燃料燃烧空气量烟气量计算 ppt课件
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燃煤烟气量计算
kcal/kg % % % % h
Nm3/kg Nm3/kg t/a Nm3/a
0.347222222 2.98E+03
t/h Nm3/h
t/a mg/m3 t/a mg/m3 排放速率 SO2 Nox 烟尘
t/a mg/m3 t/a mg/m3
t/a mg/m3 t/a mg/m3
SO2 Nox 烟尘
产生量 8.000 22.700 361.702
削减量 6.800 11.350 359.894
排放量 1.200 11.350 1.809
m m2 m3/a h m/s
空气质量标准mg/m3(Coi)
0.50 0.24 0.15
等标排放量m3/h
2.22E+08 1.64E+09 4.97E+08
0.167 1.576 0.251
kg/h kg/h kg/h
0.0002 0.0016 0.0003 0.0002
t/h t/h t/h
5.423 8.5775 2500.00 2.14E+07
8 373.07 85% 1.2 55.96
22.7 1058.58 50% 11.35 529.29
烟尘 产生量 产生浓度 去除效率 排放量 排放浓度
361.70 16867.48 99.50% 1.81 84.34
烟囱直径 烟囱面积 烟气量 年工作时间数 烟气流速
燃煤烟气量计算
基础参数
过量空气系数α 燃料低位发热量kcal/kg 全硫含量 煤的灰份 烟尘占灰份量的百分数 烟尘中可燃物的百分含量 满负荷工作时间
烟气总量 理论空气需求量V0 实际烟气量Vy 燃煤量 总烟气量 SO2 产生量 产生浓度 脱硫效率 排放量 排放浓度 NOX 产生量 产生浓度 脱氮效率 排放量 排放浓度
燃烧所需空气量及过量空气系数.ppt
1000 18
理论空气量带入的水蒸气容积为
0.0161V oNm3 / kg
☆对于固体燃料，理论水蒸气容积为上述三部分之和，即
Vo H2O
0.111H
y
0.0124W
y
0.0161V oNm3
/ kg(318)
（二）实际烟气容积
Vy Vyo ( 1)V o 0.0161( 1)V o
第二节 烟气成分及其烟气量的计算
一、烟气成分
⑴当=1并且完全燃烧时，烟气由CO2、SO2、N2和H2O组成， 其容积为
Vy VCO2 VSO2 VN2 VH2 O Nm3 / kg
⑵当>1并且完全燃烧时，烟气由CO2、SO2、O2 、 N2和H2O 组成，其容积为
Vy VCO2 VSO2 VN2 VH2O VO2 Nm3 / k g
燃烧所需空气量及过量空气系 数
第一节 燃烧所需空气量及过量空气系数
※慨念：理想气体→标准状态→22.4Nm3/kg 一、理论空气量
定义：1㎏燃料完全燃烧、无剩余氧 推导：以碳的完全燃烧为例
表示：Vo ，Nm3/kg
C O2 CO2 12kgC 22.4Nm3O2 22.4Nm3CO2 1kgC 1.866Nm3O2 1.866Nm3CO2
m 2
ax
CO2
RO
m 2
ax
CO2
1 CO2
1 CO2
RO 2m a x
Cy 100
5.56 H y 100
0.7 S y 100
0.7 O y 100
Nm3 / kg
所以，1kg应用基燃料完全燃烧的理论空气量为
《燃烧计算》课件
100%
及
设
密度：
备
44CO2 18H 2O 64SO2 28N2 32O2
多
22.4 100
媒
体 课
或：
(1
Aar ) 100
Va
1.293
件
VL
材
料
工 （二）气体燃料
程
1 ． 理论空气量和实际空气量：
基 （1） 理论空气量
础
基准：1Bm3燃料
及
其组成为体积百分比含量，其中可燃成分为
基
础
Vl 1 Vl0
及
设
３．密度计算
P228，6.2，6.3
备
多 媒
g 1.293Va0
Vl
体
课
烟气密度也可以按烟气成分计算，与固、液燃料相同。
件
材
料
工 3.2.2.2近似计算
程
1．用经验公式计算
基
础
固体燃料： Va0
0.241Q net,ar 1000
0.5
(Bm 3/Kg)
及
Va Va0
多
液体燃料 α＝1.08～1.20
媒
固体燃料 煤粉α＝1.1～1.25
体 课
②燃料燃烧前的加工状态
煤块α＝1.3～1.7
件
③燃烧设备的构造和操作方法
材
料
工 （3） 火焰的气氛 程
基 氧化焰 α＞1，燃烧产物中有过剩空气
础
及 设
中性焰
α＝1，燃烧产物中没有过剩 空气，也没有可燃气体
备
多
还原焰
α＜1，燃烧产物中含有
多
氮气和氧气的组成计算 如下：
媒
体 课
燃料燃烧、空气量、烟气量计算
元素 C
重量（g） 摩尔数（mol） 需氧量（mol）
855
71.25
71.25
H
113
56.5
28.25
S
10
0.31
0.31
O
20
0.625
—
N2
2
—
—
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Va0 =（3.78+1）×99.185×22.4/1000 = 10.62 （m3/kg）
气量和SO2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
H
3216Leabharlann 8H2O90
5
0
O
23
0.72
-0.72
污染物排放量的计算
①理论空气量
Va 0
(54.75
0.53
8 0.72) 1000
4.76 22.4
所以实际烟气体积Vfg=V0fg + V0a(α-1) = 11.01+10.47×（1.2-1）= 13.10 m3N/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
量时可以忽略； e)燃料中氮主要被转化成氮气N2； f）燃料的化学式设为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别代
燃气的燃烧计算ppt课件
常将CO含量视为烟气中的不完全燃烧产物量。 燃气中干燃气的容积成分： H2+CO+ΣCmHn+H2S+O2+CO2+N2=100 燃烧后得到的干烟气的容积成
烟气中的 和 可以通过烟气分析测得。要求 出 ，必须先求出 。
25
式中：0.5CO'，由于CO未燃尽而少耗的氧量。
26
式中：
27
三、完全燃烧基本方程式
所以 高热值Hh －低热值Hl ＝水蒸气的汽化潜热r
10
r=1959kJ/Nm3 水蒸气v=21.629m3/kmol 水蒸气M=18.0154kg/kmol ∴ r=2352kJ/kg
思考： 热值的两个单位kJ/Nm3和kJ/kmol之间如何进行转换？
11
2、干燃气（混合气体）的热值
H=∑Hiri Hi：燃气中某一可燃组分的热值，kJ/Nm3； ri：燃气中某一可燃组分的容积百分比。
3、燃气的组分表示
方法一：用某一组分所占燃气的容积百分比表示。 ∑riw =1
12
方法二：某一组分占干燃气的容积百分比，外加含湿量。 含湿量dg单位：kg/Nm3干燃气
例： 某一燃气的组分CH4W75%，若该燃气的含湿量12.5g/Nm3， 求CH4在干燃气中的容积成分。
13
3、燃气热值之间的关系 ①
（二）燃烧所需的理论空气量
（三）完全燃烧时的烟气量(当α=1和α=1.2时)
a)理论烟气量(=1)
39
b)实际烟气量(α=1.2)
40
（四）燃料特性系数
41
②
①
③
④
②
14
③ ④ 思考：
①
③
④
②
烟气中的 和 可以通过烟气分析测得。要求 出 ，必须先求出 。
25
式中：0.5CO'，由于CO未燃尽而少耗的氧量。
26
式中：
27
三、完全燃烧基本方程式
所以 高热值Hh －低热值Hl ＝水蒸气的汽化潜热r
10
r=1959kJ/Nm3 水蒸气v=21.629m3/kmol 水蒸气M=18.0154kg/kmol ∴ r=2352kJ/kg
思考： 热值的两个单位kJ/Nm3和kJ/kmol之间如何进行转换？
11
2、干燃气（混合气体）的热值
H=∑Hiri Hi：燃气中某一可燃组分的热值，kJ/Nm3； ri：燃气中某一可燃组分的容积百分比。
3、燃气的组分表示
方法一：用某一组分所占燃气的容积百分比表示。 ∑riw =1
12
方法二：某一组分占干燃气的容积百分比，外加含湿量。 含湿量dg单位：kg/Nm3干燃气
例： 某一燃气的组分CH4W75%，若该燃气的含湿量12.5g/Nm3， 求CH4在干燃气中的容积成分。
13
3、燃气热值之间的关系 ①
（二）燃烧所需的理论空气量
（三）完全燃烧时的烟气量(当α=1和α=1.2时)
a)理论烟气量(=1)
39
b)实际烟气量(α=1.2)
40
（四）燃料特性系数
41
②
①
③
④
②
14
③ ④ 思考：
①
③
④
②
第6章 燃料的燃烧计算
12
6.2.1 理论烟气量和实际烟气量
标准状态下，l kg固体及液体燃料在理论空气 量下完全燃烧时所产生的燃烧产物的体积称为固 体及液体燃料的理论烟气量，用下式表示：
V VCO2 VSO2 V V
0 y 0 N2
0 H2O
Vy0 —标准状态下理论烟气量，m3／kg；
VCO2 —标准状态下 CO2 的体积，m3/kg；
2C+ O2 2CO 9270 kJ／kg（碳）
说明：
燃烧计算即燃烧反应计算，是建立在燃烧化学反应 的基础上的。在进行燃烧计算时，将空气和烟气均 看 作 为 理 想 气 体 ， 即 每 kmol 气 体 在 标 准 状 态 ( t =273.15K, P =0.1013MPa)下其体积为 22.4m3，燃 料以 1kg 固体及液体燃料或标准状态下 1m3 干气体 燃料为单位。按照国家质量技术监督局规定，“标准 状态”不标在单位上，而是写在文字中。
VSO2 —标准状态下 SO2 的体积，m3／kg；
0 3 — 标准状态下理论 体积， m ／kg； N VN 2 2
V
3 0 H2O —标准状态下理论水蒸气体积，m ／kg。
13
22.4 1.866 m3 的 标准状态下，1 kg 的碳完全燃烧后产生 12 22 .4 0.7 m3 的 SO2 。 标准状态下， 1 kg 硫完全燃烧后产生 CO2 。 32
第6章 燃料的燃烧计算
6.1 燃烧所需空气量 燃烧是一种化学反应。
C+ O2 CO2 + 32860 kJ／kg（碳）
2H2 + O2 2H2O+120370
S+ O2 SO2 9050
kJ／kg（氢）
6.2.1 理论烟气量和实际烟气量
标准状态下，l kg固体及液体燃料在理论空气 量下完全燃烧时所产生的燃烧产物的体积称为固 体及液体燃料的理论烟气量，用下式表示：
V VCO2 VSO2 V V
0 y 0 N2
0 H2O
Vy0 —标准状态下理论烟气量，m3／kg；
VCO2 —标准状态下 CO2 的体积，m3/kg；
2C+ O2 2CO 9270 kJ／kg（碳）
说明：
燃烧计算即燃烧反应计算，是建立在燃烧化学反应 的基础上的。在进行燃烧计算时，将空气和烟气均 看 作 为 理 想 气 体 ， 即 每 kmol 气 体 在 标 准 状 态 ( t =273.15K, P =0.1013MPa)下其体积为 22.4m3，燃 料以 1kg 固体及液体燃料或标准状态下 1m3 干气体 燃料为单位。按照国家质量技术监督局规定，“标准 状态”不标在单位上，而是写在文字中。
VSO2 —标准状态下 SO2 的体积，m3／kg；
0 3 — 标准状态下理论 体积， m ／kg； N VN 2 2
V
3 0 H2O —标准状态下理论水蒸气体积，m ／kg。
13
22.4 1.866 m3 的 标准状态下，1 kg 的碳完全燃烧后产生 12 22 .4 0.7 m3 的 SO2 。 标准状态下， 1 kg 硫完全燃烧后产生 CO2 。 32
第6章 燃料的燃烧计算
6.1 燃烧所需空气量 燃烧是一种化学反应。
C+ O2 CO2 + 32860 kJ／kg（碳）
2H2 + O2 2H2O+120370
S+ O2 SO2 9050
kJ／kg（氢）
8燃烧的化学基础 PPT课件
V0,air V0,O2 0.21
第一节 燃烧时空气需要量计算
二、气体可燃物的理论空气需要量
1、体积百分数组成
CO% H2% CnHm% H2S%CO2%O2% N2% H2O% 100%
2、1m3气体可燃物完全燃烧需要的理论氧气体积
CO
1 2
O2
CO2
1 1 m3 2
1 CO 2 O2 CO2
1 H2 2 O2 H2O
H2S
3 2
O2
H2O
SO2
CnHm
(n
m 4
)O2
nCO2
m 2
H2O
1 1mol 1 1mol 1 1 1 mol 1
1
1m3 1
1m3 1
1 1m3 1
n
m
mol
2
n
m m3
2
2、气体可燃物的理论燃烧产物量
CO% H2% CnHm% H2S%CCOO2%2 O2% N2%HH22OO% 100%
H2S
数小时后出现轻度中毒症状 耐受0.5~1h无大的损害 0.5~1.1h有生命危险或致死 30min致死 10min致死
立即死亡
（二）毒性、刺激性及腐蚀作用
表1-10 不同浓度的氮氧化物对人体的影响
氮氧化物含量
%
mg/l
对人体的影响情况
0.004 0.006 0.01 0.025
0.019 0.29
对人体的影响情况
有轻度刺激性 对鼻腔有刺激，伴有不快感 对鼻腔有强烈刺激，不能忍受30min以上 短时间对咽喉有刺激 短时间忍受的临界浓度 有生命危害
燃料燃烧空气量烟气量计算【共21张PPT】
A F23 27.5 628 1.2 7 116
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
CO2
Vfg0
SO2 N2
V干烟气
燃料中H燃烧生成H2O
VH2O
燃料中H2O
Va0带入的H2O
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
❖ 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
燃料中H燃烧生成H2O
（1）定义：单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧 烟气体积及污染物排放量计算
❖ 若空气过量，则燃烧方程式变为
转化为标态下（273K、1atm）的体积和密度
（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
H2O
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
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
H
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
CO2
Vfg0
SO2 N2
V干烟气
燃料中H燃烧生成H2O
VH2O
燃料中H2O
Va0带入的H2O
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
❖ 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
燃料中H燃烧生成H2O
（1）定义：单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧 烟气体积及污染物排放量计算
❖ 若空气过量，则燃烧方程式变为
转化为标态下（273K、1atm）的体积和密度
（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
H2O
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
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
H
气体量的计算
气体量的计算1、窑尾排出的废气量（1）燃料燃烧烟气量：近似计算法：,11(0.213 1.65)1000net arf Q V F =+ （Bm 3/kg-ck ）式中 F 1—窑用煤耗 kg/kg-ck 。
（2）生料分解产生CO 2的气体量1(1)(100) 1.977r r k r I V I φ=--⨯ （Bm 3/kg-ck ） 式中 1.977—标态下CO 2气体的密度；I r —生料烧失量；φk —入窑生料分解率。
（3）过剩空气量,011111(1)(1)(0.2410.5)1000net ar e a Q V V F F αα=-=-⨯+ （Bm 3/kg-ck ） 式中 1α—窑内过剩空气系数。
窑尾排出的总风量：1111g f r e V V V V =++ （Bm 3/kg-ck ）2、分解炉出口风量（1）燃料燃烧烟气量,22(0.213 1.65)1000net arf Q V F =+ （Bm 3/kg-ck ）式中 F 2—分解炉用煤耗 kg/kg-ck 。
（2）生料分解产生CO 2的气体量2(100) 1.977r r c r I V I φ=-⨯ （Bm 3/kg-ck ） 式中 φc —生料在分解炉中的分解率。
（3）过剩空气量,022222(1)(1)(0.2410.5)1000net are a Q V V F F αα=-=-⨯+ （Bm 3/kg-ck ）式中 2α—分解炉内过剩空气系数。
分解炉出口风量：①当窑气不通过分解炉时，分解炉出口风量：2222g f r e V V V V =++ （Bm 3/kg-ck ）②当窑气通过分解炉时，分解炉出口风量：21212g f f r r e V V V V V V =+++++ （Bm 3/kg-ck ）式中 分解炉出口风量：2(1)e V F α=- （F —熟料总煤耗 kg/kg-ck ）③对于RSP 分解炉,由于窑气进入混合室而不进入分解室。
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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。
燃料燃烧空气量烟气量计算
➢ 燃烧过程及燃烧产物 ✓ 完全燃烧：CO2、H2O ✓ 不完全燃烧： CO2、H2O & 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SO2和NO ✓ 空气中的部分N可能被氧化成NO－热力型NOx
O
20
0.625
—
N2
2
—
—
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Va0 =（3.78+1）×99.185×22.4/1000 = 10.62 （m3/kg）
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 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
3.7(6x4 yzw 2)N2Q
➢ 燃料重量 = 12x+1.008y+32z+16w
➢ 理论空气量：
V a 02.4 1 2 x 4 2 . 7 1 . 0 8 (xy 0 y 3 /8 4 z 2 z 1 w w 6 /2 )m 3/kg
煤 4~7 m3/kg，液体燃料10~11 m3/kg
标准状态下烟气的密度
PNPS*PN*TS PS TN
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O2+3.76N2——>C02+3.76N2
若空气过量，则燃烧方程式变为 C+(1+a)O2+(1+a)3.76N2——>C02+a02+(1+a)3.76N2
a实 理际 论 (1 空 空 O a)2O (2 3 气 气 .7 3 .N 7 6 2N 量 量 6 2 ) 1 a
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 燃烧可能释放的污染物：
CO2、CO、SOx、NOx、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
燃料燃烧空气量烟气量计算
➢典型燃料的着火温度
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 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
气量时可以忽略； e)燃料中氮主要被转化成氮气N2； f）燃料的化学式设为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别
代 表碳、氢、硫和氧的原子数。
燃料燃烧空气量烟气量计算
➢ 燃烧方程式：
C x H y S z O w ( x 4 y z w 2 ) O 2 3 . 7 ( x 4 y 6 z w 2 ) N 2 x2 C 2 y H 2 O z O 2 O S
Va
V
0 a
✓ 部分炉型的空气过剩系数
燃料燃烧空气量烟气量计算
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
CH4+2O2+7.52N2----->CO2+2H2O+7.52N2 空燃比为：
A F23 27.5 62 81.2 7 116
所需要的空气量称为理论空气量 ❖ （2）表示：Va0，m3/kg ❖ （3）求解：可根据燃烧方程式计算求得。
燃料燃烧空气量烟气量计算
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VN2/VO2= 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S02； d)燃料中含氮量较低，热型NOX的生成量较小，在计算理论空
燃料燃烧空气量烟气量计算
烟气体积计算 ✓ 理论烟气体积
Vfg0
CO2 SO2 N2
VH2O
V干烟气
燃料中H燃烧生成H2O 燃料中H2O
Va0带入的H2O
燃料燃烧空气量烟气量计算
✓ 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
VNVS*PS*TN PN TS
燃料燃烧空气量烟气量计算
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：
元素
重量（g） 摩尔数（mol） 需氧量（mol）
C
855
71.25
71.25
H
113
56.528.25S Nhomakorabea10
0.31
0.31
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 1.燃料及其燃烧的过程 ❖ 2.烟气体积及污染物排放量计算
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖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 固体燃料 液体燃料 气体燃料
燃烧过程
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。 气态形式燃烧，燃烧速率受蒸发过程控制。
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 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
考虑过剩空气校正后，实际烟气体积：
Vf gVf g0Va0(1)
燃料燃烧空气量烟气量计算
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%，H2O 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
H2O
5
0.278
0
燃料燃烧空气量烟气量计算
（1）理论需氧量=73.58+23.75+0.5=97.83 mol /kg 理论空气量V0a=97.83×4.78×22.4/1000=10.47 m3N/kg （2）理论烟气体积V0fg CO2: 73.58 mol SOX: 0.5 mol H2O: 47.5+0.278=47.778 mol N2 : 97.83×3.78 = 369.80 mol V0fg = 73.58+47.778+0.5+369.80 = 491.658 mol /kg =
燃料燃烧空气量烟气量计算
➢ 燃烧过程及燃烧产物 ✓ 完全燃烧：CO2、H2O ✓ 不完全燃烧： CO2、H2O & 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SO2和NO ✓ 空气中的部分N可能被氧化成NO－热力型NOx
O
20
0.625
—
N2
2
—
—
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Va0 =（3.78+1）×99.185×22.4/1000 = 10.62 （m3/kg）
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 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
3.7(6x4 yzw 2)N2Q
➢ 燃料重量 = 12x+1.008y+32z+16w
➢ 理论空气量：
V a 02.4 1 2 x 4 2 . 7 1 . 0 8 (xy 0 y 3 /8 4 z 2 z 1 w w 6 /2 )m 3/kg
煤 4~7 m3/kg，液体燃料10~11 m3/kg
标准状态下烟气的密度
PNPS*PN*TS PS TN
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O2+3.76N2——>C02+3.76N2
若空气过量，则燃烧方程式变为 C+(1+a)O2+(1+a)3.76N2——>C02+a02+(1+a)3.76N2
a实 理际 论 (1 空 空 O a)2O (2 3 气 气 .7 3 .N 7 6 2N 量 量 6 2 ) 1 a
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 燃烧可能释放的污染物：
CO2、CO、SOx、NOx、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
燃料燃烧空气量烟气量计算
➢典型燃料的着火温度
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 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
气量时可以忽略； e)燃料中氮主要被转化成氮气N2； f）燃料的化学式设为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别
代 表碳、氢、硫和氧的原子数。
燃料燃烧空气量烟气量计算
➢ 燃烧方程式：
C x H y S z O w ( x 4 y z w 2 ) O 2 3 . 7 ( x 4 y 6 z w 2 ) N 2 x2 C 2 y H 2 O z O 2 O S
Va
V
0 a
✓ 部分炉型的空气过剩系数
燃料燃烧空气量烟气量计算
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
CH4+2O2+7.52N2----->CO2+2H2O+7.52N2 空燃比为：
A F23 27.5 62 81.2 7 116
所需要的空气量称为理论空气量 ❖ （2）表示：Va0，m3/kg ❖ （3）求解：可根据燃烧方程式计算求得。
燃料燃烧空气量烟气量计算
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VN2/VO2= 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S02； d)燃料中含氮量较低，热型NOX的生成量较小，在计算理论空
燃料燃烧空气量烟气量计算
烟气体积计算 ✓ 理论烟气体积
Vfg0
CO2 SO2 N2
VH2O
V干烟气
燃料中H燃烧生成H2O 燃料中H2O
Va0带入的H2O
燃料燃烧空气量烟气量计算
✓ 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
VNVS*PS*TN PN TS
燃料燃烧空气量烟气量计算
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：
元素
重量（g） 摩尔数（mol） 需氧量（mol）
C
855
71.25
71.25
H
113
56.528.25S Nhomakorabea10
0.31
0.31
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 1.燃料及其燃烧的过程 ❖ 2.烟气体积及污染物排放量计算
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖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 固体燃料 液体燃料 气体燃料
燃烧过程
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。 气态形式燃烧，燃烧速率受蒸发过程控制。
燃料燃烧空气量烟气量计算
❖ 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
考虑过剩空气校正后，实际烟气体积：
Vf gVf g0Va0(1)
燃料燃烧空气量烟气量计算
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%，H2O 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
H2O
5
0.278
0
燃料燃烧空气量烟气量计算
（1）理论需氧量=73.58+23.75+0.5=97.83 mol /kg 理论空气量V0a=97.83×4.78×22.4/1000=10.47 m3N/kg （2）理论烟气体积V0fg CO2: 73.58 mol SOX: 0.5 mol H2O: 47.5+0.278=47.778 mol N2 : 97.83×3.78 = 369.80 mol V0fg = 73.58+47.778+0.5+369.80 = 491.658 mol /kg =