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燃料与燃烧计算题

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燃料与燃烧计算题例1 某厂使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，煤气温度为 28 ℃，由化验室分析的煤气成分为求两种煤气的发热量和当焦炉煤气与高炉煤气按 3:7 混合时，混合煤气的成分和发热量。

解:(1) 查附表5的1米3干煤气吸收的水分重量 g=31.1 把干煤气换算成湿成分：CO 湿2 =1.31124.010010031⨯+⨯% =99.103310%=2.98%同理，其余如下表：(2) 计算发热量和成分焦炉煤气：Q低=30.2⨯8.66+25.8⨯55.75+85.5⨯24.45+141⨯2.79=4184 (kcal/m3)高炉煤气：Q低=30.2⨯25.22+25.8⨯2.89+85.5⨯0.59=886 (kcal/m3)按焦比为3:7混合时，混合煤气量为，CO2湿=(0.3⨯2.99+0.7⨯13.38)%=10.26%C2H4湿=0.3⨯2.79=0.84%O2湿=(0.3⨯0.39+0.7⨯0.29)%=0.32%H2湿=(0.3⨯55.75+0.7⨯2.89)%=18.75CH4湿=(0.3⨯24.45+0.7⨯0.587)%=7.74%CO湿=(0.3⨯8.66+0.7⨯25.22)%=20.25N2湿=(0.3⨯3.66+0.7⨯540)%=38.12%H2O=3.72%混合煤气的发热量为:Q低=0.3⨯4148+0.7⨯886=1875 (kcal/m3)例2 某厂采用焦炉煤气和高炉煤气的混合煤气，煤气成分同(例1)。

该炉子的热负荷为60⨯106kcal/h 试计算(1) 每小时供应给炉子多少立方米煤气？(2) 为保证完全燃烧，若要求空气消耗系数n=1.05，每小时应供应多少立方米空气？(3) 废气量为多少？解：由前述例题，已知该煤气的成分和发热量，则：(1) 每小时应供给炉子的煤气量为B=187510606⨯=3200 (m 3/h)(2) 该煤气燃烧的理论空气需要量，按式(4-8)为：L o =(25.20+275.18+2⨯7.74+3⨯0.84-0.30)10076.4=1.77 (m 3/m 3)n=1.05时的实际空气消耗量 L o =nL o =1.05⨯1.77=1.86 (m 3/m 3) 则每小时供给炉子的空气量为 L=1.86⨯3200=5952 (m 3/h)(3) 该煤气的理论废气生成量，按（4-18）为L o =(20.25+18.75+3⨯7.74+4⨯0.84+10.26+38.12+3.72) ⨯1.77⨯1001+10079=2.57 (m 3/m 3)n=1.05时V n =2.66(m 3/m 3)则实际废气生成量为V=2.66⨯3200=8512 (m 3/h)例3 已知某烟煤成分为C 燃=85.32%；H 燃=4.56%；O 燃=4.07%；N 燃=1.08%；S 燃=4.25%；A 干=7.78%；W 用=3.0%；求：燃料发热量；理论空气需要量；燃烧产物生成量；成分；重度和燃料发热温度(空气中水分可忽略不计)解：首先将题给的燃料成分换算成供用成分：%75.797.078.7100310078.7A =⨯=-⨯=用%32.768945.032.8510055.7310032.85C =⨯=--⨯=用%08.48945.056.4H =⨯=用%64.38945.007.4O =⨯=用%61.18945.008.1N =⨯=用%80.38945.025.4S =⨯=用%0.3W =用∑=100.0%然后分别计算个指标如下： (1) 燃料发热量 按门捷列夫公式计算Q 高=81⨯76.32+300⨯4.08-26⨯(3.64-3.800=7410 (kcal/kg) Q 低=7410-6⨯(3+4.08⨯9)=7172 (kcal/kg) (2) 理论空气需要量 按式(4-5a)L=(8.89⨯76.32+26.67⨯4.08+3.33⨯3.8-3.33⨯3.64)/100=7.88 (kcal/kg) (3) 理论燃料产物生成量1 kg 燃料的燃烧产物中各成分的量为43.11004.221232.762=⨯=V CO 03.01004.22328.32=⨯V SO 5.01004.22180.31004.22208.42=⨯+⨯=V O H 25.688.7100791004.222861.12=⨯+⨯=V N 干燃烧产物生成量71.725.603.043.1V 2220=++=++=V V V N SO CO 干 (m 3/kg)湿（总）燃料产物生成量21.85.071.7V 200=+=+=V VO H 干 (m 3/kg)(4) 理论燃烧产物的成分与重度成份: %42.17%10021.843.102'2=⨯==V V CO CO %37.0%10021.803.0'2=⨯=SO %09.6%10021.85.0'2=⨯=O H%12.76%10021.825.6'2=⨯=N∑=100%重度可按(4-21)式计算γ=1004.222.762809.61837.06446.1744⨯⨯+⨯+⨯+⨯=1.35 (kg/m 3)(5) 燃料发热温度 可用以下几种方法计算 内插值近似法每m 3干燃烧产物的初始热含量93271.771720===干低V Q P (kcal/m 3)P 值与表6-1资料符合。

每m 3湿产物的初始热含量87521.87172====V Q R i 低(kcal/m 3)据资料估计烟煤的发热温度在2100 ℃，故先假设t‘=2100 ℃此时燃烧产物热含量为(按附表7)i CO 2=0.1742⨯0.5818⨯2100=212.8 i SO 2=0.0037⨯0.5818⨯2100=4.5 i H 2O =0.0609⨯0.4735⨯2100=60.6 i N 2=0.7612⨯0.3557⨯2100=568.6I″=846.5（千卡/米3）因i’<i 0，故在架设t″=2200℃，此时i CO 2=0.1742⨯0.5848⨯2200=212.8 i SO 2=0.0037⨯0.5848⨯2200=4.8 i H 2O =0.0609⨯0.4779⨯2200=64.0i N 2=0.7612⨯0.3571⨯2200=598.0I″=890.9i″>i 0按内插值法式(5-7)得t 热=216421001005.8469.8905.846875=+⨯-- ℃按近似方程计算 根据表5-1，可得∑V i A 3i =(1.43⨯5.067+0.5⨯0.719+6.25⨯0.51)⨯10-8=7.92⨯10-8 ∑V i A 2i =(1.43⨯18.4+0.5⨯7.141+6.25⨯3.6)⨯10-5=52.38⨯10-5 ∑V i A 1i =(1.43⨯0.3961+0.5⨯0.3517+6.25⨯0.3023)=263.16⨯10-2Vso 2可忽略不计。

代入式5-6，即7.92⨯10-8 t 3热-52.38⨯10 t 2热-263.16⨯10 t 热-7172=0解该方程，可得t 热=2187℃按比热近似法计算如表5-2，估计烟煤的燃料发热温度为2100 ℃ 左右，则其燃烧产物的比热为0.40，故t 热=40.021.87172⨯=2184℃例4 某连续加热炉采用重油作燃料，已知重油的成分为：C=85.0 %; H=11.3 %; O=0.9 %; N=0.5 %; S=0.2 %; A=0.1 %; W=2.0 %; 为了降低重油的粘度，燃烧前将重油加热至90 ℃。

烧嘴用空气作雾化剂，空气消耗系数n=1.2，空气不预热，空气中水蒸汽饱和温度为20 ℃，求该条件下的重油理论燃烧，温度，并估计实际可能达到的炉温(设炉温系数为0.74)。

如果将空气预热至400 ℃，理论燃烧温度将达到多高？ 解：(1) 先计算重油燃烧时的空气消耗量，燃烧产物生成和有关燃烧产物的成分。

不估计空气中的水分时，理论空气量为：L 0=10019.02.03.1180.853821.0429.11•⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯+⨯⨯=10.5 (m 3/kg)当空气温度为20 ℃时，饱和蒸汽量为g=19g/m 3，则估计到空气的水分，且n=1.2时的实际空气需要量为：Ln=1.2⨯10.5+0.00124⨯19⨯1.2⨯10.5=12.9 (m 3/kg) 燃烧产物生成量V 0=5.10100791004.22285.0180.223.11322.01285⨯+⨯⎪⎭⎫⎝⎛++++=11.18 (m 3/kg) V n =V 0+(L n -L 0)=11.8+(12.9-10.5)=13.58 (m 3/kg)燃烧产物中CO 2及H 2O 的成分：58.11004.22120.852=⨯=V CO (m 3/kg) V O H 2=59.19.1200124.0191004.22180.223.11=⨯⨯+⨯⎪⎭⎫⎝⎛+ (m 3/kg) CO 2′=%6.11%10058.1358.1=⨯ H 2O′=%7.11%10058.1359.1=⨯ (2)重油的发热量。

Q 低=4.187[81⨯85.0+246⨯11.3-26⨯(0.9-0.2)-6⨯0.2]=40340 (kJ/kg)(3)重油预热带入的物理热。

重油的比热在90 ℃下为：C R =1.738+0.0025⨯90=1.963 (kJ/kg •℃) 则重油预热带入的物理热为：Q 燃=1.963⨯90=177 (kJ/kg)可见，这项热量很小，所以简化计算时，可忽略不计。

(4) 空气预热带入的物理热。

空气不预热时其物理热可忽略不计。

若将空气预热至400 ℃，则带入的物理热为：Q空=[(1.2⨯10.5⨯1.3302)+(0.00124⨯19⨯1.2⨯10.5⨯1.5592)] ⨯400=6889 (kJ/kg)(5)空气不预热时的理论燃烧温度和炉温。

估计理论燃烧温度在1800 ℃左右，取C产=1.67，C空=1.51，按式计算，并在此忽略热分解的热量，则t理=181751.1)5.109.12(67.118.1117740340=-+⨯+(℃)计算温度与假设相符，即取C产和C空及假设Q分=0当。

在这种情况下，如炉温系数为0.74，则实际炉温可达到t炉=1817⨯0.74=1345 (℃)这一炉温对于一般的钢坯加热炉是足够的。

即采用重油时空气不预热炉温也可达到要求。

(6) 空气预热到400 ℃时的理论燃烧温度。

估计此时理论燃烧温度将达到2000 ℃以上，为了计算热分解的影响，先计算不估计热分解时的t’理，取C产=1.67，C空=1.51，得：t’理=212651.1)5.109.12(67.118.11177688940340=⨯-+⨯++(℃) 在不估计热分解的条件下，温度为2118 ℃，则估计热分解时的温度约为2000 ℃所以，可在2000 ℃下求热分解的热量。

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燃料燃烧释放的热量

燃料燃烧释放的热量


C(s)+O2(g)===CO2(g); △ H=－393.5kJ/mol
⑴规定是在101 kPa压强下测出热量。书中提供的 燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。因为压 强不同，反应热有所不同。 ⑵规定可燃物的物质的量为1mol（这样才有可比 性）。因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程 式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学 计量数常出现分数。
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l); △ H=－890kJ/mol
燃烧
即甲烷的燃烧热为890kJ/mol 10000L甲烷的物质的量为:
n(CH )=(10000L)/ (22.4L/mol) = 446mol
4
446mol×890kJ/mol=3.97×105kJ
练 习
燃烧0.1g酒精（C2H5OH）生成液态水和二氧 化碳，放出的热量为2979J 计算酒精的燃烧热
2C2H2（g）＋5O2（g）==4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=－2600 kJ/mol
一、燃料的燃烧
１、主要燃料的热值
煤、石油、天然气（化石燃料） 氢气
热值——在一定条件下单位质量的物质完 全燃烧所放出的热量
物质 天然气 石油 煤炭 氢气 乙醇
热量KJ/g
56
48
33
143
29
这些燃料中哪种放出的热量最多
Ｈ２Biblioteka 为什么质量相同的燃料燃烧会有不同的热量Ｐ37
例
2Ｈ２＋Ｏ２＝Ｈ２０
吸收能量
放出能量 H2 O
H2
O2
拆开1mol H2 需436KJ ,拆开１molO2需 496KJ, 形成１mol H-O键释放463KJ
热值计算题

热值计算题

1、某种燃料的热值是4.2×107 J/kg，完全燃烧1kg的这种燃料，能放出多少热量？A. 4.2×104 JB. 4.2×105 JC. 4.2×106 JD. 4.2×107 J（答案）D2、已知某燃气的热值为3.6×107 J/m³，现完全燃烧0.05m³的这种燃气，能释放出多少焦耳的热量？A. 1.8×105 JB. 1.8×106 JC. 3.6×106 JD. 1.8×107 J（答案）B3、一个热水器的热效率是80%，它用某种燃料完全燃烧释放了2.5×107 J的热量，那么被水吸收的热量是多少？A. 5×106 JB. 1×107 JC. 2×107 JD. 2.5×107 J（答案）C4、某燃料的热值是2.4×107 J/kg，完全燃烧2kg的这种燃料，放出的热量是多少？A. 4.8×106 JB. 4.8×107 JC. 1.2×107 JD. 1.2×108 J（答案）B5、一种燃料的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧5kg的这种燃料，可以产生的热量是多少？A. 1.5×106 JB. 1.5×107 JC. 1.5×108 JD. 3.0×108 J（答案）C6、某燃料的热值为7.0×107 J/m³，完全燃烧0.2m³的这种燃料，能放出多少热量？A. 1.4×106 JB. 1.4×107 JC. 1.4×108 JD. 7.0×108 J（答案）B7、一种燃料的热值是4.5×107 J/kg，如果完全燃烧2kg的这种燃料，能产生的热量是多少？A. 2.25×107 JB. 4.5×107 JC. 9.0×107 JD. 1.8×108 J（答案）C8、某燃料的热值是3.2×107 J/kg，完全燃烧1.5kg的这种燃料，能释放出多少热量？A. 4.8×106 JB. 4.8×107 JC. 1.6×107 JD. 3.2×107 J（答案）B9、一种燃料的热值为6.0×107 J/kg，完全燃烧3kg的这种燃料，能放出的热量是多少？A. 2.0×107 JB. 6.0×107 JC. 1.2×108 JD. 1.8×108 J（答案）D10、某燃料的热值是5.5×107 J/kg，完全燃烧这种燃料2kg，能产生的热量是多少？A. 1.1×107 JB. 1.1×108 JC. 2.2×107 JD. 5.5×107 J（答案）B。

鲁教版初中化学五四制八年级全册《燃料与燃烧》典型例题

鲁教版初中化学五四制八年级全册《燃料与燃烧》典型例题

鲁教版初中化学重点知识精选化学是一门非常有意思的学科，充满了新奇的实验！鲁教版初中化学和你一起共同进步学业有成！第一节燃烧与灭火一）燃烧及燃烧的条件1. 通常的燃烧是指可燃物跟氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。

燃烧需要同时满足三个条件：（三个条件缺一不可）（1）可燃物；（2）与氧气（或空气）接触；（3）温度达到可燃物的着火点。

2. 着火点：达到燃烧所需的最低温度，着火点是物质本身的固有属性，因此不能说用降低着火点的方法来灭火，而只能是降温到着火点以下。

二）灭火的原理：（三者破坏其一就可灭火，也可同时都破坏）（1）消除可燃物或使可燃物跟其它物品隔离（2）隔绝氧气（或空气）（3）降温到着火点以下三）影响燃烧现象的因素：可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积使燃料充分燃烧的两个条件：（1）要有足够多的空气（2）燃料与空气有足够大的接触面积。

四）易燃物与易爆物的安全知识1. 爆炸：可燃物在有限的空间内急速燃烧，气体体积迅速膨胀而引起爆炸。

一切可燃性气体、可燃性液体的蒸气、可燃性粉尘与空气（或氧气）的混合物遇火种均有可能爆炸可燃物与氧气接触面积越大，燃烧越剧烈，爆炸就越危险。

2. 与燃烧和爆炸有关的图标：【典型例题】例1：烧柴禾时，通常把木柴架空一些才能燃烧更旺，这是因为（）A. 可以降低着火点B. 散热的速率快C. 木柴是可燃物D. 使柴禾和空气充分接触【解析】物质燃烧的条件有三个，一是物质具有可燃性；二是可燃物应与氧气接触；三是可燃物的温度必须达到自身的着火点。

三个条件同时具备时才能发生燃烧。

燃烧的剧烈程度一般受可燃物与氧气接触面积的影响。

与氧气接触越充分，燃烧越剧烈。

要增大可燃物与氧气接触面积，可以把可燃物粉碎或使其变为气体，也可以增加氧气的浓度，比如铝块很难燃烧，铝箔或铝粉可在空气中燃烧；铁丝在空气中很难燃烧，但在氧气中可剧烈燃烧，火星四射。

着火点是可燃物的固有特性，一种可燃物的着火点是固定不变的，故A错；散热的速率过快反而容易使温度降到着火点以下导致燃烧不能继续，如单块的煤炭不易燃烧，而多块煤炭集中在火炉中则可燃烧得很旺，故B错；架空木柴可使空气易于流通，为燃烧提供充足的氧气，使燃烧更旺，故D正确。

燃料及燃烧

燃料及燃烧

22.4 C 用 H 用 S 用 N 用 W 用 V0 ( ） 0.79 L0 100 12 2 32 28 18
理论燃烧产物量
（二）实际空气需求量和实际燃烧产物量的计算 实际空气需要量 实际燃烧产物量 （三）燃烧产物成分和密度的计算 1.燃烧产物成分 用
烟煤 ：烟煤比褐煤炭化更完全，水分和挥发分进一步减少，固体碳 增加。低发热量较高；一般都在23000~29300千焦/千克。 作冶金炉燃料时，主要考虑的指标是：挥发分和发热量；灰分 含量及其熔点；含硫量；煤的粒度大小。 分类：长焰煤、气煤、肥煤、结焦煤、瘦煤。 无烟煤 ：无烟煤是炭化程度最完全的煤，其中挥发分很少。无烟煤 挥发分少，燃烧时火焰很短，故在冶金生产中很少使用。焦炭缺乏 时，可用无烟煤暂代。
②氢（H）： H 2 1 O2 H 2O(汽) 119915( KJ / Kg )
③氧（O）：有害元素 ④氮（N）：惰性物质
1 C O2 CO 10258( KJ / Kg ) 2
2
⑤硫（S）：有害杂质。S
O2 SO2 409930 KJ
存在形式：有机硫，黄铁矿硫硫酸盐 ⑥水分（W）：有害成分。水分来源：外部水、吸附水、结晶水。 ⑦灰分（A）：
2.焦炭 要求：①化学成分 ②机械强度
③块度
④灰分 ⑤反应能力 3.粉煤 将块煤或碎煤磨至0.05~0.07毫米的粒度称为粉煤。
任务2 燃烧计算
一 概述 1.完全燃烧与不完全燃烧 燃料中的可燃物全部与氧发生充分的化学反应，生成不能 燃烧的产物，叫完全燃烧。 燃料的不完全燃烧存在两种情况： ①化学性不完全燃烧：燃烧时燃料中的可燃物质没有得到足 够的氧，或者与氧接触不良，因而燃烧产物中还含有一部分 能燃烧的可燃物被排走，这种现象叫化学不完全燃烧。 ②机械不完全燃烧：燃料中的部分可燃成分未参加燃烧反应 就损失掉的那部分。如灰渣裹走的煤，炉栅漏下的煤，管道 漏掉的重油或煤气。