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烟气的物性参数教学教材

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卷烟烟气的形成及其理化性质ppt课件

卷烟烟气的形成及其理化性质ppt课件

（Golay, P., A. Guardet, and R. Regamey., 1959）
33
(三)喷射撞击捕集器 这种装置是根据喷射撞击原理工作的，烟 气气溶胶在高速下通过微孔使其撞击在距 离很近的一块平面上。 (四)冷阱
34
(五)固体吸附剂
用于烟气分析的固体吸附剂 (F. Dabe., and C. R. Green., 1985)
32
(二)静电沉积器
它由一个中心的正电极围以圆柱形的负电极所组 成。电压可高达25kV的正极产生一个电场，带电荷 的烟气气溶胶穿过这个电场，带正电荷的微粒就被 收集在负极上。气相组分通过捕集器需用其他方法 加以收集。
1.卷烟嘴；2.中央电极（正极）；3.出口至减压区；4.高压进口
（本图选自第36届化学家研究讨论会论文选）
51
2.烟叶和烟气中化学成分比较
烟叶和烟气中已鉴定的化合物总计为 5289种,单独存在于烟叶中的有1414种,单独 于存在烟气中有2740种,二者共有的有1135 种。（下表）
52
53
43
一、主流烟气的化学成分
44
二、气相组分的化学成分
45
三、粒相组分的化学成分
46
三、粒相组分的化学成分(续)
47
四、侧流烟气和主流烟气中化学成分的比较
48
第五节 烟气化学成分与烟叶化学 成分的关系
1．烟叶主要成分在高温下的变化
(1)糖类 除微量的单糖能在烟气中发现外，其
余的低聚糖、淀粉、纤维素、果胶质等，大部分 氧化成二氧化碳和一氧化碳，小部分热解合成为 醛类、酮类、呋喃、芳烃、稠环芳烃等化合物。 糖类还是烟气中酚类的主要来源。
3）聚合作用：在高温条件下，若干个小分 子物质之间相互聚合形成更大分子量的大 分子物质的反应。未饱和有机物和苯环较 易发生聚合作用。

烟气的物性参数

烟气的物性参数

通用烟气焓
当缺乏燃料元素分析成分时，可通过燃料收到基的低位发热量按经验公式计算出理论空气量L0和理论烟气量V0后，按下式计算烟气焓：
H y＝ε0c0y t y[V0+1.0161(α-1)L0]
式中ε0－通用烟气焓的校正系数；
c0y t y－通用烟气焓（kJ/m3），查下表。

通用烟气焓
通用烟气校正系数ε0值
随意编辑
注：摘自《动力工程师手册》机械工业出版社2001年5月第一版第二次印刷p.3－41
一般燃烧生成气（烟气）的物理性质
随意编辑
注：1、λ－热导率；ν－运动粘度；Pr－普兰特准数；c－平均比热容〔kJ/(Nm3•℃)〕。

2、摘自《工业炉设计手册》第二版2000年6月p.1003
烟气的物性参数
（p＝760mmHg＝1.0132×105Pa，组成：CO213%, H2O11%, N226%）
随意编辑
随意编辑。

第三章(1)烟气的性质、流动和控制

第三章(1)烟气的性质、流动和控制
单位长度光学密度 ：D0 = -lg(I/I0)/L 减光系数： Kc = –ln(I/I0)/L= 2.303D0 烟的百分遮光度： B = (I0–I)/I0 100 光学密度和遮光度的关系：D= -lg(1-B/100)
烟气的遮光性
烟气的遮光性和人的能见度
能见度的概念：人在一定环境下能看到的最远距离， 具有一定的主观标志。
若A房si着间/A火的i0将楼压变层差小有几，较乎以多等致窗于口竖Ps被井i接烧与近破外于，界P的Asio0压，变差即大。竖，井比与值该层
楼层高度的影响。 中性面以下发生火灾，烟气一般不会进入中性面以
下楼层，而容易进入中性面以上楼层。
中性面以上由正烟囱效应产生的空气流动可限制烟 气的流动，空气从竖井流进着火层能够阻止烟气流 进竖井。
具体建筑物应当按什么值来选择材料 通风和轰燃对发烟量的影响 发烟速率和发烟势的联系
导向火焰 研究可燃固体自由燃烧 时发烟性能的装置
烟气的流动
烟气的有效流通面积 烟气流动的驱动力 中性面位置的计算 中性面以上楼层内的烟气浓度
烟气的流动
有效流通面积
某种流体在一定压差下流过系统的总的当量流通面积
烟气的遮光性
材料的发烟性能测试
拉斯巴希法：
➢ 烟收集在13m3的容器中 ➢ 引入发烟势的概念：烟气生成的最大可能性
Dp = D0 (V/W1) ➢ 考虑了可燃组份质量的影响 ➢ 根据质量损失和容器大小，可求出光学密度
房间总烟载荷
V Dp W1
烟气的遮光性
可燃固体处在烟囱结构中发出的烟很少 实验炉中产生的烟较多 一些问题
烟气的流动
烟囱效应
中性面
着火层 中性面
着火层
着火层
(a)

烟气的物性参数

烟气的物性参数
3366.32
1000
1.5566
0.3718
1556.63
2100
1.6915
0.4040
3552.16
1100
1.5728
0.3757
1730.10
通用烟气校正系数ε0值
α
ε0
α
ε0
1.00
1.00
1.55
0.9690
1.05
0.996
1.60
0.9675
1.10
0.993
1.65
0.9665
1.15
0.59
1000
0.275
1.306
39.230
109.21
4.930
174.3
0.58
1100
0.257
1.323
42.287
124.37
5.169
197.1
0.57
1200
0.240
1.340
45.427
141.27
5.402
221.0
0.56
0.383
1500
0.154
297
0.53
1.616
0.386
1600
0.163
323
0.52
1.675
0.400
1800~2000
注：1、λ－热导率；ν－运动粘度；Pr－普兰特准数；c－平均比热容〔kJ/(Nm3•℃)〕。
2、摘自《工业炉设计手册》第二版2000年6月p.1003
烟气的物性参数
（p＝760mmHg＝1.0132×105Pa，组成：CO213%, H2O11%, N226%）
/kJ•m-3
t/℃

烟气的物性参数

烟气的物性参数
1700
1.6531
0.3948
2810.21
700
1.5018
0.3587
1051.27
1800
1.6636
0.3973
2994.55
800
1.5210
0.3633
1216.80
1900
1.6735
0.3997
3179.73
900
1.5396
0.3677
1385.67
2000
1.6832
0.4020
一般燃烧生成气（烟气）的物理性质
t(℃)
λ[w/（m•℃）]
ν×106（m2/s）
Pr
c
kJ/Nm3•℃）
kCal/Nm3•℃）
0
0.0228
12.2
0.72
1.424
0.340
100
0.0313
21.5
0.69
1.432
0.342
200
0.0401
32.8
0.67
1.440
0.344
300
0.0484
0.59
1000
0.275
1.306
39.230
109.21
4.930
174.3
0.58
1100
0.257
1.323
42.287
124.37
5.169
197.1
0.57
1200
0.240
1.340
45.427
141.27
5.402
221.0
0.56
45.8
0.65
1.449
0.346
400

烟气空气参数

烟气空气参数

烟气热物理性质(烟气成份：R CO2=0.13；R H2O=0.11 ；R N2=0.76)附：湿空气干、湿球温度对照表水的汽化热为40.8千焦/摩尔，相当于2260千焦/千克天然气是一种无毒无色无味的气体，其主要成份是甲烷，天然气的低热值为34.91MJ/Nm3。

天然气(甲烷)的密度在0℃,101.352Kpa时为0.7174Kg/Nm3,相对密度(设空气的密度为1)为0.5548，天然气约比空气轻一半，完全燃烧时,需要大量的空气助燃。

1立方米天然气完全燃烧大约需要9.52立方米空气。

如果燃烧不完全,会产生有毒气体一氧化碳，因而在燃气器具使用场所,必须保持空气流通。

在封闭空间内,天然气与空气混合后易燃、易爆、当空气中的天然气浓度达到5-15％时，遇到明火就会爆炸，因而一定要防止泄漏。

天然气的密度定义为单位体积气体的质量。

在标准状况（101325Pa，15.55℃）下，天然气中主要烃类成分的密度为0.6773Kg/m3（甲烷）-3.0454Kg/m3（戊烷）。

天然气混合物的密度一般为0.7-0.75Kg/m3，其中石油伴生气特别是油溶气的密度最高可达1.5Kg/m3甚至更大些。

天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃气含量增加而增大，亦随CO2和H2S的含量增加而增大。

天然气的相对密度是指在相同温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值，或者说在相同温度、压力下同体积天然气与空气质量之比。

天然气烃类主要成分的相对密度为0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然气混合物一般在0.56-1.0之间，亦随重烃及CO2和H2S的含量增加而增大。

在标准状况下，天然气的比重与密度、相对比重与相对密度在数值上完全相同。

天然气中常见组分的密度和相对密度值如表所示。

天然气在地下的密度随温度的增加而减小，随压力的增加而加大。

但鉴于天然气的压缩性极强，在气藏中，天然气的体积可缩小到地表体积的1/200-1/300，压力效应远大于温度效应，因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度，一般可达150-250Kg/m3；凝析气的密度最大可达225-450Kg/m3。

烟气空气参数

烟气热物理性质(烟气成份：R CO2=0.13；R H2O=0.11 ；R N2=0.76)附：湿空气干、湿球温度对照表水的汽化热为40.8千焦/摩尔，相当于2260千焦/千克天然气是一种无毒无色无味的气体，其主要成份是甲烷，天然气的低热值为34.91MJ/Nm3。

天然气(甲烷)的密度在0℃,101.352Kpa时为0.7174Kg/Nm3,相对密度(设空气的密度为1)为0.5548，天然气约比空气轻一半，完全燃烧时,需要大量的空气助燃。

1立方米天然气完全燃烧大约需要9.52立方米空气。

如果燃烧不完全,会产生有毒气体一氧化碳，因而在燃气器具使用场所,必须保持空气流通。

在封闭空间内,天然气与空气混合后易燃、易爆、当空气中的天然气浓度达到5-15％时，遇到明火就会爆炸，因而一定要防止泄漏。

天然气的密度定义为单位体积气体的质量。

在标准状况（101325Pa，15.55℃）下，天然气中主要烃类成分的密度为0.6773Kg/m3（甲烷）-3.0454Kg/m3（戊烷）。

天然气混合物的密度一般为0.7-0.75Kg/m3，其中石油伴生气特别是油溶气的密度最高可达1.5Kg/m3甚至更大些。

天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃气含量增加而增大，亦随CO2和H2S的含量增加而增大。

天然气的相对密度是指在相同温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值，或者说在相同温度、压力下同体积天然气与空气质量之比。

天然气烃类主要成分的相对密度为0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然气混合物一般在0.56-1.0之间，亦随重烃及CO2和H2S的含量增加而增大。

在标准状况下，天然气的比重与密度、相对比重与相对密度在数值上完全相同。

天然气中常见组分的密度和相对密度值如表所示。

天然气在地下的密度随温度的增加而减小，随压力的增加而加大。

但鉴于天然气的压缩性极强，在气藏中，天然气的体积可缩小到地表体积的1/200-1/300，压力效应远大于温度效应，因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度，一般可达150-250Kg/m3；凝析气的密度最大可达225-450Kg/m3。

第十一章烟气分析实验讲课文档


• 4.4 空白实验 • 由于烟气捕集器和溶剂吸收水分，必须测
定样品空白。用另外的装有滤片的捕集器 （每100支卷烟至少2个）按与收集烟气的 捕集器相同的方法制备样品空白。吸烟过 程中将空白捕集器放在吸烟机旁边，与样 品同样萃取、分析。
现在三十八页，总共五十六页。
• 4.5 测定 • 将样品溶液（4.3）和空白溶液（4.4）
现在二十一页，总共五十六页。
• 注：直径44mm的玻璃纤维滤片可承载150mg 总粒相物，直径92mm的玻璃纤维滤片可承 载600mg总粒相物
现在二十二页，总共五十六页。
• 7总粒相物的计算
• 每通道总粒相物的质量mTPM，以每支卷烟
的毫克数表示，按下列公式计算：
mTPM
m1
m0 q
现在二十三页，总共五十六页。
好是氦气）。 • 2.2异丙醇，水分含量不高于1.0mg/mL。 • 2.3 内标物，乙醇或甲醇（最低纯度99%）。
现在二十九页，总共五十六页。
• 2.4 萃取剂，含有合适浓度内标物质的异 丙醇,一般为5mL/L（二者体积比为1： 200）。若萃取剂储存时温度未经控制，使 用前应将其温度平衡至（22±2）℃。
• 烟气成分复杂，包括成千上万中化学物质，固液气三相 并存，是典型的复杂体系。
现在二页，总共五十六页。
第二节 烟气总粒相物（TPM）测定
• 一、了解几个术语
• 1总粒相物（TPM）：total particulate matter：又叫总凝聚
物，总颗粒物。 • 定义为被阻留及沉积于捕集器中玻璃纤维滤膜片内表面
• 一、气相色谱法 • 二、紫外分光光度法
现在四十二页，总共五十六页。
一、气相色谱法
• 1原理：将主流烟气的总粒相物溶解于含有 内标物的萃取剂中，用气相色谱法测定萃 取液的烟碱含量，计算出总粒相物中的烟 碱含量。

《烟气流动的性质》课件


实验结果的应用与验证
应用领域
说明实验结果在环境保护、能源利用、 工业生产等领域的应用价值。
VS
验证方法
介绍如何通过对比实验、理论计算等方法 对实验结果的准确性和可靠性进行验证。
05
烟气流动的实际应用
工业燃烧设备的优化设计
工业燃烧设备是烟气流动的重要应用场景之一，通过优化设计可以降低能耗和提高 燃烧效率。
优化设计需要考虑烟气的流动特性、燃烧反应动力学以及热力学原理，以实现高效 、低污染的燃烧过程。
工业燃烧设备的优化设计有助于提高能源利用率，减少污染物排放，推动工业绿色 发展。
大气污染控制技术的研究与应用
大气污染控制技术是烟气流动的 重要应用领域之一，通过研究与 应用可以降低大气污染物的排放
。
大气污染控制技术包括烟气脱硫 、脱硝、除尘等，这些技术可以 有效去除烟气中的有害物质，降
低对环境的危害。
大气污染控制技术的应用有助于 改善空气质量，保护生态环境，
保障人类健康。
能源利用与节能减排的探讨
能源利用与节能减排是烟气流动的重 要应用方向之一，通过合理利用能源 和减少污染物排放可以推动可持续发 展。
能源利用与节能减排的探讨有助于推 动能源结构的优化和产业结构的升级 ，促进经济社会的可持续发展。
烟气流动的数值模拟方法
基础概念
01
常用数值模拟方法
03
02
数值模拟：通过数学模型和计算机技术模拟 气体流动的过程。
04
有限差分法：将偏微分方程转化为差分方 程进行数值求解。
有限元法：将偏微分方程转化为有限元方 程进行数值求解。
05
06
有限体积法：将偏微分方程转化为有限体 积方程进行数值求解。

烟气空气参数..

烟气热物理性质(烟气成份：R CO2=0.13；R H2O=0.11 ；R N2=0.76)附：湿空气干、湿球温度对照表水的汽化热为40.8千焦/摩尔，相当于2260千焦/千克天然气是一种无毒无色无味的气体，其主要成份是甲烷，天然气的低热值为34.91MJ/Nm3。

天然气(甲烷)的密度在0℃,101.352Kpa时为0.7174Kg/Nm3,相对密度(设空气的密度为1)为0.5548，天然气约比空气轻一半，完全燃烧时,需要大量的空气助燃。

1立方米天然气完全燃烧大约需要9.52立方米空气。

如果燃烧不完全,会产生有毒气体一氧化碳，因而在燃气器具使用场所,必须保持空气流通。

在封闭空间内,天然气与空气混合后易燃、易爆、当空气中的天然气浓度达到5-15％时，遇到明火就会爆炸，因而一定要防止泄漏。

天然气的密度定义为单位体积气体的质量。

在标准状况（101325Pa，15.55℃）下，天然气中主要烃类成分的密度为0.6773Kg/m3（甲烷）-3.0454Kg/m3（戊烷）。

天然气混合物的密度一般为0.7-0.75Kg/m3，其中石油伴生气特别是油溶气的密度最高可达1.5Kg/m3甚至更大些。

天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃气含量增加而增大，亦随CO2和H2S的含量增加而增大。

天然气的相对密度是指在相同温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值，或者说在相同温度、压力下同体积天然气与空气质量之比。

天然气烃类主要成分的相对密度为0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然气混合物一般在0.56-1.0之间，亦随重烃及CO2和H2S的含量增加而增大。

在标准状况下，天然气的比重与密度、相对比重与相对密度在数值上完全相同。

天然气中常见组分的密度和相对密度值如表所示。

天然气在地下的密度随温度的增加而减小，随压力的增加而加大。

但鉴于天然气的压缩性极强，在气藏中，天然气的体积可缩小到地表体积的1/200-1/300，压力效应远大于温度效应，因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度，一般可达150-250Kg/m3；凝析气的密度最大可达225-450Kg/m3。

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0.3677
1385.67
2000
1.6832
0.4020
3366.32
1000
1.5566
0.3718
1556.63
2100
1.6915
0.4040
3552.16
1100
1.5728
0.3757
1730.10
通用烟气校正系数ε0值
α
ε0
α
ε0
1.00
1.00
1.55
0.9690
1.05
0.996
1.60
t/℃
比热容
烟气焓（c0yty）/kJ•m-3
10元以下□10～50元□50～100元□100元以上□kJ/m3•℃
合计50100%kCal/m3•℃
kJ/m3•℃
kCal/m3•℃
100
1.3811
0.3299
138.11
3、消费“多样化”1200
我们长期呆在校园里，没有工作收入一直都是靠父母生活，在资金方面会表现的比较棘手。不过，对我们的小店来说还好，因为我们不需要太多的投资。1.5884
0.0827
112
0.61
1.504
0.359
800
0.0915
132
0.60
1.520
0.363
900
0.100
152
0.59
1.532
0.366
1000
0.109
174
0.58
1.545
0.369
1100
0.118
197
0.57
1.556
0.372
1200
0.126
221
0.56
1.578
0.377
1300
0.135
245
0.55
1.591
0.380
1400
0.144
272
0.54
1.604
0.383
1500
0.154
297
0.53
1.616
0.386
1600
0.163
323
0.52
1.675
0.400
1800~2000
注：1、λ－热导率；ν－运动粘度；Pr－普兰特准数；c－平均比热容〔kJ/(Nm3•℃)〕。
4.148
112.1
0.61
800
0.3295
1.264
32.950
79.09
4.422
131.8
0.60
900
0.3
4.680
152.5
0.59
1000
0.275
1.306
39.230
109.21
通用烟气焓
4、“体验化”消费当缺乏燃料元素分析成分时，可通过燃料收到基的低位发热量按经验公式计算出理论空气量L0和理论烟气量V0后，按下式计算烟气焓：
Hy＝ε0c0yty[V0+1.0161(α-1)L0]
式中ε0－通用烟气焓的校正系数；
c0yty－通用烟气焓（kJ/m3），查下表。
通用烟气焓
t/℃
2626.71
600
1.4811
0.3538
888.67
1700
1.6531
0.3948
2810.21
700
1.5018
0.3587
1051.27
1800
1.6636
0.3973
2994.55
800
1.5210
0.3633
1216.80
1900
1.6735
0.3997
3179.73
900
1.5396
0.9675
1.10
0.993
1.65
0.9665
1.15
0.988
1.70
0.9645
1.20
0.985
1.75
0.9625
1.25
0.9825
1.80
0.9615
1.30
0.980
1.85
0.960
1.35
0.9775
1.90
0.9580
1.40
0.9750
1.95
0.9570
1.45
0.9730
2.878
45.81
0.65
400
0.525
1.151
20.515
33.94
3.230
60.38
0.64
500
0457
1.185
23.614
43.61
3.553
76.30
0.63
600
0.405
1.214
26.712
54.32
3.860
93.61
0.62
700
0.363
1.129
29.768
66.17
他们的成功秘诀在于“连锁”二字。凭借“连锁”，他们在女孩们所喜欢的小玩意上玩出了大名堂。小店连锁，优势明显，主要有：比热容
营销环境信息收集索引烟气焓（c0yty）
据统计，上海国民经济持续快速增长。03全年就实现国内生产总值（GDP）6250.81亿元，按可比价格计算，比上年增长11.8%。第三产业的增速受非典影响而有所减缓，全年实现增加值3027.11亿元，增长8%，增幅比上年下降2个百分点。/kJ•m-3
280.06
1300
1.6032
0.3829
2084.15
300
1.5098
0.3606
452.94
1400
1.6168
0.3862
2263.47
400
1.4475
0.3457
579.00
1500
1.6294
0.3892
2444.05
500
1.4613
0.3490
730.66
1600
1.6417
0.3921
0.69
1.432
0.342
200
0.0401
32.8
0.67
1.440
0.344
300
0.0484
45.8
0.65
1.449
0.346
400
0.0570
60.4
0.64
1.457
0.348
500
0.0655
76.3
0.63
1.474
0.352
600
0.0742
93.6
0.62
1.491
0.356
700
2、摘自《工业炉设计手册》第二版2000年6月p.1003
烟气的物性参数
（p＝760mmHg＝1.0132×105Pa，组成：CO213%, H2O11%, N226%）
温度t
℃
密度
kg/m3
比热容
kJ/kg•℃
导热系数
kJ/(m•h•℃)
导温系数
a×102m2/h
粘度
μ×9.×105Pa•s
运动粘度
ν×106
m2/s
普朗特
准数
Pr
0
1.295
1.043
8.206
6.08
1.609
12.20
0.72
100
0.950
1.068
11.262
11.10
2.079
21.54
0.69
200
0.748
1.097
14.444
17.60
2.497
32.80
0.67
300
0.617
1.122
17.417
25.16
1.50
0.9710
注：摘自《动力工程师手册》机械工业出版社2001年5月第一版第二次印刷p.3－41
一般燃烧生成气（烟气）的物理性质
t(℃)
λ[w/（m•℃）]
ν×106（m2/s）
Pr
c
kJ/Nm3•℃）
kCal/Nm3•℃）
0
0.0228
12.2
0.72
1.424
0.340
100
0.0313
21.5
4、宏观营销环境分析0.3794
1906.08
200
1.4003
与此同时，上海市工商行政管理局也对大学生创业采取了政策倾斜：凡高校毕业生从事个体经营的，自批准经营日起，１年内免交登记注册费、个体户管理费、集贸市场管理费、经济合同鉴证费、经济合同示范文本工本费等，但此项优惠不适用于建筑、娱乐和广告等行业。0.3345