(完整版)液体燃料的组成及特性(精)
醇基液体燃料
醇基液体燃料主要原料及特性：甲醇：是一种无色、透明、高度挥发、易燃液体。
略有酒精气味。
自燃点463.89℃。
蒸汽与空气混合物爆炸下限6%~36.5%。
能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。
遇明火或氧化剂易着火。
使用大量水灭火效果较好。
无水乙醇：无色澄清液体。
有灼烧味。
易流动。
极易从空气中吸收水分，能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶。
能与水形成共沸混合物(含水4.43%)，共沸点78.15℃。
熔点-114.1℃。
沸点78.5℃。
闭杯时闪点（在规定结构的容器中加热挥发出可燃气体与液面附近的空气混合，达到一定浓度时可被火星点燃时的温度）13℃。
易燃。
醇基液体燃料主要是以甲醇、乙醇为主混配的液体燃料，甲醇是最简单的饱和脂肪酸，在常温常压下，纯甲醇是无色透明，易挥发，可燃，略带醇香味的有毒液体。
目前的醇基液体燃料大多数是甲醇为主也有加入少量的工业乙醇，混配的醇基液体燃料由于甲醇热值较低，燃料消耗量从理论上讲是燃用柴油的1.8倍以上，但由于醇基燃料燃烧完全，再配置效率高的燃烧设备，使其热效率提高，甲醇燃料消耗量与柴油比完全可以达到柴油的1.3倍。
所以在众多的清洁燃料中，醇基燃料由于具有来源广泛、丰富、排放低、燃烧彻底清洁卫生、节能环保深受用户的欢迎。
醇基液体燃料在混配时应注意，不能为了降低成本而多加水，甚至燃料中甲醇含量在75%以下，密度达到0.85（体积），使燃料热值很低。
在醇基液体燃料中，可以含适量的水，含水可以提高闪点温度，降低着火的危险，但是燃料中混入水分，对金属腐蚀表现在两个方面：一是水分能直接引起金属的化学核电化学腐蚀；二是如燃料中的某些含硫及酸性腐蚀物质溶解在水中时，则加速金属的腐蚀过程。
燃料中的游离水对金属的危害很大，它能腐蚀各种钢制零件。
如钢油罐、油桶、管道、阀门及其它零件。
水分对低合金钢有较强的腐蚀作用，也腐蚀铜和锌等有色金属，对青铜不产生腐蚀。
溶解在燃料中的微量水分只能引起低含量钢铁腐蚀。
液体燃料ppt课件
原料)从塔侧流出，塔底排出的是分子更大，沸
点更高的重质油，称为减压重油(或减压渣油)。
常压重油和减压重油两者统称直馏重油。
Heavy Oil
重油
常压渣油(常压重油)
重 直熘重油
油
减压渣油(含沥青质多，粘度大)
的
来
源
裂化重油(不饱和烃多、游离碳多，粘度大，不易燃烧)
Heavy Oil
重油
重
C+H约占重油可燃成分的95%
柴油
着火性(Ignitability)：柴油机在压缩过程终了时，柴油由喷油泵
燃料油的性质
当燃料油加热至一定温度时，其中分子量较小，
沸点低的成分将先由油的表面气化逸出，形成油
蒸气。油温升高，油蒸气越多，油表面附近的油
着
蒸汽浓度越大。在无外来火源的情况下，在油面 上形成的持续燃烧。
火
点
温度
此时的油温即着火点
（Flare Point）
持续燃烧
重油的着火点为 500～600℃
Fuel Oil
Fuel Oil
燃料油的性质
闪火点是燃油受热时的安全防火指标
油的比重越小，其中轻质组分越多，闪点就越低
在开式储油罐中，最高加热温度应低于闪火点
闪
10~20℃；在闭式压力容器中，允许加热温度超过
点
闪火点，但是温度越高，防火安全性越低，一旦
管道破裂，就会发生着火，甚至爆炸。
开口杯法－－闪火点较高(重油、润滑油) 闭口杯法－－闪火点较低(汽油、柴油等)
流动或 半流动 石 的粘稠 油 液体
相对密 度一般 小于1
Petroleum
石油的组成
组成石油的元素主要是碳、氢、氧、氮、
醇基液体燃料2篇
醇基液体燃料2篇【第一篇】醇基液体燃料（Alcohol-Based Liquid Fuel），是一种使用醇类化合物作为主要燃料成分的液体燃料。
醇基液体燃料具有较高的能量密度，低挥发性和较低的污染排放，因此在某些特定应用领域具有广泛的应用前景。
本文将从醇基液体燃料的基本特性、制备方法、应用领域和未来发展方向等方面进行介绍和分析。
一、醇基液体燃料的基本特性醇基液体燃料的基本特性主要包括以下几个方面：1. 能量密度高：醇类化合物作为主要燃料成分，具有较高的能量密度，能够提供足够的能量供应。
2. 低挥发性：醇基液体燃料的挥发性较低，能够减少燃料的损耗和挥发带来的环境污染。
3. 低污染排放：醇基液体燃料燃烧产生的废气排放中含有较低的有害物质，对环境污染较小。
二、醇基液体燃料的制备方法醇基液体燃料的制备方法多种多样，常用的包括以下几种：1. 醇酸酯法：通过醇与酸酐反应生成酯类化合物，然后将酯类化合物转化为液体燃料。
2. 硫酸酯化法：通过醇与硫酸进行酯化反应生成酯类化合物，然后通过脱水裂解获得液体燃料。
3. 气相合成法：通过气相合成反应将醇转化为液体燃料，反应过程中需要适当的催化剂和温度条件。
三、醇基液体燃料的应用领域醇基液体燃料在以下几个应用领域具有广泛的应用前景：1. 航空航天领域：醇基液体燃料作为替代燃料，可以降低航空器的排放和减少对传统石油燃料的依赖。
2. 军事领域：醇基液体燃料在军事装备和作战行动中具有重要作用，能够提供稳定的能量供应。
3. 宇航领域：醇基液体燃料被广泛应用于宇航器的发动机燃料，能够满足宇航器在太空环境下的特殊需求。
四、醇基液体燃料的未来发展方向醇基液体燃料在未来的发展中，还存在一些值得关注的问题和发展方向：1. 提高能源转化效率：通过优化燃料配方和催化剂设计，提高醇基液体燃料的能源转化效率。
2. 减少环境污染：研发更加环保的醇基液体燃料，减少燃烧过程中产生的有害气体和颗粒物排放。
3. 制备技术的改进：改进醇基液体燃料的制备方法，提高生产效率和降低成本。
液体燃料燃烧
3、油滴表面温度近似等于饱和温度T0=Tbw 4、火焰锋面向内向外导热传递（忽略辐射），向内导热量
=产生的油气所需汽化潜热量+油气温度升高所需热量， 且忽略斯蒂芬流（油蒸气穿过锋面逃逸的量=0）
5、 O2 从远方扩散而来在锋面上全部消耗掉，锋面O2的浓 度=0，且O2 扩散到锋面的量符含化学反应中氧与油的化 学计量比
⑦ C∞↑→k↑ ，环境氧浓度高，燃烧更快。 ⑧ β↓→k↑ ，单位耗氧量低，燃烧更快。
32
二、 强迫气流中液滴的燃烧
对于Re=0时， Nu zl 2
对于Re≠0时，
(
Nu Nu
Re0
) Re0 zl
1
1 0.3Re2
1Pr 3Fra bibliotek11Nuzl 2(1 0.3Re2 Pr3 ）
k Re0 k Re0
胶状物中H外除，还含有O，S，和N的化合 物，是高分子有机化合物，相对分子质量高， 不易挥分，绝大部分都集中在石油的残渣中。
5
3.石油的炼制
最基本的炼制方法是直接蒸馏法，利用石油中不同成分 具有不同沸点的特点，对石油进行加热蒸馏，可以把石油分 成不同沸点范围(即馏程)的蒸馏产物。每一个馏程内的产物 称为馏分，它仍然是多种烃类的混合物。石油炼制中，各馏 分的名称及温度范围大致如表5-1所列。
第六章 液体燃料燃烧
第一节 第二节 第三节 第四节
液体燃料的特性 液体燃料的雾化 液滴的蒸发 液滴燃烧
1
2
第一节 液体燃料的特性
一、油类燃料特性
1. 石油的元素组成
2. 碳氢化合物和胶状沥青物质
碳氢化合物是组成石油的主要成分，主要的烃类有：
第5章_液体燃料燃烧 [兼容模式]
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第三节 液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流 二、相对静止环境中液滴的蒸发 三、强迫气流中液滴的蒸发 四、液滴群的蒸发
第三节 液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流 1、蒸发过程液滴周围成分分布
图5-12 液体周围成分分布 wxg—空气中空气质量分数 wlg—空气中燃料蒸气的质量分数 wxgs—液滴表面的燃料蒸气质量分数 wlgs—液滴表面的空气质量分数
2、斯蒂芬（Stefan）流
由于含量梯度的存在，使燃料蒸气不断地从表面向外扩散； 相反地，空气x则从外部环境不断地向液滴表面扩散。 • 在液滴表面，空气力图向液滴内部扩散，然而空气既不能进
入液滴内部，也不在液滴表面凝结。 • 因此，为平衡空气的扩散趋势，必然会产生一个反向流动。 • 根据质量平衡定理，在液滴表面这个反向流动的气体质量正
倾斜，油面一分钟保持不变的温度 沸点——油品从液态转变为气态的温
度 比重——t℃时油的重度和4℃时水的
重度之比。
γt 4
γ =
20 4
+ kr (20 − t )
发热量——油的Qnet，ar大约在38.5~44MJ/kg，不同油品 ，略有不同。一般来说，油越重，H越少，发热量也越
低
10
§7-1液体燃料的特性
2、旋转式雾化喷嘴
• 压力油流通过空心轴进入喷嘴头部高速旋转的转杯内，其转 速约为3000~6000rpm，高速旋转产生的离心力，使油流从转 杯内壁向出口四周的切线方向甩出，因速度较高使油膜被空 气雾化成细滴。旋转杯式喷嘴的结构示于图6-5所示。
图5-6 中间回油式机械喷嘴 1—二次风嘴 2—一次风嘴 3—转杯 4—风机 5—转轴 6—进油管 7—进油体 8—电动机
液体燃料
把高沸点的常压重油加热到350℃以上可以继续 分馏出各种重质油来。一般采用减压蒸馏的办 法来提取，即根据气压降低、沸点下降的原理 ，把常压重油加热到400℃左右送入到减压蒸馏 塔中，其中压力约在0.004～0.01MPa以下，这 样重油中烃的沸点可降低200℃多，把常压沸点 约700℃以下的各种烃都可分馏出来，其中较轻 的重柴油从塔顶馏出，而各种腊油(作润滑油用 的原料)从塔侧流出，塔底排出的是分子更大， 沸点更高的重质油，称为减压重油(或减压渣油) 。常压重油和减压重油两者统称直馏重油。
gasoline； gasoline oil gas
汽油
马达法辛烷值
测定条件较苛刻，发动机转速为900r/min， 进气温度149°C。它反映汽车在高速、重负荷条件下行驶的汽油 抗爆性。
汽 油
研究法辛烷值
测定条件缓和，转速为600r/min，进气为 室温。这种辛烷值反映汽车在市区慢速行驶时的汽油抗爆性。对 同一种汽油，其研究法辛烷值比马达法辛烷值高约 0～15个单位， 两者之间差值称敏感性或敏感度。
Heavy Oil
重油
常压渣油(常压重油) 减压渣油(含沥青质多，粘度大)
重 油 的 来 源
直熘重油
裂化重油(不饱和烃多、游离碳多，粘度大，不易燃烧)
Heavy Oil
重 油 的 化 学 组 成
重油
C+H约占重油可燃成分的95% 含C量越高，含氢量越低，粘度越大 硫必须控制在1%以下 水，约10%左右，乳化重油，改善高 粘度渣油的物化性能和降低烟气中的 NOx
Fuel Oil
燃料油的性质
对同一油种，用开口杯法测定的闪火点较闭口杯 要高出15～25℃
闪 点
重油的开口闪点为80～130 ℃ 减压渣油的开口闪点一般为250℃ 闪点是油品均匀性的一个指标，用来判断重油中 是否混入了汽油、煤油等轻质油料。
06第六章 液体燃料燃烧解析
二、雾化方式和喷嘴
按照油的雾化机理，工程上油的雾化方式分 为：压力式、旋转式和气动式等。前两种又 称为机械式雾化。如下图所示。
1、压力式雾化喷嘴
压力式雾化喷嘴又称为离心式机械雾化器。 它可以用在航空喷气发动机、燃气轮机、柴 油机以及锅炉和工业窑炉上。根据使用的对 象、容量以及其它具体情况，这种喷嘴可以 采用不同的结构形式和压力范围，如表6-1所 示，但他们的工作原理是相同的。
雾化过程可分为以下几个阶段： 液体首先由喷嘴流出形成液体柱或液膜； 分离为液体碎片或细丝，液体碎片或细丝收 缩成球形液滴； 大液滴进一步碎裂成小液滴。
液滴的变形和破碎的程度取决于作用在液滴 上的外力和形成液滴的液体表面张力之间的 比值，此值常用维泊（Weber）数（或称破 碎准则）来表示。其定义为：
3、气动式雾化喷嘴
气动式雾化喷嘴又称介质式雾化喷嘴。它利 用压缩空气或高压蒸汽为雾化介质，将其压 力转化为高速气流，使液体喷散成雾状气流。 采用蒸汽为介质的雾化喷嘴又分为纯蒸汽雾 化和蒸汽—机械（压力）综合雾化两类喷嘴。
纯蒸汽雾化的供油压力用得较低，甚至只需 用高位油箱的压头即可，这种喷嘴常用在小 型工业锅炉上。 蒸汽—机械喷嘴则在电站锅炉上用得较多， 其油压、汽压接近，约在0.5~2.0MPa，它依 靠油流和蒸汽具有的能量将燃油破碎成油滴， 故要求的油压可以比机械雾化喷嘴低，汽耗 率也较低。
措施
1、强化液体燃料的蒸发过程 2、强化液体燃料与空气的混合过程 3、防止或减少液体燃料化学热分解（热裂解）
第二节 液体燃料雾化理论
液体燃料的雾化是液体燃料喷雾燃烧过程的 第一步。
一、雾化原理
雾化过程就是把液体燃料破碎成细小液滴群 的过程。
《生物质液体燃料》课件
为了克服这些挑战，政府、企业和研究机构需要共同努力。政府可以出台相关政策，鼓 励生物质液体燃料产业的发展；企业可以加大研发投入，提高生产效率，降低成本；而 研究机构则可以通过技术创新，解决生物质液体燃料产业面临的技术难题。同时，加强
国际合作，共同推动生物质液体燃料产业的健康发展。
THANKS
感谢观看
02
中国政府对生物质液体燃料的发展给予了政策支持，
促进了市场的快速发展。
03
中国生物质液体燃料市场存在较大的发展空间，未来
有望成为全球最大的生物质液体燃料市场。
生物质液体燃料市场发展趋势
01
生物质液体燃料市场将朝着多元化、高效化和可持续化的方向 发展。
02
新型生物质液体燃料技术不断涌现，提高了生产效率和能源转
化率。
生物质液体燃料市场将与可再生能源市场相互融合，形成完整
03
的可再生能源产业链。
04
CATALOGUE
生物质液体燃料的环保与经济 效益
生物质液体燃料的环保特性
减少温室气体排放
有利于废弃物资源化利用
生物质液体燃料燃烧产生的二氧化碳 可被生长过程中的植物吸收，实现碳 循环，从而减少温室气体排放。
投资机会
对于投资者来说，生物质液体燃料产业是一个充满机遇的领域。从原料种植、加 工生产到终端销售，每一个环节都存在着投资机会。此外，随着技术的不断创新 和市场的逐步扩大，生物质液体燃料的投资前景也更加广阔。
生物质液体燃料面临的挑战与对策
挑战
虽然生物质液体燃料具有许多优点，但在其发展过程中也面临着许多挑战。例如，原料 供应不足、生产成本高、技术成熟度不够等问题都制约着生物质液体燃料产业的发展。
生物质废弃物如秸秆、废弃动植物油 脂等可用于生产生物质燃料，实现废 弃物的资源化利用。
第二章 液体燃料
液体燃料
主要内容
石油的加工及其产品
分馏法 裂解法 重油的来源和种类 重油的化学组成和使用性能
液体燃料在现代工业中的应用
液体燃料优点
可燃成分高QD 储运方便 燃烧完全 火焰黑度高 燃烧易于控制
液体燃料分类
天然液体燃料 石油及其加工产品 人造液体燃料 从煤中提炼出的各种燃料油
石油加工方法
分馏法—缺点：只能分馏出分子量较小的 轻质油品
常压分馏法：产品：汽油、煤油、柴油、常渣 油。 减压分馏法：产品：粗柴油、轻质润滑油、减 压渣油。
裂解法—分解分馏残渣或分子量较大的重 质油品
石油的炼制
直接分馏法 按石油中各组分不同的沸点，将其分成若干馏分， 每种馏分包含了沸点相近的各种烃类。在接近常压 下，直接对石油加热(300~325℃左右)分馏，石 油中各馏分按其沸点高低先后馏出。剩下沸点
柴油沸点较高，自燃点较低，故适宜作为压燃式 活塞式发动机的燃料 柴油可分为轻柴油和重柴油。轻柴油可作为高速 柴油机的燃料，也可作为燃气轮机和小型锅炉的 燃料；重柴油用于中速和低速柴油机，有时也作 为燃气轮机和锅炉燃料 根据柴油凝固点的不同，对于轻柴油可分为10、 0、-10、-20、-35、-50号；重柴油可分为10、 20、30号
石油的组成
一种黑褐色粘稠液体，由各种不同族和不 同分子量的碳氢化合物组成。主要是：烷 烃、烯烃、环烷烃、芳香烃及少量的硫化 物、氧化物、氮化物、水分和矿物杂质。
石油的元素组成
组成石油的元素主要是碳、氢、氧、氮、硫 五种。其中主要的是碳和氢两种元素，碳的 含量占84~87%，氢的含量占11~14% 除了上述五种主要元素外，在石油中还发现 有极微量的金属元素和其它非金属元素。 金属元素有钒、镍、铁、铝、钙、钠、镁、 钴、铜等， 非金属元素中主要有氯、硅、磷、硒、砷 等。
生物液体燃料
酸、碱水解再经酵母发酵生成法
生 产 工 艺
酶水解方式
直接发酵法(DF) 间接发酵法(BHF)
同时糖化发酵法(BSF)等
第2代燃料乙醇生产技术
➢ 以木质纤维素质为原料。 ➢ 与第1代技术相比，第2代燃料乙醇技术
首先要进行预处理，即脱去木质素，增 加原料的疏松性以增加各种酶与纤维素 的接触，提高酶效率。
生物基材料与化学品
—生物液体燃料
目录
1. 生物质与生物质能 2. 生物质液体燃料
➢ 生物质乙醇 ➢ 生物质热解油 ➢ 生物柴油
1. 生物质与生物质能
1.1 定义
生物质：一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。 包括所有的动物、植物、微生物及其排泄与代谢物等。 生物质能：太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以 生物质为载体的能量。是唯一一种可再生的碳源，这些能量是人类 发展所需能源的源泉和基础。 生物质能优点：可再生、低污染、低温室效应、分布广、储量大。
发酵法
2.2 生物乙醇 (Bioethanol)
定义 糖基生物质通过生物发酵方式获得的乙醇，可 以制成乙醇汽油、乙醇柴油、乙醇润滑油等工 业燃料。 原料 含糖作物和副产物，如甘蔗、甜菜、甜高粱； 淀粉质作物，如玉米、高粱、小麦、红薯、马 铃薯；纤维素原料，如木材、木屑、秸秆。
原理
EMP途径
ED途径
生物油产率：40-70 %
500-600 oC，停留时间极短 <1s
2.4 生物柴油 (Biodiesel)
定义 指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂，以及动物油脂、 废餐饮油等为原料油，通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料，这种燃料可 供内燃机使用。 制备方法 稀释法：利用石化柴油来稀释植物油；微乳化法：利用乳化剂降低植物油黏 度；热解法：高温将高分子变成简单分子； 酯交换法：是利用甲醇/乙醇将植物油中的甘油三酸酯中的甘油取代下来，形 成长链的脂肪酸甲酯/乙脂，从而降低碳链的长度； 生物技术法：利用脂肪酶将长链的高分子降解成短链的碳氢化合物。
航空航天工程师的火箭发动机燃料
航空航天工程师的火箭发动机燃料航空航天工程师在设计和制造火箭发动机时，燃料的选择和性能是至关重要的。
火箭发动机燃料的特性直接影响着火箭的推力、燃烧效率和可靠性。
本文将介绍一些常见的火箭发动机燃料，包括液体燃料和固体燃料，并探讨它们的特点及适用范围。
一、液体燃料液体燃料是一种常见的火箭发动机燃料。
它通常由燃料和氧化剂两部分组成，两者需要在燃烧室内混合后才能燃烧。
常用的液体燃料包括液氧（LOX）、液氢（LH2）、甲烷（CH4）等。
这些液体燃料具有以下特点：1. 液氧（LOX）：液氧是一种常用的氧化剂。
它具有非常高的氧化能力，能够与大多数燃料发生剧烈的反应。
液氧具有很高的密度，可以提供较大的推力，但同时也需要相应的容器来储存和运输。
2. 液氢（LH2）：液氢是一种常用的燃料。
它具有很高的燃烧效率，能够提供较高的比冲。
液氢的密度较低，需要较大的储存空间。
此外，液氢在储存和运输过程中需要极低的温度，这增加了工程设计的复杂性。
3. 甲烷（CH4）：甲烷是一种常用的液体燃料。
它具有较高的燃烧效率和比冲，适用于一些小型火箭发动机。
甲烷的储存和运输相对简单，但相对液氧和液氢而言，甲烷的推力较小。
液体燃料火箭发动机具有调节推力和关闭重启等灵活性，适用于多阶段火箭。
然而，液体燃料火箭发动机的燃烧过程需要复杂的供给系统，增加了工程的难度和成本。
二、固体燃料固体燃料是另一种常见的火箭发动机燃料。
与液体燃料不同，固体燃料是一种固态的混合物，不需要额外的供给系统，可以直接点火燃烧。
常用的固体燃料包括聚合物燃料和复合材料燃料。
固体燃料的特点如下：1. 聚合物燃料：聚合物燃料常使用含有金属粉末（如铝粉）和氧化剂（如盐酸铵）的聚合物作为主要成分。
聚合物燃料具有高能量密度、易于储存和运输等优点，但燃烧产物中的气体会导致一定的烟雾和火焰，对发动机的推力、稳定性和可控性造成一定的影响。
2. 复合材料燃料：复合材料燃料通常由金属粉末和氧化剂颗粒通过粘结剂粘合成块状。
燃烧理论与基础 06第六章 液体燃料燃烧
第一节 液体燃料燃烧特性
一、燃烧方式
液体燃料的燃烧方式可分为两类：一类为预 蒸发型；另一类为喷雾型。
二、重油燃烧过程
当重油油滴进入高温炉膛空间后，油滴被烟 气加热。
蒸发出来的油汽在足够高的温度下燃烧。 油滴燃烧所需时间主要由两段组成：重油油 滴蒸发产生的油汽燃烧所需时间，及其焦炭 核燃烧所需时间。
三、雾化性能参数
一般可用一些特性参数来表征喷嘴的雾化性 能。即雾化气流（或称雾化锥）中液滴群的 雾化细度、雾化气流的扩张角度（雾化角）、 雾化气流的流量密度分布、射程及流量等。 其中雾化细度、雾化角和流量密度分布较常 用。
1、雾化细度
雾化气流中液滴大小各不相同，液滴直径越 小则总表面积越大，蒸发、混合及燃烧速度 也就越快。
二、乳化油燃烧
乳化燃料燃烧是个复杂的过程，对其节能降 污机理较为成熟的解释是乳化燃料燃烧中存 在的“微爆”现象和水煤气反应，也就是从 燃烧的物理过程和化学过程来解释。
乳化油燃烧过程的物理作用即所谓“微爆” 作用。
图6-14 普通油和乳化油的燃烧过程
化学作用即水煤气反应。在高温条件下，部 分水分子与未完全燃烧的炽热的炭粒发生水 煤气反应，形成可燃性气体，反应式如下： C+H2O → CO+H2 C+2H2O → CO2+2H2 CO+H2O → CO2+H2 2H2+O2 → 2H2O
2
相对静止环境中液滴完全蒸发所需的时间τ0为：
d 02 0 K
K 8 g ln1 B cp 4qm d 0
称为直径平方－直线定律。
液体燃料配方
液体燃料配方
燃料：
1.汽油：乙醇、异恶烷、正构烷、乙烯、苯、丙烯、甲苯等。
2.煤油：正构烷、异构多烯、正丙烷、甲苯、乙烯、正辛烷等。
3.煤油灰：芳烃、乙烯、异构烯、正构烯、芳香烃、丙烯等。
4.柴油：正构烯、乙烯、异构烯、丙烯等。
添加剂：
1.抗老化剂：抗氧剂、抗压剂、抗变质剂、抗污染剂、抗氧化剂、抗渗漏剂等。
2.脱硫剂：低硫添加剂、高硫添加剂、硫醇类改性剂等。
3.催化剂：应用同立体场催化剂技术制备的煤油、柴油催化剂等。
4.防氧剂：抗氧剂、合成芳烃抗氧剂等。
5.分解剂：提高燃料清洁度的降馏除烃分解剂或除铁铁芳烃分解剂等。
6.凝点抑制剂：高硫甲芳醚、醋酸酯等。
混合方法：
一般采用加法混合整体混合法进行，根据燃料配方的需要采用按需混合法、按重量混
合法等。
异相混合法可以改善燃料的可燃性和抗燃行为，保证混合油在高温下挥发性低，
而且成分稳定，起到抑制凝固点的作用。
混油方案：
1.粗混油比例：汽油：煤油：煤油灰：柴油=25：50：10：15。
2.细调混油比例：燃料添加剂2%、抗老化剂0.5%、脱硫剂0.5%、催化剂1%、防氧剂0.3%、分解剂0.5%、凝点抑制剂1%。
3.最终混油比例：汽油：煤油：煤油灰：柴油：抗老化剂：脱硫剂：催化剂：防氧剂：分解剂：凝点抑制剂=2
4.8：49.4：9.9：14.9：0.5：0.5：1.0：0.3：0.5：1.0。
(完整版)液体燃料的组成及特性(精)
《锅炉与锅炉房设备施工》教案模块一：锅炉房设备的基本知识单元三：锅炉燃料1.3.2 液体燃料的组成及特性学院内蒙古建筑职业技术学院院（部）机电与暖通工程学院教师王思文液体燃料的组成及特性教学目的通过课程教学，挖掘学生潜在创造力，激发学生的工程设计能力。
以工作任务形式组织学生进行项目训练，培养学生团队意识，组织协调能力、创新思维能力，沟通交流能力，自我学习能力、分析问题和解决问题的能力。
通过学习，学生能够掌握锅炉与锅炉房的基本知识，为今后继续学习锅炉打下结实的基础。
教学目标能力（技能）目标知识目标素质目标1．具有分析液体燃料基本特性的能力。
1．掌握燃料油的元素分析成分。
2．掌握燃料油的基本特性（密度、相对密度、比热容、热导率、凝固点与沸点、粘度、闪点、燃点与自燃点、静电特性、残留碳、稳定性、发热量）1．挖掘学生潜在创造力，激发学生的自主学习积极性；2．培养学生的与人交流、与人合作的能力，培养学生解决问题、自我学习能力。
任务与案例任务：根据教学内容，掌握燃料油的成分及基本特性。
案例：1. 利用教材的内容进行理论学习。
重点难点及解决方法重点：1.燃料油的元素分析及基本特性。
难点：无参考资料《锅炉与锅炉房设备》夏喜英主编哈尔滨工业大学出版社《锅炉及锅炉房设备》杜渐主编中国电力出版社《工业锅炉设备》丁崇功主编机械工业出版社工具与媒体计算机、打印机、录像、课件、图纸、笔、橡皮、专业相关资料等。
授课教案一．燃料油的基本概念古代海洋和湖泊的动植物遗体与泥沙一起沉入海底或湖底，在缺氧的条件下，生物有机体长期在地热、地压和细菌作用下，发生复杂的物理、化学变化，经过几千万年或更长的时间，逐渐形成暗黑色粘稠状并具有一定气味的液体——石油。
锅炉所用液体燃料通常是指石油制品。
二．燃料油的组成锅炉燃烧使用的液体燃料都是石油炼制过程中的产品或副产品，主要有渣油、重油、柴油等。
它们都是由各种碳氢化合物组成的复杂的混合物。
燃料油的组成与煤一样，碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分等七种成分所组成，对各组成成分用相应的质量占总质量的质量分数表示，各成分质量分数的总和为100%，即C+H+O+N+S+A+M=100%1．碳（C）碳是燃料油的主要可燃成分，在燃料油中，碳的干燥无灰基的质量分数约为85%~88%，它和氢结合成各种碳氢化合物。
《消防燃烧学》第2章_液体燃料.ppt解析
辛烷值的确定
不同化学结构的烃类，具有不同的抗爆震能力。
异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）的抗爆性能较 好，辛烷值设定为100；正庚烷的抗爆性差， 辛烷值设定为0。以异辛烷和正庚烷为标准燃 料 调节标准燃料组成的比例，使标准燃料产生的 爆震强度与试样相同，此时标准燃料中异辛烷 的体积百分数就是试样的辛烷值。 为了提高辛烷值，常加入了四乙基铅。四乙基 铅有剧毒，因此加染料使汽油带粉红色或兰色 以提醒人们使用时要加小心，千万不要用嘴吸 取汽油
27
问题
如何表征汽油性能？
辛烷数，或称辛烷值，见到的汽油标号90＃、93
＃、97＃，就是指汽油的辛烷值对应为90、93、 97
辛烷值是衡量汽油在汽缸内抗爆震燃烧能力的一
种数字指标，其值高表示抗爆性好。
• 汽油在汽缸中正常燃烧时火焰传播速度为10-20 m/s， 在爆震燃烧（爆炸状态）时可达1500-2000 m/s，后者 条件下使气缸温度剧升，汽油燃烧不完全，机器强烈震 动，从而使输出功率下降，机件受损。
易发生爆震 十六烷值高的柴油容易起动，燃烧均匀， 输出功率大 但当十六烷值高于65时，会由于滞燃期太 短，燃料未及与空气均匀混合即着火自燃， 以致燃烧不完全，部分烃类热分解而产生 游离碳粒，随废气排出，造成发动机冒黑 烟及油耗增大，功率下降
32
汽油机优缺点
汽油机的优点在于其体积小、重量轻、汽车、内燃机车、飞机、轮船等现代交通工具
都是用石油的产品——汽油、柴油作动力燃料 的 新兴的超音速飞机、导弹、火箭，也都以石油 提炼出来的高级燃料为动力的 一切转动的机械的“关节”中添加的润滑油都 是石油制品。 优点：体积小（同质量的比气体小跟固体接 近）、热值高（比煤高1倍）、燃烧快、燃烧 过程易控制、燃烧充分、燃烧后不留灰烬
醇基液体燃料
醇基液体燃料主要原料及特性：甲醇：是一种无色、透明、高度挥发、易燃液体。
略有酒精气味。
自燃点463.89℃。
蒸汽与空气混合物爆炸下限6%~36.5%。
能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。
遇明火或氧化剂易着火。
使用大量水灭火效果较好。
无水乙醇：无色澄清液体。
有灼烧味。
易流动。
极易从空气中吸收水分，能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶。
能与水形成共沸混合物(含水4.43%)，共沸点78.15℃。
熔点-114.1℃。
沸点78.5℃。
闭杯时闪点（在规定结构的容器中加热挥发出可燃气体与液面附近的空气混合，达到一定浓度时可被火星点燃时的温度）13℃。
易燃。
醇基液体燃料主要是以甲醇、乙醇为主混配的液体燃料，甲醇是最简单的饱和脂肪酸，在常温常压下，纯甲醇是无色透明，易挥发，可燃，略带醇香味的有毒液体。
目前的醇基液体燃料大多数是甲醇为主也有加入少量的工业乙醇，混配的醇基液体燃料由于甲醇热值较低，燃料消耗量从理论上讲是燃用柴油的1.8倍以上，但由于醇基燃料燃烧完全，再配置效率高的燃烧设备，使其热效率提高，甲醇燃料消耗量与柴油比完全可以达到柴油的1.3倍。
所以在众多的清洁燃料中，醇基燃料由于具有来源广泛、丰富、排放低、燃烧彻底清洁卫生、节能环保深受用户的欢迎。
醇基液体燃料在混配时应注意，不能为了降低成本而多加水，甚至燃料中甲醇含量在75%以下，密度达到0.85（体积），使燃料热值很低。
在醇基液体燃料中，可以含适量的水，含水可以提高闪点温度，降低着火的危险，但是燃料中混入水分，对金属腐蚀表现在两个方面：一是水分能直接引起金属的化学核电化学腐蚀；二是如燃料中的某些含硫及酸性腐蚀物质溶解在水中时，则加速金属的腐蚀过程。
燃料中的游离水对金属的危害很大，它能腐蚀各种钢制零件。
如钢油罐、油桶、管道、阀门及其它零件。
水分对低合金钢有较强的腐蚀作用，也腐蚀铜和锌等有色金属，对青铜不产生腐蚀。
溶解在燃料中的微量水分只能引起低含量钢铁腐蚀。
《消防燃烧学》第2章液体燃料
维护保养
02
03
培训与演练
对相关设施和设备进行定期维护 保养，确保其正常运转和安全性 能。
对相关人员进行培训和演练，提 高其应对火灾的能力和安全意识。
05
液体燃料的应用与展望
工业应用
石油化工
液体燃料是石油化工行业的主要 能源，用于生产塑料、合成纤维、
合成橡胶等高分子材料。
制药行业
制药行业在生产过程中需要使用液 体燃料进行高温反应和消毒等操作。
《消防燃烧学》第2 章液体燃料
目录
• 液体燃料的种类与特性 • 液体燃料的燃烧特性 • 液体燃料的灭火方法 • 液体燃料火灾的预防措施 • 液体燃料的应用与展望
01
液体燃料的种类与特性
石油燃料
01 石油燃料是最常见的液体燃料，包括汽油、 柴油、重油等。
02 石油燃料的优点是能量密度高、燃烧稳定、 易储存和运输。
03
石油燃料的缺点是燃烧后会产生有害气体 和颗粒物，对环境造成污染。
04
石油燃料在工业、交通、发电等领域广泛 应用。
煤油燃料
01
煤油燃料是从煤中提取 的液体燃料，具有较高 的热值和燃烧效率。
02
煤油燃料的优点是燃烧 稳定、烟尘少、无异味。
03
煤油燃料的缺点是提取 过程中会产生大量的废 水和废气，对环境造成 一定的影响。
04
煤油燃料在航空、工业 等领域有广泛应用。
酒精燃料
01
02
03
04
酒精燃料是由生物质发酵而成 的液体燃料，具有可再生性和
环保性。
酒精燃料的优点是燃烧后产生 的污染物较少，对环境友好。
酒精燃料的缺点是能量密度较 低、易挥发和易燃易爆。
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《锅炉与锅炉房设备施工》教案模块一：锅炉房设备的基本知识
单元三：锅炉燃料
1.3.2 液体燃料的组成及特性
学院内蒙古建筑职业技术学院
院（部）机电与暖通工程学院
教师王思文
液体燃料的组成及特性
教学目的
通过课程教学，挖掘学生潜在创造力，激发学生的工程设计能力。
以工作任务形式组织学生进行项目训练，培养学生团队意识，组织协调能力、创新思维能力，沟通交流能力，自我学习能力、分析问题和解决问题的能力。
通过学习，学生能够掌握锅炉与锅炉房的基本知识，为今后继续学习锅炉打下结实的基础。
教学目标
能力（技能）目标知识目标素质目标
1．具有分析液体燃料基
本特性的能力。
1．掌握燃料油的元素分析
成分。
2．掌握燃料油的基本特性
（密度、相对密度、比热
容、热导率、凝固点与沸
点、粘度、闪点、燃点与
自燃点、静电特性、残留
碳、稳定性、发热量）
1．挖掘学生潜在创造力，
激发学生的自主学习积极
性；
2．培养学生的与人交流、
与人合作的能力，培养学
生解决问题、自我学习能
力。
任务与案例任务：根据教学内容，掌握燃料油的成分及基本特性。
案例：1. 利用教材的内容进行理论学习。
重点难点
及
解决方法重点：1.燃料油的元素分析及基本特性。
难点：无
参考资料《锅炉与锅炉房设备》夏喜英主编哈尔滨工业大学出版社《锅炉及锅炉房设备》杜渐主编中国电力出版社
《工业锅炉设备》丁崇功主编机械工业出版社
工具
与
媒体
计算机、打印机、录像、课件、图纸、笔、橡皮、专业相关资料等。
授课教案
一．燃料油的基本概念
古代海洋和湖泊的动植物遗体与泥沙一起沉入海底或湖底，在缺氧的条件下，生物有机体长期在地热、地压和细菌作用下，发生复杂的物
理、化学变化，经过几千万年或更长的时间，逐渐形成暗黑色粘稠状并
具有一定气味的液体——石油。
锅炉所用液体燃料通常是指石油制品。
二．燃料油的组成
锅炉燃烧使用的液体燃料都是石油炼制过程中的产品或副产品，主要有渣油、重油、柴油等。
它们都是由各种碳氢化合物组成的复杂的混
合物。
燃料油的组成与煤一样，碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分等七种成分所组成，对各组成成分用相应的质量占总质量的质量分数表示，各
成分质量分数的总和为100%，即
C+H+O+N+S+A+M=100%
1．碳（C）
碳是燃料油的主要可燃成分，在燃料油中，碳的干燥无灰基的质量分数约为85%~88%，它和氢结合成各种碳氢化合物。
2．氢（H）
氢是燃料油中另一种主要可燃成分，在燃料油中，氢的干燥无灰基质量分数约为10%-13%，燃烧时放出大量的热。
氢的发热量约为碳的发
热量的3.7倍。
3．氧（O）
氧本身不能燃烧，所以是一种不可燃成分。
由于它的存在，使燃料油的可燃成分含量减少，发热量降低。
石油中的氧绝大部分存在于胶状物质中，氧的质量分数一般为0.1%-1%。
4．氮（N）
氮是燃料油中的有害成分。
在燃烧过程中，燃料油中的氮和氧化合生成NO x,随烟气排入大气中，危害人体健康，污染环境。
燃料油中氮的
质量分数一般小于0.5%。
5．硫（S）
硫是燃料油中的有害成分，它常以元素硫、硫化氢、硫醚、噻吩等形式存在。
硫也能燃烧，产生一些热量，但燃烧后生成SO2和SO3，与
烟气中的水蒸气反应生成亚硫酸和硫酸，腐蚀金属受热面，并随烟气排
入大气，污染环境。
6. 灰分（A）
灰分是燃料油中的有害成分，其质量分数通常不到0.05%，绝大部分灰分存在于溶解在油中的金属盐类矿物质内。
油中的灰分含量虽然很少，但对锅炉燃烧影响却很大，它引起受热面积灰，使受热面传热系数降低、锅炉出力和热效率降低，并产生高温腐蚀，使受热面遭到损坏，影响锅炉使用寿命。
除了灰分外，油中还有一些机械
杂质，呈沉淀状态或悬浮状态，磨损设备，堵塞燃烧器喷嘴，影响锅炉正
常运行。
7.水分（M）
燃料油中的水分属有害成分。
水分会加速管道和设备腐蚀，燃烧时增加烟气量，使排烟热损失增加；当液体燃料中出现油水分层时，会使炉内
火焰脉动，造成锅炉灭火。
一般情况下，燃料油的水分质量分数不应超过
0.6%。
燃料油的元素成分“基”的表示方法和煤一样，分为四种：收到基、空气干燥基、干燥基与干燥无灰基，实际应用较多的是收到基基准。
三．燃料油的基本特性
1.燃料油的密度：单位体积物质的质量称为密度，用符号ρ表示，单位为
kg／m3。
2.燃料油的相对密度：相对密度系指t℃时油的密度和4℃时纯水密度之比
值。
石油工业中规定：以20℃时的相对密度作为油的标准相对密度。
燃料油的标准相对密度在0.8—0.98之间。
3.比热容：1kg质量的燃料油温度升高1K所需要的热量，称为该燃料油的
比热容，用符号C表示，单位为kJ／(kg•K)。
燃料油的C=2.14 kJ／(kg•K)。
4.热导率：热导率是表示燃料油导热能力的特性指标，用符号λ表示，单
位为W／(m•K)。
5.凝固点与沸点：⑴凝固点：物质由液态变为固态的现象叫凝固，发生凝
固的温度叫凝固点。
燃料油：各种烃的复杂混合物，无一定的凝固点。
随着温度↓，燃料油粘度↑，直到失去流动性。
⑵沸点：物质由液态变为气态的现象叫汽化，液体的汽化分为蒸发和沸腾。
液体表面发生汽化的现象叫蒸发；液体内部产生气泡的汽化现象叫沸腾，沸腾时液体的温度叫沸点。
燃料油的沸点没有一个恒定值，是一个温度范围。
6.粘度：粘度是流体流动时的内部阻力，表征流体流动性能的指标。
粘度
愈大，流体的流动性能愈差。
燃料油的粘度：常用条件粘度来表示，如恩格勒粘度。
随压力↑，燃料油的粘度↑，压力较低时(1MPa以下)，压力对粘度的影响可不考虑。
随温度↑，燃料油的粘度↓，但油温对粘度影响不是均衡的。
一般情况，t<50℃时，对燃料油的粘度影响较大，t>l00℃时，对燃料油的粘度影响较小。
7.闪点：油温升高时油面上的油蒸气增多，其与空气的混合气和明火接触
后发生一闪就灭的短暂闪光，这时的油温就称为该种燃料油的闪点。
闪点的测定方法有开口杯法和闭口杯法两种。
对于高闪点的油品（如重油等）都采用开口杯法，而对于低闪点的油品（如汽油等）则采用闭口杯法。
8.燃点与自燃点：在常压下对燃料油加热，液体表面的油蒸气与空气的混
合物遇火源点燃，并连续燃烧5s以上，这时油的最低温度称为该种燃料油的燃点；在常压下对燃料油加热，液体表面的油蒸气与空气的混合物，在没有外界火源的情况下，能自行着火燃烧的最低温度称为该燃料油的自燃点。
燃油的闪点一般为80-130℃，燃点比闪点高出20-30℃。
油的闪点和燃点是油安全性的重要指标，闪点和燃点提高，储存时起火的危险性减小；油的加热温度必须低于油的闪点。
按质量标准，100号重油的闪点（开口）不低于120℃，200号重油不低于130℃，0号轻柴油的闪点（闭口）不低于65℃。
9.静电特性：燃料油属不良导体，由于摩擦而产生静电，电荷在油面上积
聚，能产生很高的电压。
1)危害：一旦放电，产生火花，使油品发生燃烧和爆炸。
2)防止产生静电的方法：
输油管道和贮油设备：必须有良好的接地；
金属管道内的油品流速：控制在4m/s以内。
10.残留碳：当重油加热到很高的温度时聚合形成的坚固油垢沉淀物，称为
残留碳。
危害：燃烧器喷口堵塞和磨损。
在燃烧器喷口堆积碳化物，使重油雾化质量降低，燃烧状况恶化。
11.稳定性：重油在贮藏和加热过程中，形成重质粘稠状物质和难溶解性物
质。
危害：油垢油渣物会引起贮油箱、油管路系统、过滤器、加热器、燃烧器等堵塞，导致燃烧恶化。
12.发热量：lkg燃料油完全燃烧所放出的全部热量，称为该燃料油的发热量。
与煤相同，也分为高位发热量和低位发热量。
燃料油的发热量很高，常用燃料油（37000-42000）kJ/kg。
13.常用的燃料油
重油:密度大的燃料油。
特点：密度大，粘度大。
渣油:石油炼制过程中形成的塔底渣油。
轻柴油:密度小的燃料油。
特点：粘度小，含硫量小，易挥发。