燃料燃燒、空氣量、煙氣量計算.ppt

第二章燃燒與大氣污染 1 燃料及其燃燒的過程2 煙氣體積及污染物排放量計算 燃料及其燃燒的過程 燃料在燃燒過程中 能夠放出熱量或動力 且在經(jīng)濟(jì)上可行的物質(zhì)分類 影響燃料燃燒的主要因素 燃燒過程及燃燒產(chǎn)物完全燃燒 CO2 H2O不完全燃燒 CO2 H2O CO 黑煙及其他部分氧化產(chǎn)物如果燃料中含有S和N 則會生成SO2和NO空氣中的部分N可能被氧化成NO 熱力型NOx 影響燃料燃燒的主要因素 燃料完全燃燒的條件 3T 空氣條件 提供充足的空氣 但是空氣量過大 會降低爐溫 增加熱損失溫度條件 Temperature 達(dá)到燃料的著火溫度時間條件 Time 燃料在高溫區(qū)停留時間應(yīng)超過燃料燃燒所需時間燃料與空氣的混合條件 Turbulence 燃料與氧充分混合 燃燒過程中產(chǎn)生的污染物 燃燒可能釋放的污染物 CO2 CO SOx NOx CH 煙 飛灰 金屬及其氧化物等溫度對燃燒產(chǎn)物的絕對量和相對量都有影響燃料種類和燃燒方式對燃燒產(chǎn)物也有影響 影響燃料燃燒的主要因素 典型燃料的著火溫度 燃料燃燒的理論空氣量 理論空氣量 1 定義 單位量燃料按燃燒反應(yīng)方程式完全燃燒所需要的空氣量稱為理論空氣量 2 表示 Va0 m3 kg 3 求解 可根據(jù)燃燒方程式計算求得 燃料燃燒的理論空氣量 建立燃燒化學(xué)方化式時 通常假定 a 空氣僅是由氮和氧組成的 其體積比為VN2 VO2 79 1 20 9 3 78 摩爾比 體積比 b 燃料中的固定態(tài)氧可用于燃燒 c 燃料中的硫主要被氧化為S02 d 燃料中含氮量較低 熱型NOX的生成量較小 在計算理論空氣量時可以忽略 e 燃料中氮主要被轉(zhuǎn)化成氮?dú)釴2 f 燃料的化學(xué)式設(shè)為CxHySzOw 其中下標(biāo)x y z w分別代表碳 氫 硫和氧的原子數(shù) 燃料燃燒的理論空氣量 燃燒方程式 燃料重量 12x 1 008y 32z 16w理論空氣量 煤4 7m3 kg 液體燃料10 11m3 kg 例題 例1已知重油的元素分析如下 C85 5 H11 3 O2 0 N0 2 S1 0 試計算燃油1kg所需要的理論空氣量 解 燃燒1kg重油所需要的氧氣量為 71 25 28 25 0 31 0 625 99 185 mol kg 則理論空氣量Va0 3 78 1 99 185 22 4 1000 10 62 m3 kg 燃料燃燒的理論空氣量 空氣過剩系數(shù)實(shí)際空氣量與理論空氣量之比 以 表示 通常 1部分爐型的空氣過剩系數(shù) 燃料燃燒的理論空氣量 空燃比AF 1 定義 單位質(zhì)量燃料燃燒所需要的理論空氣質(zhì)量 2 求解 由燃燒方程式直接求得例如 甲烷在理論空氣量下的完全燃燒CH4 2O2 7 52N2 CO2 2H2O 7 52N2空燃比為 煙氣體積及污染物排放量計算 煙氣體積計算理論煙氣體積 煙氣體積及污染物排放量計算 煙氣體積和密度的校正轉(zhuǎn)化為標(biāo)態(tài)下 273K 1atm 的體積和密度標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣體積標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣的密度 煙氣體積及污染物排放量計算過剩空氣校正以碳在空氣中的完全燃燒為例C十O2 3 76N2 C02 3 76N2若空氣過量 則燃燒方程式變?yōu)镃 1 a O2 1 a 3 76N2 C02 a02 1 a 3 76N2 考慮過?？諝庑Ｕ?實(shí)際煙氣體積 污染物排放量的計算 例2 某重油成分分析結(jié)果如下 按質(zhì)量 C88 3 H9 5 S1 6 H2O0 5 灰分0 10 1 試計算燃燒1Kg重油所需要的理論空氣量 2 計算空氣過剩系數(shù)為1 2時的煙氣體積解 污染物排放量的計算 1 理論需氧量 73 58 23 75 0 5 97 83mol kg理論空氣量V0a 97 83 4 78 22 4 1000 10 47m3N kg 2 理論煙氣體積V0fgCO2 73 58molSOX 0 5molH2O 47 5 0 278 47 778molN2 97 83 3 78 369 80molV0fg 73 58 47 778 0 5 369 80 491 658mol kg 491 658 22 4 1000 11 01m3N kg所以實(shí)際煙氣體積Vfg V0fg V0a 1 11 01 10 47 1 2 1 13 10m3N kg 污染物排放量的計算 例3普通煤的元素分析如下 C65 7 灰分18 1 S1 7 H3 2 水分9 0 O2 3 含N量不計 試計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO2在煙氣中的濃度 以體積分?jǐn)?shù)計 解 污染物排放量的計算 理論空氣量 理論煙氣量為 CO2 54 75molSO2 0 53molH2O 16 5 21molN2 SO2的量為 CSO2 污染物排放量的計算 例4煤的元素分析結(jié)果如下 S0 6 H3 7 C79 5 N0 9 O4 7 灰分10 6 在空氣過剩20 條件下完全燃燒