燃料燃烧空气量烟气量计算 ppt课件
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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
O
20
0.625
—
N2
百度文库
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
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。
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
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
56.5
28.25
S
10
0.31
0.31
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
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
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
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
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 =
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
❖ 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
➢ 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
O
20
0.625
—
N2
百度文库
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
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。
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
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
56.5
28.25
S
10
0.31
0.31
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
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
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
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
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 =
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
❖ 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