vH 2O(g) 1.20Nm 3 /kg H O(g) 0.833kg/Nm 3 2 思考: 热值的两个单位kJ/Nm3和kJ/kmol之间如何进行转换? 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 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。 w CH4 CH4 (1 dgvH2O ) 75 (1 0.0125 1.20) 76.125 第二节 燃烧所需的空气量 一、空气的组成 干空气的容积成分:O221%、N279% N 2 79 3.76 O 2 21 二、理论空气需要量 理论空气需要量V0:含有1Nm3干燃气的湿燃气完全燃烧 所需的干空气量。 单位:Nm3干空气/Nm3干燃气 1、理论公式 V0的计算:求出每Nm3干燃Fra Baidu bibliotek完全燃烧所需要的氧气量, 进而可求出对应的干空气量。 =1 >1 理论烟气量 实际烟气量 思考:完全燃烧时,烟气中的RO2 的体积与供给的 空气量有关吗? 二、烟气量计算的理论公式 1、 =1 时的理论烟气量 VRO2 VCO 2 VSO 2 0.01(CO2 CO mCmHn H2S) V 0 H 2O n 0.01[H 2 H 2S Cm H n ] 1.20(d g V0d a ) 2 油制气:热裂解~、催化裂 解~ 按组分分类 可燃气体:CmHn、H2、CO、H2S 不可燃气体:N2、CO2、O2、H2O(g) • 燃气热值的确定 燃气燃烧计 算的内容 • 燃烧所需的空气量 • 燃烧产生的烟气量 • 燃烧温度的确定 • 烟气焓的计算 第一节 燃气的热值 一、燃烧的条件 燃烧:燃气中的可燃成分在一定条件下与氧发生 n w w w w Hh H lw 19.59(H w C H H S H O ) 2 m n 2 2 2 n 1 w w H h H l [19.59(H 2 Cm Hn H 2S) 2352 dg ] 2 1 1.20d g w Hh 与Hlw的单位: kJ/ Nm3湿燃气 0 VN 0.79V0 0.01N2 2 激烈的氧化反应,并产生大量的热和光的 物理化学过程。 燃烧必须具 2、进行反应所需的能量 备的条件 3、具有完成反应所需的时间 1、燃气和氧气按一定比例呈分子状态混合 二、燃烧反应化学计量式 CH4+2O2=CO2+2H2O+ΔH
表示物质量之间的关系。 由于各种气体的摩尔体积近似相等,故也可表示气体 容积之间的关系。
ΔH称为反应焓、燃烧焓或燃气热值,可由燃烧试验确 定或者由反应前后物系的焓差确定。 各种燃气的化学反应计量式: n n Cm H n (m )O2 m C O2 H 2O ΔH 4 2 1 C O O 2 C O2 ΔH 2 1 H 2 O 2 H 2O ΔH 2 3 H 2S O 2 S O2 H 2O ΔH 2 V0 1 1 n 3 1 [ H 2 ( m )Cm H n H 2S C O O 2 ] 21 2 4 2 2 2、近似公式 燃气的热值越高,所需的理论空气量越大。 V0 H l 当燃气的Hl<10500kJ/Nm3时, 0.209 V0 Hl 1000 当人造燃气的Hl>10500kJ/Nm3时, 0.26 V0 H l 0.25 1000 烷烃类燃气(天然气、液化石油气)采用 w dr H 与 H ③ h h 之间的关系 1 H ( H 2352 dg ) 1 1.20d g w h dr h H ③ dr h ① H dr l ④ w h ④ H 与H 之间的关系 1 H H 1 1.20d g w l dr l w l dr l H ② H lw 思考: dr w Hh 与Hlw之间、Hh 与Hldr 之间的关系 ? 燃气燃烧与应用 绪论 本课程的目的:燃烧器的设计计算 燃气的燃烧计算 燃气燃烧反应动力学 燃气燃烧的气流混合过程 内容 燃气燃烧的火焰传播 燃气燃烧方法 燃烧器的设计计算 燃气的互换性 第一章 燃气的燃烧计算 绪论 燃气:各种气体燃料的总称 按 制 备 方 法 分 类 天然气:纯天然气、石油伴生气 液化石油气 人造燃气 煤制气:炼焦煤气、水煤气等 0.268 V0 Hl 1000 三、实际空气需要量 实际空气需要量V>理论空气需要量V0 过剩空气系数: V V0 工业设备中,=1.05~1.20 ;民用燃具中=1.3~1.8。 在保证完全燃烧的情况下,使 →1.0。 第三节 完全燃烧产物的计算 一、烟气量 烟气:燃气燃烧后的产物。 烟气量:含有1Nm3干燃气的湿燃气完全燃烧后产生 的烟气量。 单位:Nm3/ Nm3干燃气 RO2(包括CO2、SO2)、N2、H2O RO2 、N2、H2O、O2 三、燃气热值的确定 1、高热值、低热值 高热值Hh:1Nm3或1kmol燃气完全燃烧后被冷却至 原始温度且水蒸气以凝结水状态排出时所 放出的热量。 所以 高热值Hh -低热值Hl =水蒸气的汽化潜热r 单位:kJ/Nm3或kJ/kmol 低热值Hl:~,水蒸气以蒸汽状态排出。 r=1959kJ/Nm3 水蒸气v=21.629m3/kmol 水蒸气M=18.0154kg/kmol ∴ r=2352kJ/kg 3、燃气热值之间的关系 dr 与Hldr 之间的关系 ① Hh n dr Hh H ldr 19.59(H 2 Cm H n H 2S) 2 H ③ dr h ① H dr l ④ w h H 与H 的单位: kJ/ Nm 干燃气 w w H 与 H ② h l 之间的关系 dr h dr l 3 H ② H lw