煤气燃烧计算

煤气燃烧计算
一、
煤气完全 燃烧计算
1、 燃料部分
单一可燃气
体热效应，
可燃成分
热效应 各种煤气成 分列表如
煤气种类
高炉煤气
H2 10805
H2 2.30%
CO 12650
（热效应数 值摘自《工
CH4
35960
C2H4 59813
CO 23.40%
CH4 0.00%
C2H4 0.00%
C3H6 86939
第 2 页，共 5 页
根据以上列表计算可得，这样的煤气完全燃烧时理论需氧量、理论空气量、理论烟气量以及空气过剩系数α=1.500时的实际空气量和实际烟气量如下：
理论需氧气量L0O2= 理论空气量Va0= 理论烟气量V0=
实际空气量Va=
实际烟气量V=
3、
完全燃烧实 际实际理理论论燃燃烧
0.129Nm3理论需O2量÷1.0000Nm3= 0.129Nm3理论需O2量÷21％÷1.0000Nm3= 1.483Nm3理论生成物量÷1.0000Nm3=
27.17kJ
煤气完全燃 烧设时 定空 助气 燃需 空 气温度ta=
20℃
0.918Nm3/Nm3高炉煤气×1Nm3高炉煤气=
0.92 Nm3
则20℃空气平均比热=[0.3103+0.0124×20×10^(-3)+0.01786×20^2×10^(-6)]×4.1868=
则20℃助燃空气带入的物理热Va·ca·ta=0.92Nm3×1.3002kJ/Nm3.℃×20℃=
cN2、CO、空气
[(0.41844t
148.33
lg
t
273.1 1000
65.28)
t]
4.1868（t<3000℃）
cH2O(气)
(0.3501
0.0578t
103
0.26 1) t
4.1868（t<526.9℃）
cH2O(气)
[(0.68973t
850.63
lg
t
273.1 1000
C4H10
0.000 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O 0.000
——
Σ
1.000
0.129
0.483
当α=1.500时烟气中过剩O2量=（α-1）×理论需O2量=(1.500-1)×
0.129Nm3=
当α=1.500时烟气中过剩N2量=过剩O2量×79/21=0.06Nm3×79÷21=
0.00%
0.00%
4.19%
C3H6 0.000%
CO2 14.600%
N2 54.700%
H2O 5.000%
0.00% 47.905% 47.905%
O2 0.000%
C3H8 0.000%
C4H10 0.000%
100.00%
∑ 100.00%
分子当量
2
28
16
28
42
44
28
18
32
44
58
C3H6 2.178 2.504 2.797 3.077 3.337 3.571
C3H6 2.2432 2.5626 2.8530 3.1290 3.3838
C3H8 3.831 4.295 4.743 5.162 5.564 5.916
C3H8 3.9238 4.3846 4.8268 5.2424 5.6344
1.000Nm3煤 煤气组成 气中的体积
含量/Nm3
化学反应式
理论空气需要量/Nm3
O2
N2
H2
0.023
2H2+O2=2H2O
0.012
——
CO
0.234
2CO+O2=2CO2
0.117
——
CH4
0.000
CH4+2O2=CO2+2H2O
0.000
——
C2H4
0.000
C2H4+3O2=2CO2+2H2O
烧温度tli计
式中，
tli：为计算 的V、实c际：理实论际
tli
Q Vr cr tr
Vacata n%
Vc
燃Q：烧煤产气物发体
热Vr、量c，r、kJ
tVra： 、煤 ca、气的
⑴
tn%a：：助燃燃烧空室 煤气平均比 热效率，这
100%
热注：计将算涉及到的单一气体平均比热计算公式列如下：单位：kJ/（Nm3·℃）（参见《炼铁设计参考资料》P776～778，《高炉炼铁工艺及计算》成兰伯主编
C3H8 90485
C4H10 117875
C3H6 0.00%
CO2 14.60%
N2 54.70%
H2O 5.00%
O2 0.00%
C3H8 0.00%
C4H10 0.00%
∑ 100.00%
焦炉煤气 56.06%
8.72%
24.24%
0.00%
2.01%
1.92%
2.40%
4.17%
0.48% 0.00%
117.2
t
1000 273.1
98.6)
t]
4.1868（t<3000℃）
第 3 页，共 5 页
cH2O(气)
[(0.68973t
850.63
lg
t
273.1 1000
117.2
t
1000 273.1
98.6)
t]
4.1868（t<3000℃）
cH2 (0.3112 0.00375t 103 0.0104t2 106 ) 4.1868（t<726.9℃）
=3208.62 kJ/Nm3 折合成千卡 Qd=
3208.62kJ/Nm3÷4.1868kJ/kcal=
766.36 kcal/Nm3 第 1 页，共 5 页
或 Qd=766.36
587.13 kcal/kg
2、
完全燃烧计 算表
设有
空气系数α
=
1.000 1.500
Nm3高炉煤 气完全燃烧
完全燃烧（α=1.500）计算表
0.20% 0.00% 0.144% 0.000%
0.00% 0.000%
100.00% 100.00%
转炉煤气 1.40%
56.85%
0.00%
0.00%
0.00%
17.90% 19.30%
4.17%
0.38% 0.00%
0.00%
100.00%
天然气
0.00%
0.00%
94.00%
0.00%
0.00%
则所选煤气分子当量=2×2.300%+28×23.400%+16×0.000%+28×0.000%+42×0.000%+44×14.600%+28×54.700%+18×5.00%+32×0.000%+44× 0.000%+58×0.000%=
29.238
则所选煤气29.2380kg/kmol÷22.4Nm3/kmol=
C4H10 4.207 4.752 5.233 5.715 6.196 6.627
C4H10 4.3160 4.8482 5.3294 5.8112 6.2822
此行数据 为20℃时
第 4 页，共 5 页
按照上表计 算的20℃时
煤气成分%
H2 2.300%
CO 23.400%
CH4 0.000%
C2H4 0.000%
Va0×α =0.612Nm3（理论空气量）×1.500= V0＋(α-1)×Va0 =1.483Nm3＋（1.500-1)×0.612Nm3=
0.129 0.612 1.483 0.918 1.789
Nm3/Nm3高 炉Nm煤3/气Nm3高 炉Nm煤3/气Nm3高 炉Nm煤3/气Nm3高 炉Nm煤3/气Nm3高 炉煤气
P524
～526也有）
cCO2 (0.38616 0.22t 103 0.0818t2 106) 4.1868（t<626.9℃）
cCO2
[(0.71428t
308.38lg
t
273.1 153.4) t] 4.1868（t<2000℃） 1000
cO2 (0.3141 0.04241t 103) 4.1868（t<626.9℃）
14.60%+1.3002kJ/Nm3.℃×54.70%+1.4904kJ/Nm3.℃×5.00%+1.3186kJ/Nm3.℃×0.00%+3.9238kJ/Nm3.℃×0.000%+4.3160kJ/Nm3.℃×0.000%=
=1.3587 kJ/(Nm3·
⑵
实际理论燃 烧温度计算
℃)
煤气带入物理热Vrcrtr= 1Nm3×1.3587kJ/Nm3.℃×20℃=
0.00%
100.00%
发生炉煤气 高炉煤气与 焦炉煤气混
混合气
13.33% 18.428%
27.40% 18.996%
1.50% 70.00% 7.272%
0.00% ：
0.000%
0.00% 30.00% 0.603%
3.80% 49.60% 10.7Βιβλιοθήκη Baidu6% 39.010%
4.17% 4.751%
0.00%
0.80%
4.17%
0.00% 0.63%
0.40%
100.00%
液化石油气 请选择煤气 种所类 选： 煤气成 分列表如
所选煤气 成分
0.00%
H2 2.300%
0.00% 1
0.00% （1高炉煤 气，2焦炉
CO 23.400%
CH4 0.000%
0.00%
C2H4 0.000%
0.00%
1.3053 kg/Nm3
您选择的是
高炉煤气，
=10805kJ/Nm3×2.30%+12650kJ/Nm3×23.40%+35960kJ/Nm3×0.00%+59813kJ/Nm3×0.00%+86939kJ/Nm3×0.00%+90485kJ/Nm3×0.000%+117875kJ/Nm3×0.000%=
cCH4
[(1.20533t 822.37 lg t 273.1 477.1) t] 4.1868（t<1100℃） 1000
cH2
[(0.4652t 585.93lg t 273.1 111.6 1000 0.6) t] 4.1868（t<3000℃）
1000
t 273.1
cCH4 (0.3686 0.33t 103 ) 4.1868（t<726.9℃）
生成物总量（Nm3）
生成物百分含量（％）
CO2 —— 0.234 0.000 0.000 0.000 —— 0.146 —— —— 0.000 0.000 0.380
0.380 21.24%
生成物的体积/Nm3
H2O 0.023 —— 0.000 0.000 0.000 —— —— —— 0.050 0.000 0.000 0.073
0.073 4.08%
N2 —— —— —— —— —— —— —— 1.030 —— —— —— 1.030
0.242 1.272 71.09%
O2 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 0.000 0.064
0.064 3.59%
合计
0.023 0.234 0.000 0.000 0.000 —— 0.146 1.030 0.050 0.000 0.000 1.483 0.064 0.242 1.789 100.00%
0.000
——
C3H6
0.000
2C3H6+9O2=6CO2+6H2O
0.000
——
O2
0.000
——
0.000
——
CO2
0.146
CO2=CO2
——
——
N2
0.547
N2=N2
——
0.483
H2O
0.0500
H2O=H2O
——
——
C3H8
0.000
C3H8+5O2=3CO2+4H2O
0.000
——
cO2
[(0.42143t
113.07 lg t
273.1 55.74) t] 4.1868（t<3000℃） 1000
cN2、CO、空气 (0.3103 0.0124t 103 0.01786t2 106 ) 4.1868（t<626.9℃） cH2O(气) (0.35535 0.0317t 103) 4.1868（t<100℃）
23.87kJ
1.3002 kJ/(Nm3· ℃)
您选择的燃料是高炉煤气，其低位发热量Qd=
3208.62 kJ/Nm3
所以煤气发 热假量 设Q燃=烧废 气根温 据度 假等 设于 ， 实际计算的
（单位： kJ/(Nm3·
C3H6
0.000%
CO2 14.600%
N2 54.700%
H2O 5.000%
O2 0.000%
C3H8 0.000%
C4H10 0.000%
20℃时平均比热
1.3026 1.3002 1.5709 1.7940 2.2432 1.6351 1.3002 1.4904 1.3186 3.9238
首先设定煤 气煤温 气度 的t平r=均 比热cr要根
温度
0℃
100℃
200℃
300℃
400℃
500℃ 按照插入法 计算,20℃
温度区间
0～100℃
100～200℃
200～300℃
300～400℃
400～500℃
20℃
C2H4 1.716 2.106 2.328 2.529 2.721 2.893
C2H4 1.7940 2.1504 2.3682 2.5674 2.7554
4.3160
所以煤气平
cH2H2+cCOCO
均比热cr=
+cCH4CH4+cC
=1.3026kJ/Nm3.℃×2.30%+1.3002kJ/Nm3.℃×23.40%+1.5709kJ/Nm3.℃×0.00%+1.7940kJ/Nm3.℃×0.00%+2.2432kJ/Nm3.℃×0.00%+1.6351kJ/Nm3.℃×