第四章 空气需要量和燃烧产物生成量
第四章 燃烧反应计算
实际燃烧时，由于n 1 ，因此就多了一 部分的空气未参与燃烧反应，这样就在燃烧产 物中增加了氧成分（O2’即VO2），且使得N2’ 含量增加，这时的实际燃烧产物生成量可以写 成：
Vn= Vco2+Vh2o+ VSO2+VN2+VO2
值得注意的是，这里的VN2与Vo中的VN2是不相等 的，要多（Ln-Lo）79% ！
燃料与燃烧学
燃烧反应计算
概述
燃烧反应的静力学计算，不涉及速度即动 力学 按燃烧反应式进行物质平衡及热平衡计算
目的
合理利用燃料 选择合理的风机 组织合理的燃烧 为炉子设计和管理提供必要的原始数据
假设条件
反应速度无限快，充分混合、接触，氧化剂允许过 剩，燃烧产物包括反应完成后生产物、剩余物 气体体积均为标准状态下体积（0℃，1kmol： 22.4m3） 空气成分：干成分 O2、N2，其中体积比例为：O2： 21%、N2：79%，重量：O2：23.2%、N2：76.8% 水蒸汽按饱和水蒸气计算 燃烧反应计算知道燃料成分，固、液体燃料为应用 成分，气体燃料为湿成分
79 N 2 LnX 100 + 100
因此
Vn=(CO+H2+ (n
m 1 )CnHm +2H S+CO +N +H O)X 2 2 2 2 2 100
+
+(n -0.21)L0+
当n = 1时
0.00124gLn
Vo=(CO+H2+ (n +0.79L0
m 1 )CnHm +2H S+CO +N +H O)X 2 2 2 2 2 100
燃烧计算
3
气体燃料理论空气量
w w w w w 气体燃料体 COw H 2 Cn H m H 2Sw CO2 N 2 O 2 H 2O w 100 积百分数为：
可燃成分反 应方程式为：
单位体积气 体燃料的理 论需氧量与 理论空气量 分别为：
2013-12-27 河北工业大学能源与环境学院
2013-12-27
Vn 完 Vn 不 0.5VCO 0.5VH Vn 不 100 0.5CO' 0.5H 2 '
2
2
1 100
Vn 完干 Vn 不干 0.5VCO 1.5VH
2VCH 4 Vn 不干 100 0.5CO ' 1.5H 2 ' 2CH 4 '
2013-12-27
河北工业大学能源与环境学院
2
固、液体燃料， 质量百分数为：
第一节 空气需要量的计算
对于H的反 应存在关系：
1 反应式：H O2 H 2 O 2 数量关系： 16 19 2 每k g耗氧： 8 （k g / k g） 1 9
Car％+Har％+Sar％+Oar％+Nar％+Aar％+Mar％=100％
2013-12-27
河北工业大学能源与环境学院
8
第三节不完全燃烧烟气生成量
产生不完全燃烧的原因：1、空气供给量不足，n<1，烟气呈还 愿性；2、n>1，但是燃料空气混合不均匀，或者液体燃料雾化不良。 不完全燃烧的产物：除二氧化碳、水、二氧化硫之外，还有一 氧化碳、氢、甲烷等。现象就是黄色火焰、有残炭、冒黑烟。
Vn 完 Vn 不 (1.88VCO 1.88VH
消防燃烧学
04
空气需要量是 燃烧控制的重 要参数，关系 到燃烧效率和 污染物排放。
燃烧产物生成量
燃烧产物：二氧化 碳、水蒸气、氮氧 化物等
01
生成量与燃烧条件 有关：如温度、压 力、氧气浓度等
02
04
燃烧产物的利用： 如二氧化碳用于合 成燃料、氮氧化物 用于制造化肥等
03
燃烧产物对环境的 影响：如温室效应、 酸雨等
两者关系
01
空气需要量： 燃料燃烧所需
的氧气量
02
燃烧产物生成 量：燃料燃烧 后产生的气体、
烟尘等物质
03
关系：空气需 要量与燃烧产 物生成量成正 比，即空气需 要量越大，燃 烧产物生成量
越多
04
影响：空气需 要量不足会导 致燃烧不充分， 产生有毒气体 和烟尘，影响 环境质量和人
04
确认周围环境安全，确 保自身安全
灭火措施
冷却灭火：降低 温度，使可燃物
无法继续燃烧
窒息灭火：隔绝 氧气，使可燃物
无法继续燃烧
隔离灭火：将可 燃物与火源隔离，
阻止火势蔓延
化学抑制灭火： 使用灭火剂，使
燃烧反应中断
逃生技巧
保持冷静：遇到 火灾时，保持冷 静，不要惊慌失 措。
寻找逃生路线： 观察周围环境， 寻找最近的逃生 路线，如安全出 口、楼梯等。
利用消防设施： 使用灭火器、消 防栓等消防设施 进行灭火，为自 己争取逃生时间。
保护呼吸系统： 用湿毛巾或衣物 捂住口鼻，防止 吸入有毒气体。
匍匐前进：在浓 烟环境中，尽量 匍匐前进，避免 吸入过多有毒气 体。
寻求帮助：如果 无法自行逃生， 可以拨打119报警 电话，寻求消防 员的帮助。
消防燃烧学之空气需要量和燃烧产物生成量
一氧化碳燃烧，方程式和体积比
• CO ＋ ½ O2 ＝ CO2
•1 ½
(m3)
氢气燃烧，方程式和体积比
• H2 ＋ ½ O2 ＝ H2O
•1 ½
(m3)
各成分氧气需要量
碳氢化合物燃烧，方程式和体积比
• CnHm ＋ (n+m/4) O2 ＝ nCO2 ＋ m/2H2O
•1
(n+m/4)
(m3)
硫化氢燃烧，方程式和体积比
固体和液体燃料理论空气量的计算
固体和液体燃料的成分表示法，质量百分 比含量
• C％＋H％＋O％＋N％＋S％＋A％＋W％＝100％
按照化学反应质量守恒的原则，列出各成 分完全燃烧的反应方程式。依据方程式计 算各物质的量
各成分的燃烧计算
碳元素的燃烧，方程式和质量关系
• C ＋ O2 ＝ CO2 • 12 32 44 • 1 8/3 11/3
第四章
空气需要量和燃烧产物生 成量
计算的实际意义
要设计炉子的燃烧装置和鼓风系统，就必 须知道为保证一定热负荷（燃料消耗量） 所应供给的空气量
而设计排烟系统，就必须知道燃烧产物（ 或烟气）的生成量、成分和密度
在进行炉内热交换、压力、温度等的热工 计算、热工测试或热工分析时也需要进行 供给空气量和燃烧产物生成量、成分和密 度的计算
为得到炉内的还原性气氛，会减少空气量 ，比理论值少一些
实际空气需要量
实际空气消耗量Ln，n值为空气消耗系数 ，（n>1称空气过量系数）
n值的确定一般是在设计炉子或燃烧装置 的时候预先选取的，或根据实测确定
空气中水蒸气的考虑
查附表5可得到每m3干空气吸收的水蒸气体积 数量lH2O L0为理论干空气需要量，L0,w为理论湿空气需要 量，则
《燃料与燃烧》部分习题答案
一《燃料与燃烧》习题解答第一篇 燃料概论1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。
解：干燥无灰基的计算：02.41=daf V98.58100=-=daf daf V Fc ;收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=10036.35100100=--⨯=arar daf ar A M V VA ar = 9.95 FC ar = 50.85干燥基的计算： 35.10=d AV d = 36.77;88.52100=--=d d d A V FC2. 某种烟煤成分为：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。
解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S收到基： 33.8100100=-⨯=ard ar M A A95.72100100=--⨯=arar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0干燥基： 68.8=d A 99.75100100=-⨯=ddaf d A C C 36.5913.0=⨯=daf d H H 77.4913.0=⨯=daf d O ON d = N daf ×0.913 =1.7447.3913.0=⨯=daf d S S干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80二3. 人工煤气收到基组成如下：H 2 CO CH 4 O 2 N 2 CO 2 H 2O 48.0 19.3 13.0 0.8 12.0 4.5 2.4计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值；解：干煤气中： H 2，d = 48.0×[100/（100-2.4）]=49.18 CO ，d = 19.3×1.025=19.77 CH 4，d = 13.31 O 2，d = 0.82 N 2，d = 12.30 CO 2，d = 4.61ρ＝M 干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28×12.30%+44×4.61%)/22.4＝ 0.643 kg/m 3Q 高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331）＝14.07×103 kJ/m 3＝ 14.07 MJ/ m 3Q 低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331）＝12.55×103 kJ/m 3＝ 12.55 MJ/ m 3第二篇 燃烧反应计算第四章 空气需要量和燃烧产物生成量5. 已知某烟煤成分为（%）：C daf —83.21,H daf —5.87, O daf —5.22, N daf —1.90,S daf —3.8, A d —8.68, W ar —4.0,试求：（1） 理论空气需要量L 0（m 3/kg ）； （2） 理论燃烧产物生成量V 0（m 3/kg ）;（3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103kW ，要求空气消耗系数n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分。
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物.doc
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物燃气的燃烧计算，是按照燃气中可燃成分与氧进行化学反应的反应方程式，根据物质平衡和热量平衡的原理，来确定燃烧反应的诸参数，包括：燃烧所需要的空气量、燃烧产物的生成量及成分、燃烧完全程度、燃烧温度和烟气焓。
这些参数是燃气燃烧设备设计、热工管理必要的数据，也是评定生产操作、提高热效率、进行传热和空气动力计算不可缺少的依据。
考虑到燃气、空气和燃烧产物各组成所处的状态，可以相当精确地把它们当作理想气体来处理。
所以，燃烧计算中气体的体积都按标准状态(0℃、101325Pa)计算，其摩尔体积均为22．4L，计算基准可以用1m3的湿燃气，也可以用1m3干燃气。
必须注意的是，后者还要带入所含的饱和水汽量，这就是大多数场合下所使用的基准——含有1m3干燃气的湿燃气。
确定燃气燃烧所需空气量和燃烧产物量，属于燃烧计算的物料平衡的内容。
一、空气需要量(一)理论空气需要量V0V0是指1m3燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需要供给的空气量，m3空气／m3干燃气，它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
V0的计算方法为，先按照燃烧反应方程式和燃烧计算的氧化剂条件(假设干空气体积仅由21％的氧和79％的氮组成)，确定燃烧所需的理论氧气量，然后换算成理论空气需要量。
从单一可燃气体着手。
例如，CO的燃烧反应方程式，连同随氧带入的氮，可表示为CO+0．502+3．76×0．5N2=C02+1．88N2 上式表明，1m3的C0完全燃烧，理论需氧量为0．5m3，随氧带入的氮量为1．88m3，相当的理论空气需要量是0．5/0．21=2.38m3。
对气态重碳氢化合物CmHn，燃烧反应方程式为CmHn+(m+n/4)O2+3．76(m+n/4)N2=mC02+ (n／2)H20+3．76(m+n／4)N2 (1—1) 也清楚地表明，1m3的CmHn完全燃烧，需要(m+n／4)m3的理论氧，同时带入3．76(m+n／4)m3的氮，故理论空气需要量为(m+n／4)／0．21=4．76(m+n／4)m3。
燃料与燃烧第二版习题答案..
《燃料与燃烧》习题解（仅供参考）第一篇 燃料概论1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。
解：干燥无灰基的计算：02.41=daf V98.58100=-=daf daf V Fc ;收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=10036.35100100=--⨯=arar daf ar A M V VA ar = 9.95 FC ar = 50.85干燥基的计算： 35.10=d AV d = 36.77;88.52100=--=d d d A V FC2. 某种烟煤成分为：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0;试计算各基准下的化学组成。
解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100100=-⨯=ard ar M A A95.72100100=--⨯=ar ar dafar M A C CH ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100100=-⨯=ddaf d A C C 36.5913.0=⨯=daf d H H 77.4913.0=⨯=daf d O ON d = N daf ×0.913 =1.7447.3913.0=⨯=daf d S S干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.803. 人工煤气收到基组成如下：计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值；解：干煤气中： H 2，d = 48.0×[100/（100-2.4）]=49.18 CO ，d = 19.3×1.025=19.77 CH 4，d = 13.31 O 2，d = 0.82 N 2，d = 12.30 CO 2，d = 4.61ρ＝M 干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28×12.30%+44×4.61%)/22.4＝ 0.643 kg/m 3Q 高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331）＝14.07×103 kJ/m 3＝ 14.07 MJ/ m 3Q 低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331）＝12.55×103 kJ/m 3＝ 12.55 MJ/ m 3第二篇 燃烧反应计算第四章 空气需要量和燃烧产物生成量5. 已知某烟煤成分为（%）：C daf —83.21,H daf —5.87, O daf —5.22, N daf —1.90,S daf —3.8, A d —8.68, W ar —4.0,试求：（1） 理论空气需要量L 0（m 3/kg ）； （2） 理论燃烧产物生成量V 0（m 3/kg ）;（3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103kW ，要求空气消耗系数n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分。
燃料燃烧热值、所需空气量及烟气生成量的计算方法
燃料燃烧热值、所需空气量及烟气生成量的计算方法赵镇魁（重庆市建筑材料设计研究院，重庆400020）摘要：通过计算公式和列表数据详细介绍了砖瓦生产过程中燃料燃烧热值、所需空气量及烟气生成量的计算方法。
关键词：燃烧热值；空气量；烟气烧结砖瓦生产的热工设备（包括干燥室和隧道窑）的运行，离不开燃料和空气，而燃料燃烧的热值、所需空气量及烟气生成量等参数是合理制定热工制度不可或缺的基础资料。
下面介绍一种燃料燃烧热值、所需空气量及烟气生成量的计算方法，供参考。
1由燃料的元素分析计算热值单位质量（或体积）的燃料完全燃烧产生热量的大小，称为该燃料的热值（亦称发热量），一般用kJ/kg （kcal/kg）表示，气体燃料也可用kJ/Nm3表示。
1.1固体燃料Q Y DW=81C y+246H y-26（O y-S y）-6W y式中Q Y DW-燃料的应用基低位热值，kcal/kg。
说明：应用基是按煤样送到分析室时的状态进行分析所得的结果，它最接近于实际应用中燃料的状态，故名“应用基”代号为“y”；C y-燃料中碳成分的质量百分含量；H y-燃料中氢成分的质量百分含量；O y-燃料中氧成分的质量百分含量；S y-燃料中硫成分的质量百分含量；W y-燃料中水成分的质量百分含量。
例如：某煤中C y成分的质量百分含量为70%，H y 含量为3%；O y含量为15%，S y含量为3%，W y含量为9%。
则该煤的应用基低位热值：Q Y DW=81×70+246×3-26（15-3）-6×9=5670+738-312-54=6042(kcal/kg)即：25256kJ/kg1.2气体燃料Q Y DW=30.2CO+25.8H2+85.5CH4+141C2H4+55.3H2S 式中Q Y DW-燃料的应用基低位热值；CO-燃料中一氧化碳成分的体积百分含量；H2-燃料中氢成分的体积百分含量；CH4-燃料中甲烷成分的体积百分含量；C2H4-燃料中乙烯成分的体积百分含量；H2S-燃料中硫化氢成分的体积百分含量。
《燃料及燃烧》部分习题答案
燃料与燃烧》习题解答第一篇 燃料概论1. 某种煤的工业分析为： M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、 干燥无灰基的工业分析组成解：干燥无灰基的计算： V daf 41.02Fc daf 100 V daf58.98;100 M arA arV ar V daf ar ar35.36A ar = 9.95 FC ar = 50.85V d = 36.77;FC d 100 V d A d 52.882. 某种烟煤成分为：C daf =83.21H daf =5.87O daf =5.22N daf =1.90A d =8.68 M ar =4.0;试计算各基准下的化学组成。
解：干燥无灰基：S daf 100 C daf H daf O daf N daf 3.80收到基：A ar A d 100 Mar8.33100 C ar C daf100 Aar Mar72.95100Har=5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0干燥基：A d 8.68C d C daf100 Ad75.99100H d H daf 0.913 5.36收到基的计算FC ar 100 A ar M ar V ar100干燥基的计算：A d 10.35O d O daf0.913 4.77N d = N daf ×0.913 =1.74S d S daf 0.913 3.47干燥无灰C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf=1.90 S daf =3.80基：3. 人工煤气收到基组成如下：计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值；解：干煤气中：H 2 ，d = 48.0 × [100/ (100-2.4 )]=49.18CO ，d = 19.3 ×1.025=19.77CH 4，d = 13.31O 2，d = 0.82N 2，d = 12.30CO 2，d = 4.61ρ＝M 干/22.4 ＝(2 ×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28 ×12.30%+44×4.61%)/22.4＝0.643 kg/mQ 高＝4.187 ×(3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331)3 3 3＝14.07 × 103 kJ/ m3＝14.07 MJ/ m3Q 低＝4.187 ×(3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331)＝12.55 × 103 kJ/ m3＝12.55 MJ/ m3第二篇燃烧反应计算第四章空气需要量和燃烧产物生成量5. 已知某烟煤成分为( %)：C daf—83.21,H daf —5.87, O daf —5.22, N daf —1.90,S daf —3.8, A d —8.68, W ar —4.0,试求：1）理论空气需要量L0（m 3/kg ）；2）理论燃烧产物生成量V0（m3/kg ）3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为 17×10 3kW ，要求空气消耗系数 n=1.35 ，求每小 时供风量，烟气生成量及烟气成分。
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物(标准版)
( 安全管理 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改燃气燃烧所需空气量及燃烧产物(标准版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process燃气燃烧所需空气量及燃烧产物(标准版)燃气的燃烧计算，是按照燃气中可燃成分与氧进行化学反应的反应方程式，根据物质平衡和热量平衡的原理，来确定燃烧反应的诸参数，包括：燃烧所需要的空气量、燃烧产物的生成量及成分、燃烧完全程度、燃烧温度和烟气焓。
这些参数是燃气燃烧设备设计、热工管理必要的数据，也是评定生产操作、提高热效率、进行传热和空气动力计算不可缺少的依据。
考虑到燃气、空气和燃烧产物各组成所处的状态，可以相当精确地把它们当作理想气体来处理。
所以，燃烧计算中气体的体积都按标准状态(0℃、101325Pa)计算，其摩尔体积均为22．4L，计算基准可以用1m3的湿燃气，也可以用1m3干燃气。
必须注意的是，后者还要带入所含的饱和水汽量，这就是大多数场合下所使用的基准——含有1m3干燃气的湿燃气。
确定燃气燃烧所需空气量和燃烧产物量，属于燃烧计算的物料平衡的内容。
一、空气需要量(一)理论空气需要量V0V0是指1m3燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需要供给的空气量，m3空气／m3干燃气，它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
V0的计算方法为，先按照燃烧反应方程式和燃烧计算的氧化剂条件(假设干空气体积仅由21％的氧和79％的氮组成)，确定燃烧所需的理论氧气量，然后换算成理论空气需要量。
从单一可燃气体着手。
例如，CO的燃烧反应方程式，连同随氧带入的氮，可表示为CO+0．502+3．76×0．5N2=C02+1．88N2上式表明，1m3的C0完全燃烧，理论需氧量为0．5m3，随氧带入的氮量为1．88m3，相当的理论空气需要量是0．5/0．21=2.38m3 。
燃料与燃烧部分习题答案
《燃料与燃烧》习题解答第一篇 燃料概论1. 某种煤的工业分析为：M ar =, A d =, V daf =, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。
解：干燥无灰基的计算：02.41=daf V98.58100=-=daf daf V Fc ;收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=10036.35100100=--⨯=arar daf ar A M V VA ar = FC ar =干燥基的计算： 35.10=d AV d = ;88.52100=--=d d d A V FC2. 某种烟煤成分为：C daf = H daf = O daf = N daf = A d = M ar =; 试计算各基准下的化学组成。
解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S收到基： 33.8100100=-⨯=ard ar M A A95.72100100=--⨯=arar daf ar M A C CH ar = O ar = N ar = S ar = M ar =干燥基： 68.8=d A 99.75100100=-⨯=ddaf d A C C 36.5913.0=⨯=daf d H H 77.4913.0=⨯=daf d O ON d = N daf × =47.3913.0=⨯=daf d S S干燥无灰基：C daf = H daf = O daf = N daf = S daf =3. 人工煤气收到基组成如下： H 2 CO CH 4 O 2 N 2 CO 2 H 2O计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值；解：干煤气中： H 2，d = ×[100/（）]= CO ，d = ×= CH 4，d = O 2，d = N 2，d = CO 2，d =ρ＝M 干/＝(2×%+28×%+16×%+32×%+28×%+44×%)/ ＝ kg/m 3Q 高 ＝×（3020×+3050×+9500×）＝×103 kJ/m 3＝ MJ/ m 3Q 低 ＝×（3020×+2570×+8530×）＝×103 kJ/m 3＝ MJ/ m 3第二篇 燃烧反应计算第四章 空气需要量和燃烧产物生成量5. 已知某烟煤成分为（%）：C daf —,H daf —, O daf —, N daf —,S daf —, A d —, W ar —,试求：（1） 理论空气需要量L 0（m 3/kg ）；（2） 理论燃烧产物生成量V 0（m 3/kg ）;（3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103kW ，要求空气消耗系数n=，求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分。
燃料及燃烧：4.第二篇 第四章 空气需要量和燃烧产物生成量(新)
Ln （1 0.00124g）nL0
12
2 燃烧产物的生成量计算
• 完全燃烧的计算
燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平 衡进行计算的。完全燃烧时，单位质量（或体积）燃 料燃烧后生成的燃烧产物包括二氧化碳，二氧化硫， 水，氮气和氧气。
实际燃烧产物生成量
V0和Vn之差别在于n=1时比n>1时的燃烧产物生成量少 一部分过剩空气量，故可以写出如下式子：
m 2
H 2O
H2S
3 2
O2
H 2O
S O2
因各气体的公斤分子体积均相等，故知1立方米CO燃烧需要0.5立方米氧 气，1立方米氢气燃烧需氧气0.5立方米，以此类推。故1立方米煤气燃烧 需氧量
1 1
L0,O2
[ CO 2
2
H2
(n
m 4
)Cn
Hm
3 2
H2S
O2
]*
1 100
(m3
/
m3
)
11
1
总述
一、燃烧反应计算
按照燃料中可燃物分子与氧化剂分子进行 化学反应的反应方程式，根据物质平衡和热量 平衡的原理，确定燃烧反应的各参数。
主要参数有：1.单位数量燃料燃烧所需的氧化
剂的数（空气或氧气）；2.燃烧产物的数量、成分； 3.燃烧温度；4.燃烧完全程度。
这些参数在热工研究，炉子设计和生产操 作中都应掌握。
17
18
• 不完全燃烧的燃烧产物
燃料在炉内或燃烧室内实际上有时并没有完全燃烧。 这方面有两种情况：一种情况是以完全燃烧为目的， 但是由于设备或操作条件的限制，而未能达到完全燃 烧。另一种情况则是有意地组织不完全燃烧，以得到 炉内的还原性气氛。下面讲两个不完全燃烧问题的计 算原理。
空气需要量和燃烧产物生成量
燃烧前处理是对燃料进行预处 理，如煤的洗选、生物质气化 等，以减少有害物质的产生。
燃烧产物的再利用
燃烧产物的再利用主要是将处理后的产物进行回收或再利用，如余热的利用、灰渣 的利用等。
余热的利用是将燃烧产生的余热进行回收，用于供暖、发电等。
灰渣的利用是将燃烧产生的灰渣进行回收，用于建材、化工等领域。
02
空气需要量
理论空气需要量
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
理论空气需要量是指燃料在理 论上完全燃烧所需的空气量。
计算公式：理论空气需要量 = 燃料消耗量 / 燃料中可燃成分 的百分比。
例如，如果燃料消耗量为 100kg，燃料中可燃成分的百 分比为80%，则理论空气需要 量为125kg。
实际空气需要量
实际空气需要量是指在实际燃烧 过程中，为了达到完全燃烧所需
固体废物排放
燃烧过程中产生的灰渣和废弃物 ，如果未经处理直接排放，会对 土壤造成严重污染。
THANKS
感谢观看
采用低硫燃料、安装尾气处理装置、优化燃烧方式等。
二氧化碳排放量
二氧化碳排放量
燃烧过程中会产生大量的二氧化碳，这是造成全球气候变暖的主要温室气体之一。
减少二氧化碳排放量的措施
提高能源利用效率、开发可再生能源、植树造林等。
悬浮颗粒物生成量
悬浮颗粒物生成量
燃烧过程中会产生大量的悬浮颗粒物，这些颗粒物对人体健康和环境造成危害，如引起呼吸道疾病、 降低能见度等。
减少悬浮颗粒物生成量的措施
采用高效除尘设备、优化燃烧方式、控制烟气排放等。
04
燃烧产物的处理和利用
燃烧产物的处理方式
01
02
03
04
燃烧产物的处理方式主要有： 燃烧后处理、燃烧中处理和燃
燃烧学(二)
（kg） （kg / kg）
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§1 燃烧所需的空气量计算
二、固体和液体燃料的理论空气需要量
因此，每公斤燃料完全燃烧所需要的理论氧气质量为：
8 1 G0.O2 ( C 8 H S O) 3 100
（kg/kg）
(4-2)
在标准状态下1kmol质量的气体体积量为22.4 Nm3，所以标 准状态下氧气的密度为32/22.4=1.429 kg/Nm3 。 故每公斤燃料完全燃烧所需要的理论氧气体积量为：
（Nm3/ Nm3） （4-17） 理论烟气量（n=1时，不考虑空气的水分）为：
Vn [CO H 2 (n m 1 79 )C n H m 2 H 2 S CO2 N 2 H 2 0] L0 2 100 100
（4-18）
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§2 完全燃烧的烟气量计算
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§1 燃烧所需的空气量计算
四、实际空气需要量与过剩空气系数
在实际的燃烧装置中为保证燃料能够完全燃烧，实际供应的空 气量总是大于理论空气量的。燃烧时实际供应的空气量叫实际空气 量。实际空气量与理论空气量的比值称为过剩空气系数。 过剩空气系数：n=Ln/L0 实际空气量： Ln=nL0 过剩空气量： Ln-L0= nL0-L0=(n-1) L0
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§2 完全燃烧的烟气量计算
燃烧产物的量可以根据燃烧反应前后的物质平衡关系 进行计算。完全燃烧时单位燃料燃烧后的产物包括： CO2 ，SO2 ，H2O，O2 ，N2
Vn VCO2 VSO2 VH2O VN2 VO2
（Nm3 / kg）或者（Nm3 / Nm3） (4-11)
烟气量计算公式知识分享
燃料空气需要量及燃烧产物量的计算所有理论计算均按燃料中可燃物质化学当量反应式，在标准状态下进行，1kmol 反应物质或生成物质的体积按22.4m 3计，空气中氧和氮的容积比为21:79，空气密度为1.293kg/m 3。
理论计算中空气量按干空气计算。
燃料按单位燃料量计算，即固体、液体燃料以1kg计算，气体燃料以标准状态下的1m 3计算。
单位燃料燃烧需要理论干空气量表示为L 0 g ，实际燃烧过程中供应干空气量表示为Ln g ；单位燃料燃烧理论烟气量表示为V 0，实际燃烧过程中产生烟气量表示为Vn;单位燃料燃烧理论干烟气量表示为V 0g ，实际燃烧过程中产生干烟气量表示为Vn g ;一、通过已知燃料成分计算1. 单位质量固体燃料和液体燃料的理论空气需要量（m 3/kg ）L 0=（8.89C ＋26.67H ＋3.33S －3.33O ）×10﹣2式中的C 、H 、O 、S ——燃料中收到基碳、氢、氧、硫的质量分数%。
2. 标态下单位体积气体燃料的理论空气需要量（m 3/m 3）L 0=4.76⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+++∑2222342121O S H•CmHn n m H CO ×10﹣2式中CO 、H 2、H 2O 、H 2S 、CmHn 、O 2——燃料中气体相应成分体积分数(%).3. 空气过剩系数及单位燃料实际空气供应量空气消耗系数а=0L 量单位燃料理论空气需要量单位燃料实际空气需要∂L 在理想情况下，а=1即能达到完全燃烧，实际情况下，а必须大于1才能完全燃烧。
а＜1显然属不完全燃烧。
а值确定后，则单位实际空气需要量L а可由下式求得：L 0g =аgL 0以上计算未考虑空气中所含水分4. 燃烧产物量a.单位质量固体和液体燃料理论燃烧产物量(m 3/kg) 当а=1时，V 0=0.7L 0+0.01(1.867C+11.2H+0.7S+1.244M+0.8N)式中 M ——燃料中水分（%）。
燃烧空气需要量、燃烧产物
燃烧反应
可燃物+空气→产物+Q
一、燃烧产物的基本概念
燃烧 由燃烧或热解作用而产生的全部物质
产物
一、燃烧产物的基本概念
燃烧 产物
完全燃 不完全 烧产物 燃烧产
离解 产物
烟
物
一、燃烧产物的基本概念
烟
由于燃烧或热解作用所产生的悬浮于大气中 可见的固体和（或）液体微粒。
碳粒子生成氢比值 ３ 可燃物分子结构
1. 烟气的毒害性
back
2. 烟气的减光性
人们都有这样的生活经验：夜间突然断电， 白天进入影院，都会造成突然的“失明”，视 觉恢复需要一定的适应过程，火灾烟气同样能 造成这样的效果。人一旦为烟气围困，无论是 白昼还是黑夜，常使人的视距不足几十厘米， 因而也使火场逃生极度困难。
back
可见光波的波长为0.4-0.7m，一般火 灾烟气中烟粒子粒径为几微米到几十微 米，即烟粒子的粒径大于可见光的波长， 这些烟粒子对可见光是不透明的，即对 可见光有完全的遮蔽作用，当弥蔓时， 可见光因受到烟粒子的遮蔽而大大减弱， 能见度大大降低，这就是烟气的减光性
3. 不完全燃烧产物的爆炸性
不完全燃烧产物中的一氧化碳与空气 混合，能继续燃烧或发生爆炸，燃烧产物 有很高的热能，会因对流、辐射引起新的 火点，甚至引起火场上可燃物迅速着火而 形成轰燃，成为火势发展、蔓延的重要因 素
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2
m H 2O 2
• 每公斤气体体积均为22.4m3,所以1m3CO燃烧需要 氧气为1/2m3，依此类推 • 根据前面的推导，1m3气体燃料完全燃烧所需的 理论氧气量为
1 1 3 m 2 L CO H n C H H S O 10 0 , O 2 nm 2 2 2 2 2 4 2
求先进行空气需要量和燃烧产物生成量、成分、密度的计 算
空气需要量的计算
• 固体、液体和气体燃料的成分习惯上有不
同的表示方法，因此它们的燃烧计算表达 式有所不同
– 固体燃料和液体燃料的理论空气需要量 – 气体燃料的理论空气需要量 – 实际空气需要量
固体燃料和液体燃料的理论空气需要量
•
•
固体和液体燃料成分（质量百分含量）为
第四章
空气需要量和燃烧产物生成量
• 燃料燃烧所需要的空气（或氧气）数量、燃烧产物生成量
以及与此有关的燃烧产物成分和密度，都是根据燃烧反应 的物料平衡计算的，这些参数有广泛的实际用途
– 为正确设计炉子的燃烧装置和鼓风装置，必须知道保
证一定热负荷（燃料消耗量）所应供给的空气量
– 燃烧产物的生成量、成分和密度，是设计排烟系统所 必需已知的参数 – 这些参数与炉内的热交换过程、压力水平也有关系 • 所以，在进行炉子热工计算或热工试验、热工分析中，要
• 燃烧产物的密度ρ，有两种计算方法
• 用参加反应的物质的总质量除以燃烧产物的体积。
–参加反应物为固、液体时
A （ 1 ） 1.293L n 100 V n
–参加反应物为气体燃料时
22.4 ［ 28 CO 2 H （ 12 n m)C H 34 H S 44 CO 32 O 28 N 18 H O] ） 1.2 2 n m 2 2 2 2 2 n 100 V n
（m3／kg或m3／m3） • V0和Vn的差别在于n＝1时比n>1时的燃烧产物生成 量少一部分过剩空气量，故可写出
V V L L n 0 n 0
• 对于固体和液体燃料
V V V V V V n CO SO H O N O 2 2 2 2 2 C S H WN 22 . 4 21 ( ) (n )L 0 . 00124 gL n 0 12 322 18 28 100 100
Ln=nL0
• 式中n为“空气消耗系数” • 当n>1时，被称为“空气过剩系数”
Ln n L0
• L0值取决于燃料的成分，燃料中可燃物含量越高，则L0值也就越大。
而Ln值和n值有关，n值则与燃烧条件有关，根据燃烧设备和操作 选取的n值越大，Ln值也就越大。
燃烧产物的生成量、成分和密度
• 燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平
C％＋H％＋O％＋N％＋S％＋A％＋W％＝100％ 各成分完全燃烧方程式 C＋O2＝CO2
H2＋1／2O2＝H2O
S＋O2＝SO2 • 每公斤燃料完全燃烧时所需要的氧气量(质量）为
8 1 G C 8 H S O 0 , O 2 3 100
• 按标准状况下氧的密度为32／22.4＝1.429（kg/m3)，故换算成体积需要量
1 8 1 L C 8 H S O 0 , O 2 1 . 429 3 100
•
•
上述空气需要量是按着化学反应计量关系计算的，忽略了其他因素的影响，故称为“理论氧 气需要量”
如果是在空气中燃烧，则每公斤燃料完全燃烧所需要的空气量，称为“理论空气需要量”
1 8 1 1 8 1 G 8 H S O C L C 8 H S O 0 0 0 . 232 3 100 1 . 429 0 . 21 3 100
衡进行计算的。
• 完全燃烧时，单位质量（或体积）燃料燃烧后生成
的燃烧产物包括CO2、SO2、H2O、N2、O2等，其中O2是
当空气消耗系数n大于1时才会有的。 • 燃烧产物的生成量
–当n＝1时称为理论燃烧产物生成量（V0） –当n≠1时称为实际燃烧产物生成量（Vn）
• 实际燃烧产物生成量Vn
V V V V V V n co so H O N O 2 2 2 2 2
• 对于气体燃料
m 1 21 V ＝［ CO H （ n ) C H 2 H S CO N H O ］ (n )L n 2 nm 2 2 2 2 n 2 100 100 0.00124gL n
• 燃烧产物的成分表示为各组成所占的体积百分数，为与燃 料成分相区别，燃烧产物的成分分子式上加“′”即
• 用燃烧产物的质量除以燃烧产物的体积
44C O 64S O 18H O 28 N 32 O 3 2 2 2 2 ＝ kg / m 100 22 . 4
• 1m3气体燃料完全燃烧所需的理论空气量为
1 1 1 3 m 2 L CO H n 0 . 21 2 2 4 2
实际空气需要量
• 在实际条件下，要保证炉内燃料完全燃烧，需供给比理论值多的 空气；而为了获得炉内的还原性气氛，又需供给少一些的空气。 因此，研究不同燃烧过程中实际空气的需要量具有重要的意义。 • 实际空气消耗量用Ln表示
气体燃料的理论空气需要量
• 气体燃料成分（体积百分数）为
CO % H % CH % C H % H S % CO % O % N % H O % 10 % 2 4 n m 2 2 2 2 2
• 可燃成分燃烧反应方程式为
1 O 2 CO 2 2 1 H 2 O 2 H 2O 2 m CnH m n O 2 nCO 4 3 H 2 S O 2 H 2 O SO 2 2 CO