燃气燃烧与应用.ppt

燃气燃烧与应用 绪论 本课程的目的 燃烧器的设计计算 内容 燃气的燃烧计算燃气燃烧反应动力学燃气燃烧的气流混合过程燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧方法燃烧器的设计计算燃气的互换性 第一章燃气的燃烧计算 绪论 燃气 各种气体燃料的总称 第一节燃气的热值 一 燃烧的条件燃烧 燃气中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化反应 并产生大量的热和光的物理化学过程 二 燃烧反应化学计量式CH4 2O2 CO2 2H2O H表示物质量之间的关系 由于各种气体的摩尔体积近似相等 故也可表示气体容积之间的关系 H称为反应焓 燃烧焓或燃气热值 可由燃烧试验确定或者由反应前后物系的焓差确定 各种燃气的化学反应计量式 1 高热值 低热值高热值Hh 1Nm3或1kmol燃气完全燃烧后被冷却至原始温度且水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量 单位 kJ Nm3或kJ kmol低热值Hl 水蒸气以蒸汽状态排出 所以高热值Hh 低热值Hl 水蒸气的汽化潜热r 三 燃气热值的确定 r 1959kJ Nm3水蒸气v 21 629m3 kmol水蒸气M 18 0154kg kmol r 2352kJ kg思考 热值的两个单位kJ Nm3和kJ kmol之间如何进行转换 2 干燃气 混合气体 的热值H HiriHi 燃气中某一可燃组分的热值 kJ Nm3 ri 燃气中某一可燃组分的容积百分比 3 燃气的组分表示方法一 用某一组分所占燃气的容积百分比表示 riw 1 方法二 某一组分占干燃气的容积百分比 外加含湿量 含湿量dg单位 kg Nm3干燃气例 某一燃气的组分CH4W75 若该燃气的含湿量12 5g Nm3 求CH4在干燃气中的容积成分 3 燃气热值之间的关系 思考 第二节燃烧所需的空气量 一 空气的组成干空气的容积成分 O221 N279 二 理论空气需要量理论空气需要量V0 含有1Nm3干燃气的湿燃气完全燃烧所需的干空气量 单位 Nm3干空气 Nm3干燃气 1 理论公式V0的计算 求出每Nm3干燃气完全燃烧所需要的氧气量 进而可求出对应的干空气量 2 近似公式燃气的热值越高 所需的理论空气量越大 当燃气的Hl10500kJ Nm3时 烷烃类燃气 天然气 液化石油气 采用 三 实际空气需要量实际空气需要量V 理论空气需要量V0过剩空气系数 工业设备中 1 05 1 20 民用燃具中 1 3 1 8 在保证完全燃烧的情况下 使 1 0 第三节完全燃烧产物的计算 一 烟气量烟气 燃气燃烧后的产物 烟气量 含有1Nm3干燃气的湿燃气完全燃烧后产生的烟气量 单位 Nm3 Nm3干燃气 1理论烟气量RO2 包括CO2 SO2 N2 H2O 1实际烟气量RO2 N2 H2O O2思考 完全燃烧时 烟气中的RO2的体积与供给的空气量有关吗 二 烟气量计算的理论公式1 1时的理论烟气量式中da 空气含湿量 kg Nm3干空气 2 1时的实际烟气量 三 烟气量计算的近似公式 理论烟气量 炼焦煤气 2 实际烟气量 1 四 烟气的密度标准状态下的烟气密度 第四节运行时烟气中的CO含量 虽然 1 但仍有可能发生不完全燃烧 工程上常将CO含量视为烟气中的不完全燃烧产物量 燃气中干燃气的容积成分 H2 CO CmHn H2S O2 CO2 N2 100燃烧后得到的干烟气的容积成 烟气中的和可以通过烟气分析测得 要求出 必须先求出 式中 0 5CO 由于CO未燃尽而少耗的氧量 式中 三 完全燃烧基本方程式 第五节完全燃烧时 的确定 一 V的确定二 V的确定 三 的确定 第六节燃气燃烧温度的确定 一 热量计温度tc如果燃烧在绝热条件下进行 燃气完全燃烧后烟气所能达到的温度 称为热量计温度tc 含有1Nm3干燃气的湿燃气完全燃烧前后的热平衡方程式 式中 I 以标准状态为基准的焓 kJ Nm3干燃气 二 燃烧热量温度tther绝热条件 tg ta 0 且 1时的烟气温度 称为燃烧热量温度tther 三 理论燃烧温度tth式中 Qc 由于化学不完全燃烧 包括CO2和H2O的分解吸热 而损失的热量 kJ Nm3干燃气理论燃烧温度的影响因素 四 实际燃烧温度tact 式中 Q5 向周围介质的散热量 kJ Nm3干燃气 经验公式 tact tth 第七节烟气焓的计算 式中 I 以标准状态为基准的焓 kJ Nm3干燃气 V 完全燃烧 Nm3干燃气所产生的烟气或烟气中某一组份的体积 Nm3 Nm3干燃气 第八节例题 已知炼焦煤气的容积成分如下 H256 CO6 CH422 C2H62 CO23 N210 O21 煤气的含湿量dg 0 0125kg Nm3干燃气 空气的含湿量da 0 01kg Nm3干空气 煤气与空气的温度tg ta 20 试求 一 高热值及低热值 二 燃烧所需的理论空气量 三 完全