液化石油气的燃烧特性(通用版)
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液化石油气的燃烧特性(通用
版)
Safety management is an important part of production management. Safety and production are in
the implementation process
液化石油气的燃烧特性(通用版)
液化石油气作为燃料,主要是通过燃烧以利用其热量,因此液化石油气燃烧的好坏直接影响到能源节约和安全。
一、液化石油气的燃烧
1.燃烧的条件
燃烧是一种同时伴有发光、发热的激烈的氧化反应。发光、发热是物质燃烧的外观特征,发生剧烈氧化反应则是物质燃烧的本质。燃烧必须具备下列3个条件。
(1)存在可燃物质凡能与空气中的氧起剧烈反应的物质,一般都称为可燃物质。如丙烷、丙烯、木柴、汽油、煤油等。
(2)存在助燃物质凡能帮助和支持可燃物燃烧的物质都叫助燃物质。常见的助燃物质有:空气、氧气等。
(3)有能导致燃烧的点火源凡能引起可燃物质燃烧的能量都叫点火源。点火源是物质发生燃烧的能量条件,没有点火源就不会发
生燃烧。
可燃物、助燃物和点火源是构成燃烧的3个要素,缺少其中任何一个要素,燃烧便不能发生。对于已经进行着的燃烧,若消除可燃物或助燃物中任何一个条件,燃烧便会终止。
大多数可燃物质的燃烧是在其挥发出蒸气气体状态下进行的,由于可燃物的状态不同,其燃烧特点也不同。
可燃气体只要达到其本身氧化条件所需的热量便能迅速燃烧,在极短的时间内全部烧光。这是因为气体扩散能力强,分子之间距离大,容易与空气混合,造成了充分燃烧的条件。液化石油气中的所有组分,在常温常压下均为气态,在空间传播迅速,所以非常容易燃烧,甚至能形成爆炸。
可燃液体的燃烧不是液体本身的燃烧,而是液体蒸发汽化与助燃物(空气中的氧)在火源作用下的燃烧,而燃烧又加速了液体汽化,使燃烧得以扩展。由于液体燃烧在火源、升温、汽化等过程的准备阶段需消耗时间和热量,因此,液体燃烧要比同种气体物质完全燃烧过程所需的热量多、时间长。由于液化石油气中碳三、碳四组分
的沸点都很低,虽然泄露出来为液体,但其汽化却十分迅速,燃烧和爆炸的危险性同样很大。
如果可燃物是简单固体物质,如硫、磷等,受热时首先熔化,然后蒸发燃烧,没有分解过程。若是复杂物质,燃烧后气态产物和液态产物的蒸气着火燃烧。因此,固体燃烧相对于液体、气体较为困难,燃烧速度较为缓慢。
2.燃烧反应和燃烧产物
(1)燃烧反应方程式是表示燃烧前后物质变化的方程式,它表示了反应物质之间的比例关系。烃类完全燃烧的反应式可由下式表示。
液化石油气中主要组分的燃烧反应式如下。
C3
H8
+5O2
→3CO2
+4H2
O+热量
C3
H6
+4.5O2 →3CO2 +3H2
O+热量C4
H10
+6.5O2 →4CO2 +5H2
O+热量C4
H8
+6O2
→4CO2
+4H2
O+热量
以丙烷完全燃烧的反应方程式为例,其含义是1标准立方米体积的C3
H8
与5标准立方米体积的O2
发生燃烧反应能生成3标准立方米的CO2
与4标准立方米的水蒸气,同时释放出10×104
KJ/m3
的热量。可见,由燃烧方程式可以知道燃烧多少液化石油气需要多少理论氧气量,燃烧后产生什么样的气体,产生多少体积的烟气。
(2)燃烧的空气需要量燃烧所需的氧气通常是从空气中获取的。空气中氧气的体积约为21%,即
空气:氧气=100:21=4.76:1
可见,1体积的氧气相当于4.76体积的空气。则丙烷燃烧完全
1m3
的氧气,从理论上需要的空气量为
5×4.76=23.8(m3
)
这种通过反应方程式计算出的空气需要量通常称之为理论空气量。
在液化石油气的实际燃烧中,仅仅供给理论空气量是不能达到完全燃烧的,其原因是:①空气中除含有21%的氧气外,还含有大量的氮气,它会带走热量而使火焰温度降低,影响热效率;②燃烧时液化石油气与空气中的氧气得不到充分接触。因此,在实际燃烧中需要多供一些空气量,才能保证燃烧完全。
实际供给空气量与理论需要量之比,称为过剩空气系数,用符号α表示,即
α=实际空气需要量/理论空气需要量
过剩空气系数的取值不能过大,过大易使空气带走燃烧产生的热量;亦不能过小,过小则达不到完全燃烧,甚至会产生存毒的CO。
对一般燃具,过剩空气系数可取1.1~1.15。
液化石油气燃烧的理论空气需要量和实际空气需要量见表1-2-15。
表1-2-15液-化石油气燃烧的理论和实际空气需要量
气体
空气需要量
理论需要量/m3
实际需要量/m3
丙烷
23.86
26.35
丙烯
21.84
24.02
正丁烷
31.03
34.13
异丁烷
28.58
31.44
城市煤气
4.69
5.16
(3)燃烧产物及其危害可燃物质燃烧的产物是该物质燃烧时生成的气体、蒸气、液体和固体物质。液化石油气中的C、H、S、P等元素在燃烧过程中分别生成CO2
、CO、H2
O、SO2
、P2
O5
、H2
S、H3