煤气燃烧反应的火焰温度
焦炉调温煤气的基础知识..
第三节 测温工与交换机岗位基础知识 一、炼焦生产工艺流程 1、备煤送来的能满足炼焦需要的配合煤装入煤塔，侧装煤车 在煤塔下取煤捣固后按作业计划装入炭化室，煤在炭化室内经 过一个结焦周期的高温干馏，使煤热解成焦炭和荒煤气，炭化 室内的焦炭成熟以后，用推焦车推出，并通过拦焦机装入由电 机牵引的熄焦车送往熄焦塔，熄焦后卸至凉焦台，或送往干熄 焦系统，通过皮带送往筛焦系统，之后由汽车或皮带进行外运； 2、煤在干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，进 入上升管，在桥管处经氨水喷洒，荒煤气温度80~100oC再 进入集气管，荒煤气经吸气管道进入化产车间进行化产品回收； 3、加热用煤气由外部架空管道引入，调压后经烟道煤气主管 （焦炉煤气700~1200Pa）进入焦炉，焦炉煤气经流量调节 阀再经过电动调节经调节旋塞，两叉管侧喷直接进入燃烧室， 上升气流的煤气和空气在燃烧室立火道底部汇合燃烧，燃烧产 生的废气通过顶部跨越孔进入下降气流火道，废气经斜道，蓄 热室，小烟道，废气盘，分烟道和总烟道由烟囱排除； 4、上升气流和下降气流则通过交换传动装置定时换向。
2、焦炭质量 焦炭质量的好坏对高炉生产有重要影响，焦炭在高炉 中起三个作用：①作为骨架，保持高炉的透气性； ②提供热源；③作铁矿石的还原剂，对此对高炉用 焦的要求是：灰份低、硫份低、磷份低、强度高、 块度均匀、致密、反应性低、反应后强度高等； 焦炭质量标准如表2所示： 表2 焦炭企业标准 粒度mm 指标 >40 >25 25 ~ 40 灰分Ad，% Ⅰ Ⅱ 不大于12.00 12.01~13.50 硫分St,d,% Ⅰ Ⅱ 不大于0.60 0.61~0.80.
三、质量知识
1、原料煤的质量 生产一级冶金焦相对应的配煤指标如表1所示： 表1 配合煤的质量指标 灰份 硫份 挥发份 胶质层 水份 G值 ≤9% ≤0.66% ≤26% >14mm 7-10% 85 生产二级冶金焦相对应的配煤指标如表2所示： 表2 配合煤的质量指标 灰份 硫份 挥发份 胶质层 水份 G值 ≤11% ≤0.8% ≤26% >14mm 7-10% 85 其中煤的水分对调火工作的影响最大，配煤的水分每增减1%炉温要 改变5-7℃，所以在生产过程中调火工应密切注意配煤水分，特 别是在雨天，若配煤水分大应该根据水分大小及时调整标准温 度，以确保焦炭成熟。
第五章 燃烧温度
2、 理论燃烧温度的计算
t理 QD Q物 Q分 VnC产
Q 分---分解热
CO2 CO+
1 2
O2 -12600
1
H2O H2+ 2 O2 -10800 O2 O+O
H2 H+H
.
.
.
Q 分与温度、压力有关（1）温度愈高，分解度愈大 （2）压力加大，分解度变小
在工业炉温度与压力条件下，主要有 CO2 与 H2O 的分解， 不同的温度段分解大致如下：
QD+Q物Q分 t理= ——————————
VoC产+（n-1）LoC空
如果
| t理’ t理| (指定的误差) 则求得 t理；否则，再令
t理’= t理 重复上述计算，直至
| t理’ t理|
3、影响理论燃烧温度因素 （1）燃料的 QD 对 t 理的影响 当 QD 较小时，QDt 理，但 QD 较大时，QD 再时，t 理几 乎不变。
达到的温度。
• 当不考虑Q传和Q不（即Q传=0，Q不=0） 时，有
•
t理=
QD
Q空 Q燃 Vn • c产
- Q分
• 称为理论燃烧温度（绝热完全燃烧火焰 温度）——表明某燃料在某条件下所达 到的最高温度。
量热计温度
• 理论燃烧温度计算过程中不考虑热分解 影响
• t量= QD Q空 Q燃 Vn • c产
C 产=CCO2CO2’%+CH2OH2O’%+CN2N2’%
上式中 CCO2、CH2O、CN2 都是温度的函数，即
CCO2=fCO2(t 热)，CH2O=fH2O(t 热) ，CN2=fN2(t 热)
(1)联立求解方程 设Ci=A1i+A2it+A3it2 ，i=CO2，H2O，N2 V0C产=ΣViCi
煤气 特征
煤气特征煤气特征是指：(一)主要特性1、易扩散性煤气的扩散能力取决于它的比重和扩散系数，可燃气的扩散系数越大，则它的扩散速度就越快，它扩散的能力也越强，发生火灾时火势蔓延就越快，天然气、煤气、液化石油气对空气的比重分别为：0.55、0.90、1.56，扩散系数分别为：0.196、0.184、0.121，煤气的扩散性介于天然气和液化石油气之间，它的气体相对密度0.4--0.6，比空气轻，可以悬浮于空气中，随风或空气而流动，扩散。
2、易膨胀性主要煤气管道其压力一般为0.1--4.5MPa，进户压力一般应小于0.01MPa。
少数以瓶装，气瓶压力一般在0.1MPa左右，在火灾情况下，危险性远大于管道煤气，当气瓶受热时，瓶内气体压力与温度升高成正比关系，其速率约为0.02--0.3MPa/℃，当压力超过瓶体的承受压力时，就会发生物理性爆炸，从而造成更大的爆炸或引燃其它可燃物。
3、易燃烧性煤气的点火能量低，它的自燃点为648.9℃，常态下，打火机火星，火柴火焰，开关电灯时产生的火花及化纤衣服产生的静电，均可点燃煤气。
其次，它的燃烧速度快，煤气在特定空气中燃烧时，每秒传播距离为0.7—0.31米，表明其扩散能力较强，并极易燃烧和蔓延。
4、毒害性由于煤气中含有10%—40%的CO成份，因此吸入高浓度的煤气会造成CO与血液中的血红蛋白结合成碳氧血红蛋白，其亲和力是氧与血红蛋白结合成氧合血红蛋白的200—300倍，从而妨碍红细胞的带氧、输氧功能，造成煤气中毒或缺氧，严重者会因窒息而死亡。
5、易爆炸性据统计，在煤气火灾中，约有一半以上都是先由爆炸而引起的。
由于煤气的引燃能量小，爆炸下限低，爆炸浓度范围广，遇火源极易发生燃烧和爆炸。
对比以下易燃气体的爆炸极限和着火温度：天然气：5-15%，最低着火温度540-550℃;液化石油气:1.5-9.5%，最低着火温度430-500℃：焦炉煤气：5-36%，最低着火温度300-500℃：发生炉煤气：20-74%，最低着火温度530℃：水煤气：6-72%，最低着火温度50-60℃。
煤气知识问答
8. 气体置换：向煤气管道或设备中通入转换介质（如氮气、二氧化碳、蒸汽等），驱除出其中的残存煤气或空气以及在用煤气或空气，驱除出置换介质的作业。
9.机械不完全燃烧：由于机械带出和漏损等原因造成的燃料损失
10.化学不完全燃烧：由于空气不足或燃料与空气混合不好，使燃料反应未能完全进在燃烧产物中存有少量的可燃成分。
12. 高炉煤气柜气柜的容量有哪几部分组成：1、高炉突然休风的安全容量2、煤气波动调节容量3、突然发生过剩煤气安全容量4煤气柜安全容量；
13. CO为什么会使人中毒 答：人体靠血液中血红蛋白输送氧气来维持生命，一氧化碳经人的肺部进入血液后与血红蛋白生成碳氧血红素，阻碍人的供氧系统尤其是中枢神经系统严重缺氧，因而发生中毒现象；
25、CO和H2S使人中毒的原理是相同的。
26带煤气焊接操作中，用电焊和气焊都可以。
15.变动调节容量：由于转炉煤气的回收是间歇进行的，而煤气外供是连续的，为解决这种间歇回收与连续外供的不平衡所需的煤气储量
16.波动调节容量：煤气的发生和使用的不断变化常造成煤气供需的不平衡，煤气柜用来调节这种不平衡所需的储气容量
17.人工呼吸：是一种急救方法，即在自然呼吸停止时，借助外力，使胸腔肌扩大或缩小，保证空气继续进入和呼出，以维持集体氧化代谢过程
11.电化学腐蚀：由于金属与电解质溶液接触，发生氧化还原反应并伴随着电流的发生的腐蚀。
12.化学腐蚀：金属或合金与周围环境
中非电解质接触，直接发生化学反应而引起的金属的腐蚀。
13.烧嘴回火:煤气烧嘴回火因为烧嘴气流过低,,局部流速小于火焰传播速度,火焰就会会串到烧嘴
气体燃烧热值温度
二氧化碳，氧气，氮气
千焦/标立方米
发生炉煤气
一氧化碳、氢、氮 二氧化碳
/
1400～1700千
卡/标准立方米
体积比＞3.5
体积比3.5
转炉煤气
一氧化碳，二氧化碳 氮、氢和微量氧
/
1800～2200千 卡/标准立方米
1.热值与温度有没比较直接的对应关系，热值怎么用比较直观的温度反应，计算公式？ 2.不同的气体可不可以根据气压确定它们的体积比？ 3.气压与流量有什么对应关系？ 4.我们现在做试验除了要了解①合适气源，②焊接时火焰角度，③加热、焊接时间，④火焰离工件距离外还要注意哪些工艺参数？ 5.燃气燃烧后传递给焊接件能量的传递系数？ 6.真空对金属钎焊有多大影响？ 7.想用炉确定产品：钎料、铝箔、3系铝合金的熔点和不同温度区间母材与钎料的颜色状态变化及其所对应的时间。
体积比＜3.5
有
无色有蒜臭味
/
有窒息性麻醉
性
？
无色，无味 有剧毒
？
无色有臭味的 气体有剧毒
？
有色有臭味 有剧毒
？
无色无味有剧 毒
瓶装有备注液化油气 丙烷、丁烷、丙烯、丁烯 有
天然气
主要成分是甲烷，可能会 含 有一些较重的烃分子
/
8500～90000千 卡/标准立方米
一氧化碳，氢气，氮气 高炉煤气 二氧化碳，甲烷
一般为3344—4
/
180千焦/标立方
米
氢气，甲烷，少量的一氧
中热值
焦炉煤气 化碳，C2以上不饱和烃，
/
17000~19000
名称
成份
氧气助燃 热值
乙炔
乙炔
有
氧化焰
最高温度达3100～3400℃ 体积比＞1.2
焦炉煤气有关知识
焦炉煤气有关知识煤一直是我国能源的重要组成部分，在国内钢铁企业中，利用煤生产的煤气和工业生产中的副产煤气作为主要能源已占总能源的1/3以上，因此煤气检测成为国内气体检测的重点。
由于国内使用煤气的工艺技术装备相对落后，煤气生产、净化、输送和使用设备泄漏隐患多以及安全意识薄弱等原因，造成国内企业发生煤气事故相当频繁。
据不完全统计：因煤气着火造成的事故占煤气事故的12.1%；因煤气爆炸造成的事故占煤气事故的40.7%；因煤气中毒造成的事故占煤气事故的43.57%；因煤气其他原因造成的事故占煤气事故的3.63%。
着火、爆炸、中毒被称为煤气三大事故，这些事故的造成其绝大多数是因煤气泄漏造成的。
例如：首钢1999年安全大检查中发现其高炉的煤气阀门和切断装置共有900多处漏点；就连较先进的宝钢焦化厂1989年煤气鼓风机水封部分也发现29处漏点，漏点CO浓度最高达到1200ppm。
当然煤气事故频繁发生另一个主要原因是企业安全意识的薄弱，员工报有侥幸心理，企业为了节省资金忽视安全设备和安全教育，但是往往由于煤气事故所带来的损失却是巨大的。
煤气泄漏一方面对安全生产造成重大损坏，这包括人身安全和生产设备的正常运行安全。
人身安全：（1）煤气事故直接造成人员的伤亡。
1984年～1990年不完全统计冶金系统煤气重大事故死亡人数占冶金系统重大伤亡事故总死亡人数17.9%，给企业、国家造成巨大经济损失，同时给受害人家庭带来巨大的灾害。
且这些年煤气事故呈缓慢上升趋势。
（2）煤气泄漏造成工人职业病患病率提高。
由于煤气中有毒物质较多，因此长期接触煤气的工人患癌症、鼻炎、咽炎、血管病等的概率要远远高于非接触毒气的工人。
其中肺癌死亡率高于城市4.8倍。
这方面给企业造成的经济负担也是不可小视的。
设备安全：（1）着火、爆炸对设备的损害是不言而喻的，轻者造成设备停运，重者造成设备报废，少则几万多则几百万。
另一方面也对环境和能耗也产生重大影响。
第六章.焦炉内煤气燃烧
否则，如果煤气和空气反应产生的热量低于系统的散热，使燃 烧反应不能扩展到整个有效空间中去，系统温度不能提高，而在距 火源较远的地方，温度较低，当火源移开时，仍会发生熄火现象。
因此，燃烧都是在很快的反应速度下进行的，参与反应的煤气和空
气浓度减小，就会使反应速度减慢；低于某一极限值时，因反应速 度太慢而不能着火，故把可燃气体和空气所组成的混合物中可燃气
根据煤气和空气的混合情况，煤气燃烧有两种方式。
（1）动力燃烧（无焰燃烧）
——是指煤气和空气在进入燃烧室前先混合均匀，然后着火燃
烧，这时的燃烧速度取决于化学动力学因素（化学反应速度），故 称动力燃烧。
由于化学反应速度极快，可达到很高的燃烧强度，燃烧完全， 燃烧产物中没有烟粒，燃烧室中透彻明亮，这种燃烧方法又称为无 焰燃烧。 由于在燃烧前煤气和空气均匀混合，故动力燃烧可在很小的过 剩空气系数下达到完全燃烧，燃烧温度高。
0.39 0.38 0.29
(体积分数) / ％ H20 2.30 4.18 4.18
饱和温 度/OC
20 30 30
二、煤气的发热值
气体燃料的发热值是指单位体积的气体完全燃烧时所放出的热量
(kg／m3)。燃烧产物中水的状态不同时，发热值有高低之分。燃烧产物
中水蒸汽冷凝，呈0℃液态水时的发热值称为高发热值(Q高)，燃烧产物 中水呈汽态时的发热值称为低发热值(Q低)。
温度升高时，反应速度加快，燃烧范围加宽
（3）惰性气体的影响 惰性气体的存在降低了反应物的浓度，使反应速度和防 热速度减慢，故燃烧范围变窄
2、扩散燃烧和动力燃烧
煤气的燃烧过程比较复杂，根据上述内容，在一定的条件下，燃烧过程
可分为三个阶段：
①煤气和空气混合，并达到极限浓度。 ②将可燃混合气体加热到着火温度或点火燃烧使其达到着火温度。 ③可燃物与氧气发生化学反应而进行连续稳定的燃烧，此过程取决 于化学动力学的因素，即主要和反应的浓度和温度有关。
煤气-MSDS
煤气安全技术说明书(MSDS)第一部分：化学品名称化学品中文名称：液化石油气化学品英文名称：liquefied petroleum gas;LPG技术说明书编码：270-704-2 CAS No.：68476-85-7 分子式：C3、C4 分子量：0第二部分：成分/组成信息成分：较多：“丙烷、丁烷”。
较少：“乙烯、丙烯、乙烷丁烯”等。
含量：液态液化石油气580kg/立方米，气态密度为：2.35kg每立方米第三部分：危险性概述危险性类别：易燃易爆侵入途径：健康危害：本品有剧毒，有关煤气中毒的相关信息较多，长时间处于本品中或短时间处于高浓度本品中均有生命危险。
环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。
燃爆危险：该品易燃，具麻醉性第四部分：急救措施吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道畅通；如呼吸困难，给输氧；如果呼吸停止，立即进行人工呼吸，并立即就医。
第五部分：消防措施危险特性：有毒，与空气混合易形成爆炸性混合物，遇火星、高温有燃烧爆炸危险。
灭火方法：按照规定储运；灭火剂为雾水状、泡沫、二氧化碳。
第六部分：泄漏应急处理应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并隔离直至气体散尽，切断附近一切火源，大量泄漏时要立即划出警戒线，禁止一切车辆、行人进入，派专人负责控制所有火源。
应急处理人员戴呼吸器，穿防护服。
设法切断气源，用雾状水中和、稀释、溶解，然后抽排（室内）或强力通风（室外）。
漏气容器不能再用，且要经过技术处理以清除可能剩下的气体。
第七部分：操作处置与储存操作注意事项：严禁带火种储存注意事项：严禁将易产生火星的工具带入气柜区，并严禁火种；管道走向要远离热源及电缆，阀门密封；严格人员、车辆出入制度，严格安全操作规程；气瓶应储存于阴凉、通风的仓间内，最高仓温不宜超过30℃；远离火种、热源，防止阳光直射；验收时核对品名，检查钢瓶质量和验瓶日期；先进仓的先发用；搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件损坏。
焦炉煤气的着火点和爆炸极限
焦炉煤气的着火点和爆炸极限焦炉煤气是在焦化过程中产生的一种气体，主要成分为一氧化碳和氢气，同时还含有少量的甲烷、二氧化碳等。
这种气体具有较高的易燃性和爆炸性，因此在焦炉煤气的储存、运输和使用过程中需要特别注意安全。
焦炉煤气的着火点着火点是指物质在一定条件下开始燃烧的温度。
焦炉煤气的着火点受到多种因素的影响，主要取决于气体中的成分组成和气体与空气的混合比例。
焦炉煤气的主要成分一氧化碳和氢气的着火点分别为： - 一氧化碳（CO）：610°C- 氢气（H2）：580°C这意味着当焦炉煤气的温度达到这些温度时，一氧化碳和氢气便会自燃。
然而，需要注意的是，着火点并不是一个绝对的数值，它会受到其他因素的影响，比如气体浓度、氧气含量和压力等。
更高的气体浓度和氧气含量会降低焦炉煤气的着火点。
焦炉煤气的爆炸极限爆炸极限是指气体混合物中可导致爆炸的最小和最大浓度范围。
在此浓度范围内，如果有火源引燃，气体混合物会发生爆炸。
对于焦炉煤气来说，其爆炸极限主要受到一氧化碳和氢气的影响。
焦炉煤气的爆炸极限浓度范围如下： - 一氧化碳（CO）：爆炸下限为27%（体积分数），爆炸上限为74% - 氢气（H2）：爆炸下限为4%（体积分数），爆炸上限为74%这意味着当焦炉煤气的浓度在爆炸极限范围内时，一旦有火源引燃，就会发生爆炸。
此外，需要特别注意的是，焦炉煤气的爆炸极限也会受到其他因素的影响，如温度和压力等。
较高的温度和压力条件下，焦炉煤气的爆炸极限可能会发生变化。
安全措施为了确保焦炉煤气的安全使用，需要采取一系列的安全措施：1.防止气体泄漏：定期检查和维护设备，确保阀门和管道的密封性，及时发现并修复泄漏。
2.避免火源：在储存和使用焦炉煤气的区域内，禁止明火和各种火源，包括电火花、摩擦火花等。
3.维持低浓度：通过适当的通风和排气系统，保持焦炉煤气的低浓度，避免其浓度接近或超过爆炸极限。
4.安全操作：严格遵守安全操作规程，包括正确使用防爆设备和个人防护装备。
煤气知识
◆.一氧化碳（CO） 一氧化碳为无色无臭气体，分子量28.00，密度 1.250 kg/m3，0℃时1体积水中可溶0.035体积的CO， 临界温度-197℃，Q低=12644 kJ/m3，在空气中的爆 炸范围12.5～74.2%，着火温度610～658℃，在气 体混合物中含有少量的水蒸气即可降低其着火温度， 火焰呈蓝色，毒性大，空气中含有0.06%即有害于人 体，含0.4%时致人死亡。空气中可允许的CO浓度为 0.02g/m3。
★.煤气输送
◆.管道及其附属设施
●静电接地装置 作用：将易燃易爆流体在管道和设施中流动时与管壁摩擦 产生的静电导入大地，确保设备安全。 接地电阻：≤10欧姆
●水封 作用：排液、封煤气 种类：按结构可分为立式水封和卧式水封；按照密封压力 分为单式水封和复式水封。 原理：依靠水封内水位高度产生压力，该压力大于管道内 煤气压力。
★.煤气的理化特性
◆.着火温度 常压下可燃系统须在一定温度时才能达到这个 能量条件并引起燃烧，这个温度就是可燃气体的着 火温度。 低于着火温度时，可燃系统的散失热量大于反 应热量，因而会很快降温，不会着火燃烧。理论上 的着火点是在散失的热量等于反应放出的热量时的 温度，但实际上此时也是不会燃烧的。实际的着火 温度在散失热略小于反应热时，且多数可燃混合物 需要停留一段时间才着火燃烧。
★.煤气中主要成分理化性质： ◆.甲烷（CH4） 甲烷为无色气体，微有葱臭，分子量16.04，密度 0.715kg/m3，难溶于水，0℃时1个体积水内可溶解 0.557体积的CH4，20℃时可溶0.030体积，动力粘度 μ0=10.359×10-6pa.s，临界温度-82℃，Q低约为 35800kJ/m3。与空气混合后可引起强烈爆炸，爆炸浓 度范围2.5～15%。着火温度为530～750℃，火焰呈微 弱亮火，当空气中甲烷浓度高达25～30%时才有毒性。
煤气燃烧理论及合理使用
煤气燃烧理论及合理使用1、煤气的燃烧反应太钢除了极少量焦炉煤气作为还原性介质在可控气氛退火炉中作为还原剂使用外，到目前为止把煤气作为燃料使用，外单位还有从焦炉煤气中用变压吸附法提取氢气，从高炉煤气中提取一氧化碳来合成尿素等化工用途，其经济效益比太钢当作燃料要高得多。
煤气燃烧是煤气中各个组分气体剧烈的氧化反应，同时都放出大量热能。
如下所述：2CO+O2=2CO2大分子的燃烧，不是一次完成的，而是有阶段的，存在一些中间产物，逐次分解，分布燃烧，而小分子的燃烧就会快一些。
气体燃料的正常燃烧，必须同时具备以下三个条件，缺乏其中任何一个条件都会熄火。
（1）有可燃物质即有煤气的连续供应。
（2）充分第供应助燃的空气或氧气。
（3）达到煤气的燃点温度以上。
焦炉煤气的燃点是530℃，高炉煤气的燃点是700℃，发生炉煤气的燃点是550℃，转炉煤气的燃点是520℃。
燃点是煤气稳定持续燃烧的最低温度，如发生闪火时的闪点不一样，燃点比闪点温度高，煤气成分波动时燃点也有波动。
2、煤气的发热值单位体积的煤气，完全燃烧时产生的热量叫做煤气的发热值，这是煤气作为燃料使用的最重要的性能指标，反映了煤气供热能力的大小和燃烧温度的高低。
含氢燃料燃烧时，生成的水如果以液态存在则水蒸汽放出了气化潜热，测出煤气发热值较高，叫煤气高位发热值，也叫总发热值，如果燃烧后的废气温度高，在水蒸汽冷凝温度以上，水蒸汽仍以气态存在，水蒸汽的气化潜热不能放出，则测出了煤气发热值较低，叫煤气的低位发热值，也叫真发热值。
通常在工业条件下的煤气发热值都是低位发热值，用Hj表示。
煤气发热值可以用化学实验方法测定，也可以根据气体组成的成分用公式计算。
3、燃烧需要的空气量在本章第一节已经说明气体燃烧的三个必要条件，有一条是充分供应助燃空气或氧气，单位体积（1Nm3 ）煤气完全燃烧时所需要的最低空气量叫理论空气量，这时空气中的氧气完全燃烧化合，没有剩余，但在在实际燃烧时，仅用理论空气量达到完全燃烧几乎是不可能的。
煤气基础知识
3. 氢气（H2）：无色无味气体，重度0.0899 千克/米3 ，难溶于水。 Q低=10747.5千焦/米3（2570大卡/米3 ），空气中的爆炸范围 4.2%-7.4%，着火温度580-590℃。
4. 一氧化碳（CO）：无色无味气体，重度1.250千克/米3 。 Q低 =16269千焦/米3（3020大卡/米3 ），空气中的爆炸范围12.4%75%，着火温度644-658℃，火焰呈兰色。CO具有很强的毒性， 空气中含有0.06%既有害于人体，含0.20%时可使人失去知觉， 含0.4%时即可导致死亡。
➢ 原理
转炉煤气是由氧气同铁水中碳、硫、磷、硅、锰和钒元素氧化生 成的炉气和炉尘组成。氧气通过氧枪，从炉口上方伸入到距铁水面上适 当位置，以及一定压力进行吹炼。氧气在熔池内与铁水激烈搅拌，使铁 水中的各种元素及少量铁受到氧化，从铁水中分离出来，除碳以外的氧 化物，大部分逗留在渣中。铁的氧化物，特别是其中的氧化亚铁，与铁 水中的碳化合产生大量的CO，同时放出大量的热能。在吹炼过程中，从 转炉中喷出的气体，即为转炉煤气。主要化学反应如下：
Fe2O3+CO(H2)=Fe3O4+CO2(H2O), Fe3O4+CO(H2)=FeO+CO(H2O), FeO+CO(H2)=Fe+CO2(H2O),
随着氧化铁还原反应的进行，生成气中的CO及H2逐渐减少 CO2与H2O逐渐增加，到达炉顶的气体就是高炉煤气。
2. 高炉煤气的性质
高炉煤气是无色无味有毒的可燃气体。重度为1.5千克/ 米3左右，发热量较低在750-1000大卡/米3之间，理论燃烧 温度为1500℃左右，着火点700℃左右。高炉煤气中含有 30%左右的CO，如泄漏出来极易造成人身中毒。高炉煤气 与空气或氧气混合到一定的比例，遇到明火或700 ℃以上的 高温就会发生爆炸。
燃气灶 总结
家用燃气灶的燃烧器按照燃烧方式不同，可分为大气式燃烧器和预混式燃烧器两种。
根据燃气的燃烧特性曲线可知，使用液化石油气容易出现黄焰现象，天然气容易出现脱火现象，人工煤气容易出现回火现象。
根据国家的标准和设计要求，不同气源的燃气灶其使用的燃气的进气压力也不一样。
通常，标准液化气的使用压力为2800Pa ；天然气使用压力为2000Pa ；人工管道煤气的使用压力为1000Pa 。
当进气压力过高或过低时，会直接影响燃气灶的燃烧工况。
天然气和液化石油气都是高热值燃气，其热值在330Nm MJ 以上；人工煤气多数属于低热值燃气，热值大致在12~133Nm MJ 左右。
大气式燃烧器是根据局部预混燃烧方法设计的燃烧器，其一次空气系数0＜α´＜1。
大气式燃烧器由头部与引射器两局部组成。
其工作原理是：燃气在一定的压力下，以一定的流速从喷嘴流出，进入吸气收缩管，依靠燃气本身能量的引射作用，吸引周围空气进入引射器，这局部空气也称为一次空气。
一次空气和燃气在引射器内混合，然后经头部火孔流出，进展燃烧。
在燃烧中从火焰周围吸引空气助燃，这局部空气称为二次空气。
喷嘴应具备两个性能：a.为燃烧器火焰提供数量准确的燃气——燃气流量；b.为引射规定使用燃气气源所需的一次空气量，应使燃气产生喷射作用，并在燃气周围形成负压。
喷嘴孔口面积增大或燃气压力降低，可使喷出孔口燃气的动能降低，从而减少一次空气吸入量。
喷嘴流量是由其入口压力与喷嘴孔径决定的。
侧孔喷嘴：此喷嘴的特点是喷嘴出口孔径小于喷孔孔径，降低了扩散段流速，由于喷孔的出口侧壁开圆侧孔六个作为一次空气吸入口，随着侧孔增大，引射的一次空气量增加。
侧孔孔径易小于3.2mm ，保证喷嘴强度，防止扭距过大或震动上起断裂。
在燃气喷射时从侧孔吸入局部一次空气与燃气混合，混合气经喷嘴顶端出口孔喷出，出口孔再次吸入局部一次空气，并在引射器内得到充分混合。
侧孔喷嘴适于一次空气量需求较大的液化气、天然气下进风燃气灶。
火焰颜色温度
正常条件下冶炼燃料的火焰颜色和温度对应：暗红色：600摄氏度左右。
深红色：700摄氏度左右。
橘红色：1000摄氏度左右。
纯橘色：1100摄氏度左右。
金橘色：1200摄氏度左右。
金黄色：1300摄氏度左右。
金白色：1400摄氏度左右。
纯白色：1500摄氏度左右。
白蓝色：1500摄氏度以上。
天蓝色：一般冶炼达不到此程度。
注意，这只是冶炼时的火色判断，不能用在其他地方（可以用在炉火里火焰正确地说是一种状态或现象，是可燃物与助燃物发生氧化反应时释放光和热量的现象。
可燃液体或固体须先变成气体，才能燃烧而生成火焰。
主要由于可燃气体被空气中的或单纯的氧气氧化而发光发热。
一般分为三个部分。
（1）内层。
带蓝色，因供氧不足，燃烧不完全，温度最低，有还原作用。
称内焰或还原焰。
（2）中层。
明亮。
温度比内层高。
（3）外层。
无色。
因供氧充足，燃烧完全，温度最高，有氧化作用。
称外焰或氧化焰。
或分为焰心、中焰和外焰，火焰温度由内向外依次增高。
（1）焰心。
中心的黑暗部分，由能燃烧而还未燃烧的气体所组成。
（2）内焰。
包围焰心的最明亮部分，是气体未完全燃烧的部分。
含着碳粒子，被烧热发出强光，并有还原作用，也称还原焰。
（3）外焰。
最外面几乎无光的部分，是气体完全燃烧的部分。
含着过量而强热的空气，有氧化作用，也称氧化焰。
火焰并非都是高温等离子态，在低温下也可以产生火焰。
火焰中心（或起始平面）到火焰外焰边界的范围内是气态可燃物或着是汽化了的可燃物，它们正在和助燃物发生剧烈或比较剧烈的氧化反应。
在气态分子结合的过程中释放出不同频率的能量波，因而在介质中发出不同颜色的光。
例如，在空气中刚刚点燃的火柴，其火焰内部就是火柴头上的氯酸钾分解放出的硫，在高温下离解成为气态硫分子，与空气中的氧气分子剧烈反应而放出光。
外焰反应剧烈，故温度高。
火焰是能量的梯度场。
伴随燃烧的过程，其残留物可以反射可见光，与能量密度无关。
火焰可以理解成混合了气体的固体小颗粒,因为是混合体,单纯的说成固体或者气体都不合理的.因为固体小颗粒跟空气中的氧气起反应(受到高温或者其它的影响),所以可以以光的方式释放能量。
白色火焰温度
白色火焰温度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：白色火焰是一种高温的火焰，其温度可以达到2000摄氏度以上。
它所散发的白炽光芒，让人感到异常耀眼，仿佛在瞬间照亮了四周的一切。
这种火焰通常由气态或者液态燃料和氧气混合燃烧而成，其温度之高不仅可以熔化金属，甚至可以使矿石熔化成液态状态。
白色火焰的形成主要受到燃料和氧气的比例以及燃烧速度的影响。
当燃料和氧气的比例合适时，火焰的温度就会升高。
而燃烧速度则会影响火焰的稳定性和强度。
一般情况下，燃烧速度越快，火焰的温度也会越高。
在工业领域，白色火焰通常用于高温熔炼和焊接等工艺中。
通过控制火焰的温度和稳定性，可以实现对金属材料的精确加热和焊接，从而保证产品的质量和稳定性。
除了工业应用之外，白色火焰还被广泛运用于科研领域。
科学家们利用白色火焰的高温特性，进行各种实验和研究，探索物质的性质和行为。
通过对火焰温度的测量和控制，他们可以揭示物质在高温条件下的特殊性质，为科学研究提供了重要的数据支持。
白色火焰还在日常生活中发挥着重要的作用。
在厨房中，人们常常使用明火燃烧器具进行烹饪和加热。
而这些明火燃烧器具就是通过白色火焰来生成高温的火焰，实现对食材的快速加热和烹饪。
白色火焰已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
第二篇示例：白色火焰是一种非常炽热的火焰，其温度通常在1500摄氏度以上。
白色火焰通常由氧气和燃料的完全燃烧产生，燃烧的过程中释放出大量的热量和光线。
白色火焰的温度非常高，可以用来燃烧各种物质，甚至可以用来熔化金属。
白色火焰通常是蓝色火焰升温的结果。
蓝色火焰是由燃烧所产生的氧气和碳的燃烧产生的，而白色火焰是由烃类燃料（比如天然气、丙烷、丁烷等）和氧气的完全燃烧产生的。
在完全燃烧的情况下，所有的碳和氢都会被氧气氧化为二氧化碳和水蒸气，而氢氧化合物会释放出大量的热量和光线。
在工业生产中，白色火焰通常用来加热熔化金属、玻璃、陶瓷等材料。
白色火焰的高温和强烈的热辐射使其能够快速将物质加热到所需的温度，从而实现熔化或加工。
焰色反应介绍及其应用[教育]
![焰色反应介绍及其应用[教育]](https://img.taocdn.com/s3/m/b489e1c477a20029bd64783e0912a21614797f4e.png)
焰色反应特别注意：焰色反应是物理变化，不是化学变化焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。
在化学上，常用来测试某种金属是否存在在于化合物。
同时利用焰色反应，人们在在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。
简介焰色反应是某些金属或它们的挥发性化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应.有些金属或它们的化合物在灼烧时能使火焰呈特殊颜色。
这是因为这些金属元素的原子在接受火焰提供的能量时，其外层电子将会被激发到能量较高的激发态。
处于激发态的外层电子不稳定，又要跃迁到能量较低的基态。
不同元素原子的外层电子具有着不同能量的基态和激发态。
在这个过程中就会产生不同的波长的电磁波，如果这种电磁波的波长是在可见光波长范围内，就会在火焰中观察到这种元素的特征颜色。
利用元素的这一性质就可以检验一些金属或金属化合物的存在。
这就是物质检验中的焰色反应。
进行焰色反应应使用铂丝。
把嵌在玻璃棒上的铂丝在稀盐酸里蘸洗后，放在酒精灯的火焰(最好是煤气灯，因为它的火焰颜色浅、温度高)里灼烧，直到跟原来的火焰的颜色一样时，再用铂丝蘸被检验溶液，然后放在火焰上，这时就可以看到被检验溶液里所含元素的特征焰色。
例如，蘸取碳酸钠溶液灼烧时，看到的火焰呈黄色。
蘸取碳酸钾溶液，放到灯焰上灼烧，隔着蓝色钴玻璃观察，火焰呈浅紫色。
实验完毕，要用稀盐酸洗净铂丝，在火焰上灼烧到没有什么颜色后，才能再去蘸另一种溶液进行焰色反应。
焰色反应的原因当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出。
而放出的光的波长在可见光范围内（波长为400nm～760nm），因而能使火焰呈现颜色。
但由于碱金属的原子结构不同，电子跃迁时能量的变化就不相同，就发出不同波长的光，从焰色反应的实验里所看到的特殊焰色,就是光谱谱线的颜色.每种元素的光谱都有一些特征谱线,发出特征的颜色而使火焰着色，根据焰色可以判断某种元素的存在.如焰色洋红色含有锶元素，焰色玉绿色含有铜元素，焰色黄色含有钠元素等。
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煤气燃烧反应的火焰温度高志崇(泰山学院化学系,山东泰安 271021)[摘 要] 计算了水煤气和焦炉气燃烧反应的火焰温度,进一步明确氢气和烃燃烧反应的机理.氢燃烧反应的机理为:(1)O 2+hv 2O ,(2)H 2+O H 2O+hv;烃燃烧反应的机理为:(1)O 2+hv 2O ,(2)C p H 2q p C+q H 2,(3)H 2+O H 2O+hv,(4)C+O CO+hv,(5)2CO+O 2 2CO 2.[关键词] 燃烧反应;温度;焓;波长[中图分类号] O643.2+1 [文献标识码] A [文章编号] 1672-2590(2003)03-0071-04[收稿日期]2003!03!10 [作者简介]高志崇(1966-),女,山东招远人,泰山学院化学系副教授.氢气和烃均属于可燃性物质,作者曾根据氢气和烃燃烧反应的火焰温度提出了氢气和烃燃烧反应的机理[1,2].煤气含有H 2、CO 和C H 4等多种可燃性气体,其燃烧反应的火焰温度与氢气和烃燃烧反应的机理有关.本文将通过煤气燃烧反应火焰温度的计算进一步明确氢气和烃燃烧反应的机理.1 燃烧反应的反应焓 H 与光子数量、波长之间的关系能量有功和热两种方式.热是以无序形式传递的能量,功是以有序形式传递的能量.功有体积功W 和非体积功W ∀两种.光是有序的能量,显然光是一种非体积功,也就是说燃烧过程中体系以光的形式对环境作非体积功,非体积功的大小也就是光子的能量(规定体系对环境作功为正值)[1,2].假设某燃烧反应发出n mol 光子,那么体系作的非体积功W ∀为W ∀=nE m =nNhc =0.1196n ,式中E m 为每摩尔光子的能量(J mol -1),N 为阿伏加德罗常数(6.022#1023mol -1),h 为普朗克常数(6.626#10-34J s),c 为光速(2.998#108m s -1), 为波长(m).根据热力学第一定律U =U 2-U 1=Q -W -W ∀(1)燃烧反应通常是在恒压条件下进行的,因而W =P (V 2-V 1)(2)由于燃烧反应可近似地看成绝热反应,因而Q =0(3)将(2)、(3)式代入(1)式得(U 2+PV 2)-(U 1+PV 1)=W ∀,根据焓的定义H =U +PV .因而H =H 2-H 2=-W ∀=-0.1196n(4)由(4)式可以看出,燃烧反应的焓变即为体系对环境作的非体积功的负值.作者利用(4)式计算的氢气、一氧化碳及乙炔在氧气中燃烧反应的火焰温度与实际温度非常接近[2].本文将利用该公式计算水煤气和焦炉气燃烧反应的火焰温度,进一步明确氢气和烃燃烧反应的机理.2 氢气和烃燃烧反应机理2.1 氢气燃烧反应机理作者根据氢气燃烧反应的火焰温度,提出了氢气燃烧反应的机理.该机理为[1]:第25卷第3期2003年5月泰山学院学报JOURNAL OF TAISHAN UNIVERSI TY Vol.25 NO.3May 2003(1) O 2+hv 2O ;(2) H 2+O H 2O+hv;总反应为 2H 2+O 2 2H 2O+hv.由总反应可以看出,每摩尔氢气燃烧发出0.5mol 光子.2.2 烃燃烧反应机理根据乙炔和丙烷燃烧反应的火焰温度,作者提出了烃燃烧反应的机理,该机理为[2]:(1) O 2+hv 2O ;(2) C p H 2q p C+q H 2;(3) H 2+O H 2O+hv;(4) C+O CO+hv;(5) 2CO+O 2 2C O 2.由该机理可以看出,每摩尔甲烷燃烧发出1.5mol 光子.3 水煤气燃烧反应的火焰温度水煤气是煤气的一种,是煤与水蒸气反应形成的,主要反应为C+H 2O C O+H 2.水煤气是合成氨的原料气,也可以用作燃料.工业生产水煤气的方法有多种,其中间歇式气化法应用最为广泛.下面以间歇式气化法生产的水煤气计算水煤气燃烧反应的火焰温度.3.1 水煤气燃烧反应的反应焓 H 与温度T 之间的关系以煤为原料通过间歇式气化法生产的水煤气的典型组成为31.97%C O 、7.81%CO 2、41.40%H 2、17.77%N 2、0.75%CH 4和0.3%O 2[3].现以100mol 水煤气为基准,以21%O 2、79%N 2予以计算.100mol 水煤气完全燃烧需要180.405mol 空气(37.885molO 2、142.520molN 2),反应式为:31.97CO+781C O 2+41.40H 2+17.77N 2+0.75C H 4+0.3O 2+37.885O 2+142.520N 2 40.53C O 2+42.90H 2O(g)+160.29N 2+21.825hv.实际发生的反应为:31.97CO+41.40H 2+0.75C H 4+38.185O 2 32.72CO 2+42.90H 2O(g)+21.825hv.由反应式可知,100mol 水煤气完全燃烧发出21.825mol 光子.为方便计算起见,现将某些物质的热力学性质列于附表内.附表 298.15K 、101.325kPa 下某些物质的热力学性质物 质C p m =a +bT J mol -1 K -1a b #103 f H o m (298K) kJ mol -1O 2!!!!!!0N 227.87 4.270H 2O(g)30.0010.71-241.827CO!!!!!!-101.525CO 244.149.04-393.514CH 4!!!!!!-74.848H 2!!!!!!0注:∃本表数据来源于廖雨郊主编的%物理化学&.∋为避免解三次方程,取C p m =a +b T 予以计算.假设本文计算的所有气体均为理想气体,水煤气燃烧反应的火焰温度为T K,由于焓为状态函数,因而可设计途径如下:72 泰山学院学报 第25卷由途径可知:r H o m (298K)=32.72 f H o m (C O 2)+42.90 f H o m (H 2O,g)-31.97 f H o m (C O)-0.75 f H o m (C H 4)=[32.72#(393.514)+42.90#(-241.827)-31.97#(-101.325)-0.75#(-74.848)]kJ mol -1=-19948.266kJ mol -1.H 1=(T298[40.53C p m (CO 2)+42.90C p m (H 2O,g)+160.29C p m (N 2)]d T ={(T 298[40.53#(28.66+35.702#10-3T )+42.90#(30.00+10.71#10-3T )+160.29#(27.87+4.27#10-3T )]d T }J mol -1=[(T 298(6915.872+2.591T )d T ]J mol -1=(1.295T 2+6915.827T -22124.237#103)J mol -1.H = r H o m (298K)+ H 1=(1.295T 2+6915.827T -22124.237#103)J mol -1.3.2 水煤气燃烧反应的火焰温度水煤气在空气中燃烧反应火焰为蓝色,蓝色波长范围为450~500nm [4],现以波长 =500nm 予以计算.根据公式(4)得:1.295T 2+6915.872T -22124.237#103=-0.1196#21.825#109 500,T =1822K.煤气的最高火焰温度为1773)[5],水煤气的理论计算温度比该温度高49K,误差仅为2.76%,这进一步表明上述氢气和烃燃烧反应的机理是正确的.4 焦炉气燃烧反应的火焰温度焦炉气是另一种家庭常用煤气,它是干馏烟煤的产物.这种煤气燃烧反应的火焰温度如何?下面予以分析.4.1 焦炉气燃烧反应的反应焓 H 与温度T 之间的关系焦炉气的组成为60%H 2、25%C H 4、5%CO 、2%CO 2、4%N 2和5%其他气体[6].现将其他气体并于N 2中,以100mol 焦炉气为基准予以计算.100mol 焦炉气完全燃烧需要392.86mol 空气(82.5molO 2,310.36molN 2),燃烧反应的反应式为:60H 2+25C H 4+5CO+2CO 2+8N 2+82.5O 2+310.36N 2 110H 2O(g)+32C O 2+318.36N 2+67.5hv.实际发生的反应为60H 2+25C H 4+5CO+82.5O 2 110H 2O(g)+30CO 2+67.5hv.由于焓为状态函数,可设计如下途径:73第3期 高志崇:煤气燃烧反应的火焰温度由途径可知:r H o m (298K)=30 f H o m (C O 2)+110 f H o m (H 2O,g)-25 f H o m (C H 4)-5 f H o m (C O)=[30#(-393.514)+110#(-241.827)-25#(-74.848)-5#(-110.525)]kJ mol -1=-35982.565kJ mol -1.H 1=(T298[30C p m (CO 2)+110C p m (H 2O,g)+318.36C p m (N 2)]d T ={(T 298[30#(28.66+35.702#10-3T )+110#(30.00+10.71#10-3T )+318.36#(27.87+4.27#10-3T )]d T }J mol -1=[(T 298(13089.813+3.680T )d T ]J mol -1=(1.840T 2+13089.813T -4064.164#103)J mol -1.H = r H o m (298K)+ H 1=(1.840T 2+13089.813T -40046.729#103)J mol -1.4.2 焦炉气燃烧反应的火焰温度焦炉气在空气中燃烧反应火焰为蓝色,现以波长 =500nm 予以计算.根据公式(4)得:1.840T 2+13089.813T -40046.729#103=-0.1196#67.5#109 500,T =1507K.焦炉气燃烧反应的理论火焰温度比水煤气的理论火焰温度(1822K)低315K.5 小结煤气燃烧反应的最高火焰温度为1773K [5].水煤气和焦炉气是两种最为常见的煤气,计算得到的水煤气的最高火焰温度为1822K,比煤气的最高温度高49K,误差仅有2.76%;而焦炉气的计算温度较低,为1507K.这进一步表明了氢气和烃的燃烧反应机理.氢气燃烧反应的机理为:(1)O 2+hv 2O ;(2)H 2+O H 2O+hv;烃燃烧反的机理为:(1)O 2+hv 2O ,(2)C p H 2q p C+q H 2,(3)H 2+O H 2O+hv,(4)C+O CO+hv,(5)2C O+O 2 2CO 2.[参考文献][1]高志崇.燃烧反应火焰温度的探讨[J].聊城师院学报(自然版),2001,14(1):57-60.[2]高志崇.烃燃烧反应的机理[J].辽宁大学学报,2002,29(3):266-271.[3]陈五平.无机化工工艺学(一)合成氨(第二版)[M ].北京:化学工业出版社,1995.119.[4]金世勋.物理化学[M].北京:高等教育出版社,1989.325.[5]谷亨杰.有机化学实验(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1994.32.[6]周颂高,刘芝生.化学(第四册)[M].上海:上海科学技术出版社,1983.74.Flame temperature of gas combustion reactionGAO Zhi chong(Department of Chemistry,Taishan University,Tai ∗an 271021,China)Abstract :This paper,by calculating flame temperatures produced by water gas and oven gas combustion reac tions reveals the mechanisms of hydrogen and hydrocarbons combustion reactions.The mechanism of hydrogen com bustion reaction includes:(1)O 2+hv 2O ,(2)H 2+O H 2O+hv;while that of hydrocarbons combustion reac tions consists of:(1)O 2+hv 2O ,(2)C p H 2q pC+qH 2,(3)H 2+O H 2O+hv,(4)C+O CO+hv,(5)2CO+O 2 2CO 2.Key words :combustion reac tion;te mperature;enthalpy;wavelength 74 泰山学院学报 第25卷。