0 O2 3 含N量不计 试计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度 以体积分数计 解 污染物排放量的计算 理论空气量 理论烟气量为 CO2 54 75molSO2 0 53molH2O 16 5 21molN2 SO2的量为 CSO2 污染物排放量的计算 例4煤的元素分析结果如下 S0 6 H3 7 C79 5 N0 9 O4 7 灰分10 6 在空气过剩20 条件下完全燃烧 计算烟气中SO2的浓度 解 污染物排放量的计算 需氧气量 理论烟气量 总结 掌握