煤气燃烧反应的火焰温度

煤气燃烧反应的火焰温度

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.3 May 2003

燃烧及火焰的颜色

燃烧及火焰得颜色 （一）燃烧得一般条件?1、温度达到该可燃物得着火点?2、有强氧化剂如氧气、氯气、高锰酸钾等存在 3、(爆炸物一般自身具备氧化性条件,如硝化甘油、三硝基甲苯、火药等，只要达到 温度条件,可以在封闭状态下急速燃烧而爆炸) （二）镁在哪些气体中可以燃烧？?１镁在空气或氧气中燃烧 2.镁在氯气中燃烧 3．镁在氮气中燃烧 4.镁在二氧化碳中燃烧?（三）火焰得颜色及生成物表现得现象 ｌ氢气在空气中燃烧-－淡蓝色火焰?ｌ氢气在氯气中燃烧--—苍白色火焰,瓶口有白雾. l 甲烷在空气中燃烧——-淡蓝色火焰?l酒精在空气中燃烧--—淡蓝色火焰 l 硫在空气中燃烧－——微弱得淡蓝色火焰,生成强烈剌激性气味得气体。?l 硫在纯氧中燃烧—--明亮得蓝紫色火焰,生成强烈剌激性气味得气体?l 硫化氢在空气中燃烧--－淡蓝色火焰，生成强烈剌激性气味得气体.?ｌ一氧化碳在空气中燃烧—-—蓝色火焰 l 磷在空气中燃烧，白色火焰,有浓厚得白烟?ｌ乙烯在空气中燃烧,火焰明亮，有黑烟 l 乙炔在空气中燃烧，火焰很亮,有浓厚黑烟 ｌ镁在空气中燃烧,发出耀眼白光?l 钠在空气中燃烧,火焰黄色 ｌ铁在氧气中燃烧，火星四射，(没有火焰）生成得四氧化三铁熔融而滴下。 (三）焰色反应 1. 钠或钠得化合物在无色火焰上灼烧，火焰染上黄色 2. 钾或钾得化合物焰色反应为紫色（要隔着蓝色玻璃观察） 48种常见及成分名称及成分 1.漂白粉（有效成分Cａ（ClO)2,非有效成分CaCl2）2、黄铁矿FｅＳ23、芒硝Ｎa2SO4·10H2O）４、黑火药Ｃ，KNＯ3，S 5、过磷酸钙Ｃa（Ｈ2ＰO４)2与ＣaＳO4 6 、明矾KＡｌ(SO4）2 ·１２H2O;7、绿矾FeＳO４·7H２O 8蓝矾（胆矾)CｕＳO4·5H2O 9、皓矾ZｎSO4·7H2O 1０、重晶石BaSO411 、苏打Na2ＣＯ3 12小苏打ＮaＨＣO31３石灰ＣaO １4熟石灰Ca(OH)21５、石灰石，大理石,白垩ＣａＣO3 16王水（浓硝酸浓盐酸3∶1) 17、石膏CaSO4·2H2O 熟石膏2ＣａSＯ４·Ｈ2O １8、石英、水晶，硅藻土SiO2 19、菱镁矿ＭgCO320、菱铁矿ＦeCO3 21、光卤石KCl·MｇCl2·6H2Ｏ22、刚玉,蓝宝石,红宝石Al2O323、锅垢CaCO３与Mg（OH)2２4、铁红,赤铁矿Fe2O325、磁性氧化铁，磁铁矿Ｆｅ３O426、铅笔芯材料-粘土与石墨２7、煤

燃料燃烧及热平衡计算参考

燃料燃烧及热平衡计算参考 3.1 城市煤气的燃料计算 3.1.1 燃料成分 表2.2 城市煤气成分（%）[2] 成分 CO 2 CO CH 4 C 2H 6 H 2 O 2 N 2 合计 含量 10 5 22 5 46 2 10 100 3.1.2 城市煤气燃烧的计算 1、助燃空气消耗量[2] （1）理论空气需要量 Lo=21O O 0.5H H 3.5C CH 20.5CO 2 2624-++?+ Nm 3/Nm 3 (3.1) (3.1)式中：CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 、 O 2——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量（Nm 3）。则 Lo=21 2465.055.322255.0-?+?+?+? = 4.143 Nm 3/Nm 3 （2）实际空气需要量 L n =nL 0, Nm 3/Nm 3 (3.2) (1.2)式中：n ——空气消耗系数，气体燃料通常n=1.05 1.1 现在n 取1.05，则 L n =1.05×4.143=4.35 Nm 3/Nm 3 （3）实际湿空气需要量 L n 湿 =（1+0.00124 2H O g 干） L n ， Nm 3/Nm 3 （3.3） 则 L n 湿=（1+0.00124×18.9）×4.35=4.452 Nm 3/Nm 3 2、天然气燃烧产物生成量 （1）燃烧产物中单一成分生成量 CO)H 2C CH (CO 0.01 V 6242CO 2+++?=’

(3.4) 2 O V 0.21(=?′0n-1)L (3.5) 2 2n N V (N 79L )0.01=+?′ (3.6) )L 0.124g H H 3C (2CH 0.01V n 干 O H 2624O H 22+++?= (3.7) 式中CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 ——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量。 则 0.475)5222(100.01V 2CO =+?++?= Nm 3/Nm 3 4.4131)(1.050.21V 2O ?-?==0.046 Nm 3/Nm 3 01.0)35.47910(V 2N ??+==3.54 Nm 3/Nm 3 4.35)18.90.124465322(20.01V O H 2??++?+??==1.152 Nm 3/Nm 3 （2）燃烧产物总生成量 实际燃烧产物量 V n = V CO2+V O2+V N2+V H2O Nm 3/Nm 3 (3.8) 则 V n =0.47+0.046+3.54+1.152=5.208 Nm 3/Nm 3 理论燃烧产物量 V 0=V n -（n -1）L O (3.9) V 0=5.208-（1.05-1）×4.143=5.0 Nm 3/Nm 3 (3) 燃料燃烧产物成分[2] %100V V CO n CO 22?= (3.10) %100V V O n O 22?= (3.11) %100V V N n N 22?= (3.12) 100%V V O H n O H 22?= (3.13)

燃气燃烧与应用-知识点

第一章燃气的燃烧计算 燃烧：气体燃料中的可燃成分（H2、 C m H n、CO 、 H2S 等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。 燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、具备反应时间 热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位是kJ/Nm3。对于液化石油气也可用kJ/kg。 高热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原 始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出 的热量。 低热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始 温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热 量。 一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3 天然气的低热值是36000—46000 KJ/m3 液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3 按1KCAL=4.1868KJ 计算： 焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3 天然气的低热值是8600—11000KCal/m3 液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3 热值的计算 热值可以直接用热量计测定，也可以由各单一气体的 热值根据混合法则按下式进行计算： 理论空气需要量 每立方米(或公斤)燃气按燃烧反应计量方程式完全 燃烧所需的空气量，单位为m3/m3或m3/kg。它是燃气 完全燃烧所需的最小空气量。 过剩空气系数:实际供给的空气量v与理论空气需要量 v0之比称为过剩空气系数。 α值的确定 α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运 行工况。 工业设备α——1.05-1.20 民用燃具α——1.30-1.80 α值对热效率的影响 α过大，炉膛温度降低，排烟热损失增加， 热效率降低； α过小，燃料的化学热不能够充分发挥， 热效率降低。 应该保证完全燃烧的条件下α接近于1. 烟气量含有1m3干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物 运行时过剩空气系数的确定 计算目的： 在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气 系数，防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率 的降低。 在检测燃气燃烧设备的烟气中的有害物质时，需要根 据烟气样中氧含量或二氧化碳含量确定过剩空气系 数，从而折算成过剩空气系数为1的有害物含量。 根据烟气中O2含量计算过剩空气系数 O2′---烟气样中的氧的容积成分 （2）根据烟气中CO2含量计算过剩空气系数 2 ' 2 m CO a CO = CO2m——当＝1时，干燃烧产物中CO2含量，%； CO2′——实际干燃烧产物中CO2含量，%。 1.4个燃烧温度定义及计算公式 热量计温度：一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧， 它们带入的热量包括两部分：其一是由燃气、空气带 入的物理热量(燃气和空气的热焓)；其二是燃气的化 学热量(热值)。如果燃烧过程在绝热条件下进行，这 两部分热量全部用于加热烟气本身，则烟气所能达到 的温度称为热量计温度。 燃烧热量温度：如果不计参加燃烧反应的燃气和空气 的物理热，即t a＝t g＝o，并假设a＝1．则所得的烟气 温度称为燃烧热量温度。 理论燃烧温度：将由CO2HO2在高温下分解的热损失和发 生不完全燃烧损失的热量考虑在内，则所求得的烟气 温度称为理论燃烧温度t th 实际燃烧温度： 2.影响燃烧温度的因素 热值：一般说来，理论燃烧温度随燃气低热值 H l的增 大而增大. 过剩空气系数：燃烧区的过剩空气系数太小时，由于 燃烧不完全，不完全燃烧热损失增大，使理论燃 烧温度降低。若过剩空气系数太大，则增加了燃烧产 物的数量，使燃烧温度也降低 燃气和空气的初始温度：预热空气或燃气可加大空气 和燃气的焓值，从而使理论燃烧温度提高。 3.烟气的焓与空气的焓 烟气的焓：每标准立方米干燃气燃烧所生成的烟气在 等压下从0℃加热到t℃所需的热量，单位为千焦每标 准立方米。 空气的焓：每标准立方米干燃气燃烧所需的理论空气 在等压下从0℃加热到t(℃)所需的热量，单位为千焦 每标准立方米。 第一章思考题 第一章课后例题必须会做。 燃气的热值、理论空气量、烟气量与燃气组分的关 系，三类常用气体热值、理论空气量、烟气量的取值 范围。 在工业与民用燃烧器设计时如何使用高低热值进行计 算 在燃烧器设计与燃烧设备运行管理中如何选择过剩空 气系数 运行中烟气中CO含量和过剩空气系数对设计与运行管 理的指导作用 燃烧温度的影响因素及其提高措施。 第二章燃气燃烧反应动力学 ' 2 20.9 20.9 a O = -

燃烧理论知识点

CH1 1.何谓燃烧？燃烧是一种急速、剧烈的发光发热的氧化反应过程。 2. 化合物的标准生成焓: 化合物的构成元素在标准状态下（25oC，0.1MPa）定温—定容或者定温定压；经化合反应生成一个mol的该化合物的焓的增量（kJ/mol）。 所有元素在标准状态下的标准生成焓均为零。 3. 反应焓: 在定温-定容或定温-定压条件下，反应物与产物之间的焓差，为该反应物的反应焓（kJ）。 4. 反应焓的计算 ?? 5. 燃烧焓: 单位质量的燃料（不包括氧化剂）在定温—定容或定温—定压条件下，燃烧反应时的反应焓之值（kJ/kg）。 6.燃料热值: 燃料热值有高热值与低热值之分，相差一个燃烧产物中的水的气化潜热。 7.化学反应速度、正向反应速度、逆向反应速度、反应速度常数 ?? 8.平衡常数的三种表达方式和相互间的关系 ?? 按浓度定义的反应平衡常数,以分压定义的反应平衡常数,以体积百分比定义的平衡常数?? 平衡常数越大，反应进行得越彻底 9.反应度λ: 表示系统达到平衡时反应物能有效变为产物的程度 反应式: aA+bB→（1-λ）*（aA+bB）+λ（cC+dD） 10. Gibbs函数的定义: 自由焓，为状态参数。g=h-Ts 11. Helmholtz函数自由能f f=u-Ts 12.焓与生成焓仅是温度的单一函数，而自由焓与P、T有关。 13.标准反应自由焓 14.平衡常数kp与反应自由焓的关系 15.过量空气系数: 燃烧1kg燃料，实际提供空气量/ 理论所需空气量。 16.当量比(φ) C－实际浓度，Cst－理论浓度 17.浓度（燃空比）: 一定体积混合气中的燃料重量/ 空气重量 18. 化学计量浓度时的浓度时的浓度 19. 绝热燃烧火焰温度的求解方法，尤其是考虑化学平衡时的计算方法 首先分别根据平衡常数kp和能量守恒方程得到反应度λ和绝热火焰温度Tf 的关系，然后采用迭代法计算得到Tf 。 20.绝热燃烧火焰温度计算程序及数据处理 CH2 1. 化学反应动力学是研究化学反应机理和化学反应速率的科学。 2. 燃烧机理研究的核心问题有：燃烧的反应机构、反应速度、反应程度、燃烧产物的生成机理等 3.净反应速度: 消耗速度与生成速度的代数和。 4.反应级数n: 一般碳氢燃料n=1.7~2.2≈2

碳燃烧绝热火焰温度计算

1.求绝热火焰温度：1,25,0022===+αC T CO O C （1）不考虑二氧化碳在高温下的分解 （2）考虑分解 解：（1）222276.376.3N CO N O C +=++ 0)(76.3)(0,0,0,22222=-?+-+?N T N co T co co f H H H H H 000,,,2222276.3N co co f T N T co H H H H H ++?-=+ 代入数据，mol J H mol J H mol J H N co co f /8670/9346/3935220 00,2 22==-=?、、 得 2.43548576.3,,22=+T N T co H H 取不同温度T ，查表可得到不同温度下的焓值，比较大小得到绝热火焰温度 T/K 2co H 2N H 2276.3N co H H + 2000 100811.2 64808.5 344491.16 2500 131278.2 82965.7 443226.60 2300 119022.2 75664.0 403518.84 2400 125139.6 79309.1 423341.86 2450 128208.9 81137.4 433285.52 2460 128822.8 81503.1 435276.30 通过以上表格可知，当温度T=2460K 时，两者焓值比较接近，因此可以认为绝热火焰温度为T=2460K 。 （2）考虑二氧化碳的离解度为ε，则有燃烧方程 2222276.32 )1(76.3N O CO CO N O C +++-=++ε εε 摩尔分数 εε5.076.412+-=co x 、εε5.076.4+=co x 、ε ε 5.07 6.45.02+=o x 平衡常数ε ε εε+-= ?= 52.912/12 2 o co co p x x x K 利用平衡常数与温度的关系，计算不同离解度下对应的绝热温度，如下表 ε T/K 0.01 1846 0.03 2094 0.05 2136 0.07 2206 0.08 2240 0.1 2296 0.12 2341

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。 综上所述，火焰内部其实就是不停被激发而游动的气态分子。它们正在寻找“伙伴”进行反应并放出光和能量。而所放出的光，让我们看到了火焰。 还原焰[huán yuán yàn] 1. [工程] reducing flame 还原焰是指在燃烧过程中，氧气供应不足，燃烧不充分，在燃烧产物中有一氧化碳等还原性气体，没有或者极少游离氧的存在的火焰。 又称"还原气氛"即在烧窑时，窑内通风不良，缺少氧气，含铜的釉，在还原焰中会出现红色。 由于还原焰能使坯体内的高价铁（Fe2O3）得到充分还原变为氧化亚铁（FeO），而变成青色，消灭瓷色发黄的现象，因此在日用瓷的烧窑过程中，多采用还原焰烧成。我国南方各瓷区烧窑一般都采用还原焰烧成. 火焰的组成决定了火焰的氧化还原特性，并直接影响到待测元素化合物的分解及难解离化合物的形成，进而影响到原子化效率和自由原子火焰区中的有效寿命。影响火焰组成的因素较多，例如火焰的类型，同类火焰的燃助比，火焰的燃烧环境等。对于同一类型火焰，根据燃助比的变化可分为富燃焰、化学计量焰和贫燃焰。所谓化学计量焰是指燃助比例完全符合该燃气与助燃气的燃烧反应系数比。这种火焰温度最高，但火焰本身不具有氧化还原特性。富燃焰是指燃气大于化学计量焰的燃助比中燃

燃气燃烧反应机理

编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 燃气燃烧反应机理 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-9218-13 燃气燃烧反应机理 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 燃气的燃烧反应是一种化学反应。它也遵循化学反应动力学的基本原理。 燃气的燃烧化学反应，在通常情况下属于单相反应，只有在特殊情况下，才出现固体碳粒，丽发生多相反应。 对于燃烧化学反应，反应速度通常采用单位时间；单位体积内燃烧掉的燃料数量或消耗掉的氧量或燃烧放出的热量来表示。例如，在燃烧技术中常常采用炉膛的容积热强度qv，单位是kJ／m3 ·h或kW／m3 来表征燃烧反应速度。 燃气的燃烧化学反应速度的大小，取决于反应物质的性质与进行反应的条件。影响反应速度的主要因素仍然是反应物质的浓度、温度、压力和催化条件等。

一、链反应 除了分子热活化理论以外，阐明化学反应机理的另一重要理论就是链锁反应理论。 根据这个理论，化学反应的进程实际上不是按照反应方程式来进行的，而是要经过中间阶段，产生中间活性产物(或称活化中心)。这些中间活性产物大都是不稳定的自由原子或离子，它们与原反应物反应时，所需的反应活化能小得多，使化学反应避开了高能的障碍，所以它们很容易直接发生反应，得到反应最终产物的同时，又形成新的中间活性产物。所以，一旦中间活性产物形成，不仅本身发生化学反应，而且还导致一系列新的活化中心发生化学反应，就象链锁一样，一环扣一环地相继发展，使反应进行得非常迅速，瞬间完成。 链反应具有十分重要的意义。不仅燃气的燃烧和爆炸属于链反应，还有很多工艺过程，例如高分子的

燃料燃烧计算

第三章 燃料及燃烧过程 3-2 燃料燃烧计算 一、燃料燃烧计算的内容及目的 （一）计算内容：①空气需要量 ②烟气生成量 ③烟气成分 ④燃烧温度 （二）目的：通过对以上内容的计算，以便正确地进行窑炉的设计和对运行中的窑炉进行正确的调节。 二、燃烧计算的基本概念 （一）完全燃烧与不完全燃烧。 1、完全燃烧：燃料中可燃成分与完全化合，生成不可再燃烧的产物。 2、不完全燃烧： 化学不完全燃烧：产物存在气态可燃物。 物理不完全燃烧：产物中存在固态可燃物。 （二）过剩空气系数 1、过剩空气系数的概念 а=V a /V 0a 2、影响过剩空气系数的因素： 1）燃料种类：气、液、固体燃料，а值不同； 2）燃料加工状态：煤的细度、燃油的雾化粘度。 3）燃烧设备的构造及操作方法。 3、火焰的气氛： ①氧化焰：а>1，燃烧产物中有过剩氧气。 ②中性焰：а=1 ③还原焰：а<1，燃烧产物中含还原性气体（CO 、H 2） 三、空气需要量、烟气生成量及烟气成分、密度的计算 （一）固体、液体燃料： 基准：计算时，一般以1kg 或100kg 燃料为基准，求其燃烧时空气需要量、烟气生成量。 方法：按燃烧反映方程式，算得氧气需要量及燃烧产量，然后相加，即可得空气需要量与烟气生成量。 1、理论空气量计算： 1）理论需氧量： V 0O2= 12ar C +4ar H +32ar S －32 ar O (Nm 3/kgr)

2）理论空气量：V 0a = 1004.22（12ar C +4ar H +32ar S －32 ar O ）21100 =0.089C ar +0.267H ar +0.033(S ar -O ar ) (Nm 3/kgr) 2、实际空气量计算： V a =а×V o a 3、理论烟气生成量的计算：V 0L =V CO2+V H2O +V SO2+V N2 = 1004.22 (12ar C +2ar H +18ar M +32ar S +28 ar N )×V o a +0.79V o a =0.01865C ar +0.112H ar +0.01243M ar +0.0068S ar +0.008N ar +0.79V o a 4、实际烟气生成量的计算： 1）а>1时，V L = V 0L +(а-1)×V o a 2）а<1时，在工程上进上近似认为其燃烧产物中只含有CO 一种可燃气体。 因为：2CO+O 2=2CO 2，因此，每缺少一个分子的O 2，烟气中就减少两个分子的CO 2，而生成两个分子的CO ，顾总烟气体积只少了相应减少的空气中的氮气部分。 V L = V 0L -(1 -а) V o a × 100 79 5、烟气的组成及密度计算： 1）烟气百分组成： CO 2=L CO V V 2 ×100%, H 2O=L O H V V 2×100% SO 2= L SO V V 2×100%, N 2=L N V V 2×100% O 2=L O V V 2×100% 2)烟气密度： ρ=（44CO 2+18H 2O+64SO 2+28N 2+32O 2）/（22.4*100） (kg/Nm 3) 或：ρ=L a ar V V A 0 293.11001 1α+- (kg/Nm 3) （二）气体燃料 1、理论空气量 V 02 O =[21CO+21H 2+2CH 4+(m+4n )C m H n +23H 2S-O 2]×100 1 V a 0= V 0 2 O ×21 100 2、实际空气需要量：V a =а×V a o 3、理论烟气生成量： V L o =V CO2+V H2O +V N2+V SO2 (N m 3/N m 3) 4、实际烟气生成量及烟气组成计算： 当а>1时， V L =V L o +(а-1)V a o (N m 3/N m 3)

燃气燃烧反应机理

编号：SM-ZD-53864 燃气燃烧反应机理 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改

燃气燃烧反应机理 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 燃气的燃烧反应是一种化学反应。它也遵循化学反应动力学的基本原理。 燃气的燃烧化学反应，在通常情况下属于单相反应，只有在特殊情况下，才出现固体碳粒，丽发生多相反应。 对于燃烧化学反应，反应速度通常采用单位时间；单位体积内燃烧掉的燃料数量或消耗掉的氧量或燃烧放出的热量来表示。例如，在燃烧技术中常常采用炉膛的容积热强度qv，单位是kJ／m3 ·h或kW／m3 来表征燃烧反应速度。 燃气的燃烧化学反应速度的大小，取决于反应物质的性质与进行反应的条件。影响反应速度的主要因素仍然是反应物质的浓度、温度、压力和催化条件等。 一、链反应

除了分子热活化理论以外，阐明化学反应机理的另一重要理论就是链锁反应理论。 根据这个理论，化学反应的进程实际上不是按照反应方程式来进行的，而是要经过中间阶段，产生中间活性产物(或称活化中心)。这些中间活性产物大都是不稳定的自由原子或离子，它们与原反应物反应时，所需的反应活化能小得多，使化学反应避开了高能的障碍，所以它们很容易直接发生反应，得到反应最终产物的同时，又形成新的中间活性产物。所以，一旦中间活性产物形成，不仅本身发生化学反应，而且还导致一系列新的活化中心发生化学反应，就象链锁一样，一环扣一环地相继发展，使反应进行得非常迅速，瞬间完成。 链反应具有十分重要的意义。不仅燃气的燃烧和爆炸属于链反应，还有很多工艺过程，例如高分子的加成聚合反应、碳氢化合物的卤化和氢化都与链反应密切相关。 链反应的历程包括： (1)链的形成这是由原反应物生成活性中间产物的过程，是链反应中最困难的阶段，它需要足够的能量来分裂原反应

燃烧反应动力学

燃烧反应动力学： 这一章主要从化学动力学的角度阐述燃烧反应的一些基本概念、原理和理论模型。 首先定义了反应速度：化学反应速度是在单位时间内由于化学反应而使反应物质（或燃烧产物）的浓度改变率。 dC w d τ =- 然后介绍了最基本的反应——基元反应，即反应物分子（或离子、官能团）在碰撞种一步转化为产物分子（或离子、官能团）的反应。 同时引入了反应级数的概念。并在此基础之上逐步讨论了一级反应和二级反应的一些结论和特点。其中又引入了半衰期的概念，其定义如下：经过一定时间r 后，反应物的浓度降为初始浓度的一半时所需要的时间即是该反应的半衰期。 在简单的基元反应基础之上，课程进一步研究了一些复杂反应，包括：可逆反应、平行反应、连续反应等。至此基本的反应类型介绍完毕。紧接着课程讨论了各种参数对化学反应速度的影响，包括温度、压力、浓度等。其后继续介绍了反应速度的碰撞理论模型。并提出了有效碰撞理论： ● 在相互反应的分子碰撞过程中，只有一部分的分子碰撞处于合适的方位上； ● 处于合适方位上的分子间的相互碰撞，只有一部分有能力足以使得化学键破裂； ● 反应速率常数可以表示成： /E RT AB k Z e ?-= 有了碰撞理论模型的基础之后，课程开始介绍另外一种比较特殊的重要反应类型——链锁反应。主要介绍了不分支链锁反应（也叫直链反应）和分支链锁反应两个类型。本章的最后介绍了燃烧学中常用的一些概念和术语。现总结如下： ● 生成焓：当化合物是由不同元素组成时，化学能被转换成热能，这种转换的能量称 为化合物的生成焓。 ● 过量空气系数：燃烧反应过程当中实际空气量和理论空气量的比值。 ● 当量比：111φ=千克燃料 实际燃空比实际燃烧过程种供给的空气量＝千克燃料理论燃空比 千克燃料完全燃烧所需要的理论空气量 ● 绝热燃烧温度：一个绝热、无外力做功、没有动能或势能变化的燃烧过程，燃烧产 生的热量全部用于加热燃烧产物，这样一个过程中燃烧产物的温度。 多组分反应流体力学基本方程组： 这章主要从流体力学的角度分析多组分燃烧反应过程的一些特点以及结论，并导出多组分燃烧反应的基本方程组。 首先，本章介绍了几类火焰： ● 扩散火焰：燃气和空气进入炉膛（或烧嘴）前不预先混合，燃烧过程当中空气、燃 气边混合边燃烧。特点：火焰明亮，有明显轮廓。 ● 预混火焰、燃气和空气在烧嘴内已经混合均匀，在燃烧室内直接燃烧。特点：火焰 透明，也称为“无焰燃烧”。 ● 部分预混火焰：燃料先和部分氧化剂混合，其余氧化剂通过扩散进入燃烧室。 随后，引入三个特征时间：

燃料燃烧及热平衡计算参考

燃料燃烧及热平衡计算参考

L n 湿=（1+0.00124×18.9）×4.35=4.452 Nm 3/Nm 3 2、天然气燃烧产物生成量 （1）燃烧产物中单一成分生成量 CO) H 2C CH (CO 0.01V 6242CO 2+++?=’ (3.4) 2 O V 0.21(=?′0n-1)L (3.5) 2 2n N V (N 79L )0.01=+?′ (3.6) )L 0.124g H H 3C (2CH 0.01V n 干O H 2624O H 22+++?= (3.7) 式中CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 ——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量。 则 0.475)5222(100.01V 2CO =+?++?= Nm 3/Nm 3 4.4131)(1.050.21V 2O ?-?==0.046 Nm 3/Nm 3 01.0)3 5.47910(V 2N ??+==3.54 Nm 3/Nm 3 4.35)18.90.124465322(20.01V O H 2??++?+??==1.152 Nm 3/Nm 3 （2）燃烧产物总生成量 实际燃烧产物量 V n = V CO2+V O2+V N2+V H2O Nm 3/Nm 3 (3.8) 则 V n =0.47+0.046+3.54+1.152=5.208 Nm 3/Nm 3 理论燃烧产物量 V 0=V n -（n -1）L O (3.9) V 0=5.208-（1.05-1）×4.143=5.0 Nm 3/Nm 3 (3) 燃料燃烧产物成分[2] % 100V V CO n CO 22?= (3.10) % 100V V O n O 22?=

理论燃烧温度和炉热指数模型1

理论燃烧温度和炉热指数计算模型 一．理论燃烧温度: 理论燃烧温度：2222 ()CO N CO N H H Q Q Q Q Q t C V V C V ?++--= ++?风分碳燃水理 回旋区鼓风深度：65.0*00012.0+=E r …………………………………………………………………………………………………………………………. Q 碳：碳素燃烧生成CO 放出的热量（9791/kJ kg ） Q C t V =???风风风风（鼓风带入的热量） t ?风：风量的温度 V 风=风量/风口数 2H O C C C =?+?风干风干风量含水量 总风量总风量 2 1.5620.000209H O C t =+(空气(干风)的比热容) 1.2640.000092C t =+干风(2H O 气的比热容) Q 燃：燃料带入的物理热（忽略） Q 水：10806m ?水( kJ ，水蒸气水煤气反应所消耗的热量) m 水：风量中的水份量，加湿量和喷煤中的水份量之和 Q C m C m =?+?分重油重油煤粉煤粉（kJ ，喷吹燃料分解热） C 重油：重油的分解热（1880/kJ kg ） C 煤粉：煤粉的分解热（1880/kJ kg ）

2222 ()*CO N CO N H H C V V C V ?++ 在风口，燃烧后的气体成分主要为：CO ，2H ，2N ； 933.02?=CO V 2 1.2640.000092CO N C t ?=+ 2 1.260.000084H C t =+ 002 *21.0*)*29.021.0(]*)21.0()1(*79.0[*933.0V a V V a V N ）（风-++---= ?? 分子少V 风 02 *21.0*29.021.0*)(*933.02.11*21.0**29.021.0**933.0V a V M H V a V V V H ）（）（）（）（风风风-++?+-++=??? 002 *21.0*29.021.0*)(*933.02.11*21.0**29.021.0)0(**933.0V a V M H V a V V V V H ）（）（）（）（风风风-++?+-++-=??? (修改分子) 0202*21.0*29.021.0*))0(*18/2)((*933.02.11*21.0**29.021.0)0(**933.0V a V M H H V a V V V V H ）（）（）（）（风风风-+++?+ -++-=???加上煤中水的含量 0V ：富氧量，m3/h )(H ：煤粉中H 元素含氢量% )(2O H ：煤粉中水含量% 通常按照1%计算 0M ：-喷煤量，t/h ? ：鼓风湿度，% a ：氧气纯度，%

关于火焰温度测量方法的介绍要点

摘要: 本文综述了火焰的分类及其温度测量方法,介绍了热电偶法、成象法、激光光谱法、辐射法和声波法的测量原理,并分析比较了它们的适用性和各自特点。简要描述了用于固体火箭发动机羽焰温度测量的多点多波长高温计。最后,展望了火焰温度测量的发展趋势。 关键词：测量,温度,火焰,原理

Abstract：Reviewed in this paper the classification of the flame and the temperature measuring method, introduces the thermocouple method, imaging method and laser spectrum method, radiation method and principle of measurement of the acoustic method, and analysis and comparison of their applicability and their respective characteristics. Briefly describe the used in solid rocket motor plume flame temperature measuring multi-point multiwavelength pyrometer. In the end, prospects the development trend of flame temperature measurement. Keywords: measurement, temperature, flame, and principle

火焰的温度与颜色

火焰的温度与颜色 1.火焰的温度与颜色 火焰中的颜色主要随温度变化。壁炉火的照片就是这种变化的一个例子。在原木附近（最容易燃烧的地方），火是白色的（通常是有机材料最热的颜色）或黄色。在黄色区域上方，颜色变为橙色（较冷），然后变为红色（较冷）。在红色区域上方，不再发生燃烧，未燃烧的碳颗粒为可见黑烟。 2. 温度范围从红色到白色 (1)Red Just visible: 525 °C Dull: 700 °C Cherry, dull: 800 °C Cherry, full: 900 °C Cherry, clear: 1,000 °C (2)Orange Deep: 1,100 °C Clear: 1,200 °C (3)White Whitish: 1,300 °C Bright: 1,400 °C Dazzling: 1,500 °C

(4)Blue 每当你看到火中的蓝色比白色更热时。范围在1700 K~1900 K之间，是火焰中最富氧的火焰。本生灯就是一个很好的例子： （1）气孔关闭，（2）气孔略开，（3）气孔半开，（4）气孔几乎完全打开（咆哮的蓝色火焰） 本生灯使用的是混合气体，气体燃烧的温度高于木材和稻草等有机材料。天然气炉的火焰是蓝色的。丙烷火焰为蓝色，尖端为黄色。最热的火是由氧乙炔火炬（大约3000℃）产生的，该火炬将氧气和气体结合在一起，形成了精确的蓝色火焰。 颜色还可以帮助我们判断蜡烛火焰的温度。烛火的内芯为浅蓝色，温度约为1800 K （1500°C）。那是火焰中最热的部分。火焰内部的颜色变为黄色，橙色，最后变为红色。离火焰中心越远，温度就越低。最亮的红色部分约为1070 K（800°C）。 圆形的蓝色火焰是国际空间站中一支蜡烛燃烧实验的照片。由于对流流动引起的变化，地球上的烛火在火焰中具有几种不同的温度。在空间站的重力为零的情况下，火焰燃烧的更圆，更慢，更热并且更蓝。 传统的观念里颜色和温度关联告诉我们红色是暖色调的，蓝色是冷色调的。而实际上蓝色为热颜色，这与我们的观念是相反的。 3. 颜色的产生 颜色产生原理：当物质(分子或离子)吸收了相当可见光能量的电磁波后，就会表现出被人眼所能觉察到的颜色。物质之所以具有不同的颜色，这是因为它对不同的波长的可见光具

燃烧与爆炸理论及分析

目录 燃烧与爆炸理论及分析 (2) 1. 引言 (2) 2. 可燃物的种类及热特性 (2) 2.1 可燃物的种类 (2) 2.2可燃物的热特性 (3) 3. 燃烧理论 (6) 3.1 燃烧的条件 (6) 3.2 着火形式 (6) 3.3 着火理论 (7) 3.4灭火分析 (14) 4. 爆炸理论 (18) 4.1 爆炸种类及影响 (18) 4.2 化学爆炸的条件 (21) 4.3 防控技术 (23) 5. 结论 (24) 1

燃烧与爆炸理论及分析 摘要：本文主要叙述了当前主要的燃烧及爆炸理论。首先介绍了燃烧条件、着火形式以及具体的燃烧理论，然后对四种燃烧理论分别进行了灭火分析。然后阐述了爆炸的种类、爆炸条件过程及防控技术。最后对本文的内容作了总结，并且通过分析提出自己的观点。 关键词：燃烧理论；爆炸理论；防控技术。 1. 引言 火灾是一种特殊形式的燃烧现象。爆炸（化学）是一种快速的燃烧，为了科学合理地预防控制火灾及爆炸（化学），应当对燃烧的基本理论有一定的了解。燃烧是可燃物与氧化剂之间发生的剧烈的化学反应，要使它们发生化学反应需要提供一定的外加能量，反应的结果则会放出大量的热能。燃烧前后的物质与能量变化可以要据物质与能量守恒定律确定。 2. 可燃物的种类及热特性 2.1 可燃物的种类 可燃物是多种多样的。按照形态，可分为气态、液态和固态可燃物，氢气(H2)、一氧化碳(CO)等为常见的可燃气体，汽油、酒精等为常见的可燃液体，煤、高分子聚合物等为常见的可燃固体。可燃物之所以能够燃烧是因为它包含有一定的可燃元素。主要是碳(C)、氢(H)、硫(S)、磷(P)等。碳是大多数可燃物的主要可燃成分，它的多少基本上决定了可燃物发热量的大小。碳的发热量为 3.35×107J/kg，氢的发热量为1.42×108J/kg，是碳的4 倍多。了解可燃元素及由其构成的各类可燃化合物的燃烧特性可定量计算燃烧过程中的物质转换和能量转换。有些元素发生燃烧后可以生成完全燃烧产物，也可生成不完全燃烧产物，不完全 2

燃烧及火焰的颜色

燃烧及火焰的颜色 （一）燃烧的一般条件 （二）1.温度达到该可燃物的着火点 （三）2.有强氧化剂如氧气、氯气、高锰酸钾等存在 （四）3.(爆炸物一般自身具备氧化性条件,如硝化甘油、三硝基甲苯、火药等，只要达到温度条件，可以在封闭状态下急速燃烧而爆炸) （五）（二）镁在哪些气体中可以燃烧？ （六）1镁在空气或氧气中燃烧 （七）2．镁在氯气中燃烧 （八）3．镁在氮气中燃烧 （九）4．镁在二氧化碳中燃烧 （十）（三）火焰的颜色及生成物表现的现象 （十一）l 氢气在空气中燃烧—-淡蓝色火焰 （十二）l 氢气在氯气中燃烧---苍白色火焰，瓶口有白雾。 （十三）l 甲烷在空气中燃烧---淡蓝色火焰 （十四）l 酒精在空气中燃烧---淡蓝色火焰 （十五）l 硫在空气中燃烧---微弱的淡蓝色火焰，生成强烈剌激性气味的气体。 （十六）l 硫在纯氧中燃烧---明亮的蓝紫色火焰，生成强烈剌激性气味的气体 （十七）l 硫化氢在空气中燃烧---淡蓝色火焰，生成强烈剌激性气味的气体。 （十八）l 一氧化碳在空气中燃烧---蓝色火焰 （十九）l 磷在空气中燃烧，白色火焰，有浓厚的白烟 （二十）l 乙烯在空气中燃烧，火焰明亮，有黑烟 （二十一）l 乙炔在空气中燃烧，火焰很亮，有浓厚黑烟 （二十二）l 镁在空气中燃烧，发出耀眼白光 （二十三）l 钠在空气中燃烧，火焰黄色 （二十四）l 铁在氧气中燃烧，火星四射，（没有火焰）生成的四氧化三铁熔融而滴下。（二十五）（三）焰色反应 （二十六）1．钠或钠的化合物在无色火焰上灼烧，火焰染上黄色 （二十七）2．钾或钾的化合物焰色反应为紫色（要隔着蓝色玻璃观察） 48种常见及成分名称及成分 1．漂白粉（有效成分Ca（ClO）2, 非有效成分CaCl2）2.黄铁矿FeS2 3.芒硝 Na2SO4·10H2O) 4 .黑火药C, KNO3, S 5. 过磷酸钙Ca(H2PO4)2和CaSO4 6 .明矾 KAl(SO4)2 ·12H2O; 7. 绿矾FeSO4 ·7H2O 8 蓝矾(胆矾)Cu SO4·5H2O 9. 皓矾