燃料燃烧空气量烟气量计算(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,按物态分,燃烧过程,固体燃料,燃料中挥发性组分被蒸馏后气,态燃烧；固定c固态燃烧，o分子向固,体表面的扩散控制。,液体燃料,气,态形式燃烧，燃烧速率受蒸发过程控制。,气体燃料,燃烧迅速，其燃烧状,态,基本上受空气和燃料的扩散或混合控制。,影响燃料燃烧的主要因素,燃烧过程及燃烧产物,完全燃烧：,CO,2,、,H,2,O,不完全燃烧,：,CO,2,、,H,2,O&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,SO,2,和,NO,空气中的部分,N,可能被氧化成,NO,热力型,NO,x,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：,CO,2,、CO、SO,x,、NO,x,、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：,Va,0,，,m,3,/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V,N2,/V,O2,=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S0,2,；,d)燃料中含氮量较低，热型NO,X,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N,2,；,f）燃料的化学式设为C,x,H,y,S,z,O,w,，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,=12,x,+1.008,y,+32,z,+,16,w,理论空气量：,煤,47 m,3,/kg,，,液体燃料,1011 m,3,/kg,例题,例,1,已知重油的元素分析如下：,C 85.5,；,H 11.3%,；,O 2.0,；,N 0.2%,；,S 1.0,；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,Va,0,=,（,3.78+1,）,99.185,22.4/1000=10.62,（,m,3,/kg,）,元素,重量（,g,）,摩尔数（,mol,）,需氧量（,mol,）,C,855,71.25,71.25,H,113,56.5,28.25,S,10,0.31,0.31,O,20,0.625,N,2,2,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,CH,4,+2O,2,+7.52N,2,-CO,2,+2H,2,O+7.52N,2,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,V,fg,0,CO,2,V,干烟气,SO,2,N,2,V,H2O,燃料中,H,燃烧生成,H,2,O,燃料中,H,2,O,Va0,带入的,H,2,O,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,O,2,+3,.,76N,2,C0,2,+3,.,76N,2,若空气过量，则燃烧方程式变为,C+(1+a)O,2,+(1+a)3.76N,2,C0,2,+a0,2,+(1+a)3.76N,2,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）：,C 88.3%,，,H 9.5%,，,S 1.6%,，,H,2,O 0.5%,，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：,元素,重量,(g),摩尔数,(mol),需氧数,(mol),C,883,73.58,73.58,H,95,47.5,23.75,S,16,0.5,0.5,H,2,O,5,0.278,0,污染物排放量的计算,（,1,）理论需氧量,=73.58+23.75+0.5=97.83 mol/kg,理论空气量,V,0,a,=97.83,4.78,22.4/1000=10.47 m,3,N,/kg,（,2,）理论烟气体积,V,0,fg,CO,2,:73.58 mol SO,X,:0.5 mol,H,2,O:47.5+0.278=47.778 mol,N,2,:97.83,3.78=369.80 mol,V,0,fg,=73.58+47.778+0.5+369.80=491.658 mol/kg=491.658,22.4/1000=11.01 m,3,N,/kg,所以实际烟气体积,V,fg,=V,0,fg,+V,0,a,(,-1)=11.01+10.47,（,1.2-1,）,=13.10 m,3,N,/kg,污染物排放量的计算,例3 普通煤的元素分析如下：C 65.7；灰分18.1；S 1.7；H 3.2；水分 9.0；O 2.3。（含N量不计）,试计算燃煤,1kg,所需要的理论空气量和,SO,2,在烟气中的浓度（以体积分数计）。,解：,元素,重量（,g,）,摩尔数（,mol,）,需氧量（,mol,）,C,657,54.75,54.75,S,17,0.53,0.53,H32,16,8,H,2,O,90,5,0,O,23,0.72,-0.72,污染物排放量的计算,理论空气量,理论烟气量为：,CO,2,：,54.75mol SO,2,：,0.53mol,H2O,：,16+5,21mol N2,：,SO,2,的量为：,C,SO2,污染物排放量的计算,例,4,煤的元素分析结果如下：,S 0.6,；,H 3.7,；,C 79.5,；,N 0.9,；,O 4.7,；灰分,10.6,。,在空气过剩,20,条件下完全燃烧。计算烟气中,SO,2,的浓度。,解：,元素,重量（,g,）,摩尔数（,mol,）,需氧量（,mol,）,C,795,66.25,66.25,S,6,0.19,0.19,H,37,18.5,9.25,O,47,1.47,-1.47,N,9,0.32,污染物排放量的计算,需氧气量：,理论烟气量：,总结,掌握内容,基本概念：理论空气量、空气过剩系数、理论烟气体积,理论空气量和实际空气量的计算,理论烟气体积和实际烟气体积的计算,燃料完全燃烧的条件,