燃料与燃烧解析
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燃料与燃烧
固定碳(FC)指煤中挥发分燃烧以后,再除去灰分,剩下的便是固定碳。固定碳在完全燃烧时,与氧化合生成二氧化碳,放出33700kJ/kg热量;如果空气供给不足,燃烧不能完全进行,只能生成一氧化碳,放出9920KJ/kg热量;当一氧
化碳遇氧后,还有旨继续氧化成二氧化碳,又放出238OOKJ/kg热量,从而补足全部热量。
六、液体燃料和气体燃料的燃烧
液体燃料主要指燃油,汹的沸腾温度低于其着火温度。因此,它们总是先蒸发成蒸气,然后才能进行燃烧,即以蒸气状态进行燃烧。
当液体燃料滴经过加热后,在其表面先蒸发产生蒸气,蒸气向四周扩散,和周围的空气混合,进一步被加热着火燃烧。因为燃烧速度快,蒸发速度慢,液体燃料的燃烧快慢取决于其蒸发速度。
3.充裕的时间
燃烧是有一定速度的,因此,燃烧完全需要一定的时间,可燃气体能进行燃烧前时间取决于它们在炉膛内停留的时间,也就是取决于炉膛的容积。为此,必须保证足够的炉膛容积(燃烧空间)。
对于火床燃烧的机械化炉排,煤燃烧时间取决于煤在炉排上停留的时间,为此,要设计合适的炉排结构和面积。尽量设法提前着火,以保证有充裕的燃烧时间。
上述燃烧过程的各个阶段,在实际的燃烧设备中是不能截然分开的,它们常常是互相重叠,交错进行的。
五、煤的燃烧条件
为了使煤的燃烧过程进行得快(单位时间内燃烧得多,放出热量多),未完全燃烧损失少,即迅速而完全的燃烧,必须保证下述三个最基本的条件：
1.较高的温度
温度是燃烧的首要条件。因为燃烧要从着火开始,在着火前的准备阶段中,干燥与干馆过程都要吸收热量。因此要求炉膛具有较高的温度,提供足够的热量。无烟煤挥发分少,着火温度高,需要炉膛具有更高的温度。褐煤,着火温度低,但是往往水分较多,而且劣质褐煤灰分也多,发热量低,燃烧放出热量少,也需要炉膛具有较高温度。其他劣质煤,为了保证着火也需要较高的炉膛温度,如果仅从着火考虑,炉膛温度越高越好。
化碳遇氧后,还有旨继续氧化成二氧化碳,又放出238OOKJ/kg热量,从而补足全部热量。
六、液体燃料和气体燃料的燃烧
液体燃料主要指燃油,汹的沸腾温度低于其着火温度。因此,它们总是先蒸发成蒸气,然后才能进行燃烧,即以蒸气状态进行燃烧。
当液体燃料滴经过加热后,在其表面先蒸发产生蒸气,蒸气向四周扩散,和周围的空气混合,进一步被加热着火燃烧。因为燃烧速度快,蒸发速度慢,液体燃料的燃烧快慢取决于其蒸发速度。
3.充裕的时间
燃烧是有一定速度的,因此,燃烧完全需要一定的时间,可燃气体能进行燃烧前时间取决于它们在炉膛内停留的时间,也就是取决于炉膛的容积。为此,必须保证足够的炉膛容积(燃烧空间)。
对于火床燃烧的机械化炉排,煤燃烧时间取决于煤在炉排上停留的时间,为此,要设计合适的炉排结构和面积。尽量设法提前着火,以保证有充裕的燃烧时间。
上述燃烧过程的各个阶段,在实际的燃烧设备中是不能截然分开的,它们常常是互相重叠,交错进行的。
五、煤的燃烧条件
为了使煤的燃烧过程进行得快(单位时间内燃烧得多,放出热量多),未完全燃烧损失少,即迅速而完全的燃烧,必须保证下述三个最基本的条件：
1.较高的温度
温度是燃烧的首要条件。因为燃烧要从着火开始,在着火前的准备阶段中,干燥与干馆过程都要吸收热量。因此要求炉膛具有较高的温度,提供足够的热量。无烟煤挥发分少,着火温度高,需要炉膛具有更高的温度。褐煤,着火温度低,但是往往水分较多,而且劣质褐煤灰分也多,发热量低,燃烧放出热量少,也需要炉膛具有较高温度。其他劣质煤,为了保证着火也需要较高的炉膛温度,如果仅从着火考虑,炉膛温度越高越好。
《燃料与燃烧》课件
燃料的物理性质
如燃料的颗粒大小、密度、热导 率等，都会影响燃料的燃烧性能 。颗粒越小，比表面积越大，燃 烧越充分。
燃烧环境
氧气浓度
氧气是燃烧反应的必要条件，氧气浓 度越高，燃烧反应越剧烈。
环境温度
环境温度影响燃料的蒸发和热解，进 而影响燃烧反应。温度越高，燃烧反 应越快。
燃烧设备
燃烧器的Байду номын сангаас计
燃烧器的设计，如喷嘴、空气混合装置等，都会影响燃料与空气的混合程度， 从而影响燃烧效果。
废气处理
对燃烧产生的废气进行净化处理，减少对环 境的污染。
废热回收
利用燃烧产生的余热进行发电或供热，提高 能源利用效率。
燃料选择
优先选择清洁能源，减少化石燃料的消耗。
05
燃料燃烧的未来发展
清洁能源的发展
太阳能
利用太阳能进行发电和供热，减少对化石燃料的依赖。
风能
通过风力发电，实现可再生能源的利用。
燃烧室的结构
燃烧室的结构，如容积、形状、出口设计等，都会影响火焰的稳定性、燃烧速 度和燃烧效率。
04
燃料燃烧的产物与污染
燃烧产物的种类
01
02
03
04
燃烧产物
燃烧过程中产生的气体、液体 和固体物质。
燃烧气体
包括二氧化碳、一氧化碳、氮 氧化物、硫氧化物等。
燃烧液体
燃烧过程中产生的油滴、水蒸 气等。
燃烧固体
燃烧过程中产生的灰烬、烟尘 等。
燃烧产物的危害
01
二氧化碳
导致温室效应，引起全球气候变暖 。
氮氧化物
形成酸雨和光化学烟雾，对环境和 人体健康造成危害。
03
02
一氧化碳
如燃料的颗粒大小、密度、热导 率等，都会影响燃料的燃烧性能 。颗粒越小，比表面积越大，燃 烧越充分。
燃烧环境
氧气浓度
氧气是燃烧反应的必要条件，氧气浓 度越高，燃烧反应越剧烈。
环境温度
环境温度影响燃料的蒸发和热解，进 而影响燃烧反应。温度越高，燃烧反 应越快。
燃烧设备
燃烧器的Байду номын сангаас计
燃烧器的设计，如喷嘴、空气混合装置等，都会影响燃料与空气的混合程度， 从而影响燃烧效果。
废气处理
对燃烧产生的废气进行净化处理，减少对环 境的污染。
废热回收
利用燃烧产生的余热进行发电或供热，提高 能源利用效率。
燃料选择
优先选择清洁能源，减少化石燃料的消耗。
05
燃料燃烧的未来发展
清洁能源的发展
太阳能
利用太阳能进行发电和供热，减少对化石燃料的依赖。
风能
通过风力发电，实现可再生能源的利用。
燃烧室的结构
燃烧室的结构，如容积、形状、出口设计等，都会影响火焰的稳定性、燃烧速 度和燃烧效率。
04
燃料燃烧的产物与污染
燃烧产物的种类
01
02
03
04
燃烧产物
燃烧过程中产生的气体、液体 和固体物质。
燃烧气体
包括二氧化碳、一氧化碳、氮 氧化物、硫氧化物等。
燃烧液体
燃烧过程中产生的油滴、水蒸 气等。
燃烧固体
燃烧过程中产生的灰烬、烟尘 等。
燃烧产物的危害
01
二氧化碳
导致温室效应，引起全球气候变暖 。
氮氧化物
形成酸雨和光化学烟雾，对环境和 人体健康造成危害。
03
02
一氧化碳
3.燃料燃烧解析
设需要空气量为y则有112079y777得y982m03100煤则每千克煤燃烧所需空气量为982m03煤323空气过剩系数a的计算当燃料完全燃烧时其干烟气组成包括有二氧化碳和二氧化硫二者可以共同用ro2表示分析结果用体积百分数表示则有222100roon式中都为体积百分含量011aaaallalllllo????22222110010021ooaaolllvlv???22227910010079nanaaannlllvlv?222211121n111376?792aaalovlaonv????1
空气过剩系数
实际空气量：
实际供给的空气量 La 理论论空气L0
a的一些经验值： 气体燃料： 液体燃料： a＝1.05～1.15 a＝1.15～1.25
La aL0
块状固体燃料：a＝1.3～1.7 煤粉燃料： a＝1.1～1.3
2.气体燃料完全燃烧生成烟气量的计算 生成烟气的总体积应为各可燃组分燃烧生成物的体积、 燃料中的不可燃组分及燃烧所用空气带入氮的体积。
3.燃烧产物组成计算
CO2 %
CO CH 4 nCn H m CO2
Va
1 100 100%
m 1 H 2 CH C H H S H O 2 4 n m 2 2 2 100 100% H 2O% Va
SO2 %
t 20 4 4 a(t 20)
式中：a――温度修正系数，1/℃
3)固体燃料 固体燃料是由复杂的有机化合物组成的，其基本组 成元素有C、H、O、N、S，还有一些水分和灰分。 天然的固体燃料是煤，按其形成年代不同可分为泥 煤、褐煤、烟煤和无烟煤。
3.2 燃烧计算
燃烧计算的主要内容包括：一定量燃料燃烧所需要的空气 量、生成烟气量及燃烧温度的计算等。
空气过剩系数
实际空气量：
实际供给的空气量 La 理论论空气L0
a的一些经验值： 气体燃料： 液体燃料： a＝1.05～1.15 a＝1.15～1.25
La aL0
块状固体燃料：a＝1.3～1.7 煤粉燃料： a＝1.1～1.3
2.气体燃料完全燃烧生成烟气量的计算 生成烟气的总体积应为各可燃组分燃烧生成物的体积、 燃料中的不可燃组分及燃烧所用空气带入氮的体积。
3.燃烧产物组成计算
CO2 %
CO CH 4 nCn H m CO2
Va
1 100 100%
m 1 H 2 CH C H H S H O 2 4 n m 2 2 2 100 100% H 2O% Va
SO2 %
t 20 4 4 a(t 20)
式中：a――温度修正系数，1/℃
3)固体燃料 固体燃料是由复杂的有机化合物组成的，其基本组 成元素有C、H、O、N、S，还有一些水分和灰分。 天然的固体燃料是煤，按其形成年代不同可分为泥 煤、褐煤、烟煤和无烟煤。
3.2 燃烧计算
燃烧计算的主要内容包括：一定量燃料燃烧所需要的空气 量、生成烟气量及燃烧温度的计算等。
燃料与燃烧过程
燃烧过程中，燃料中的大分子结构会发生变化，这可能会影响其后续的燃烧特 性。
燃烧环境对燃料消耗的影响
在高温、高压或特定气氛的燃烧环境中，燃料的消耗速率和效率可能会发生变 化。
燃料与燃烧的相互作用
燃料选择与燃烧装置设计
为了确保最佳的燃烧效果，需要根据燃料的特性来设计和优 化燃烧装置。
燃烧过程对燃料利用的指导
燃烧反应需要足够的温 度和氧气来引发和维持。
燃烧过程中，燃料中的 化学能被转化为热能和 光能。
燃烧反应的速率取决于 温度、压力、反应物的 浓度和化学键的特性。
燃烧的过程
预混合燃烧
动力燃烧
燃料与空气预先混合，然后进入燃烧 室进行燃烧。
燃料与空气在高温高压下快速混合并 进行燃烧。
扩散燃烧
燃料与空气在燃烧过程中混合，适用 于低速燃烧。
一氧化碳
不完全燃烧产生的有毒气体一氧 化碳，会降低血液的载氧能力， 导致人体出现头痛、恶心等症状， 严重时甚至可能导致窒息死亡。
温室气体排放
二氧化碳
燃料燃烧过程中释放的二氧化碳是导致全球气候变暖的主要温室气体之一，加剧 了温室效应，对全球环境和生态系统产生重大影响。
甲烷
燃料中的甲烷在燃烧过程中会释放到大气中，也是一种强效的温室气体，对全球 气候变暖产生影响。
能效提升
提高能源利用效率，减少能源浪费。例如，采用先进的热 力系统和设备、余热回收等技术，提高能源利用效率。
新型燃料的研发
替代燃料的研发
研发新型替代燃料，如生物质燃料、氢能等，以减少对传 统化石燃料的依赖。
燃料添加剂的研发
研发新型燃料添加剂，以提高燃料的燃烧性能和环保性能。 例如，研发能够降低氮氧化物排放的燃料添加剂。
燃料与燃烧过程
燃烧环境对燃料消耗的影响
在高温、高压或特定气氛的燃烧环境中，燃料的消耗速率和效率可能会发生变 化。
燃料与燃烧的相互作用
燃料选择与燃烧装置设计
为了确保最佳的燃烧效果，需要根据燃料的特性来设计和优 化燃烧装置。
燃烧过程对燃料利用的指导
燃烧反应需要足够的温 度和氧气来引发和维持。
燃烧过程中，燃料中的 化学能被转化为热能和 光能。
燃烧反应的速率取决于 温度、压力、反应物的 浓度和化学键的特性。
燃烧的过程
预混合燃烧
动力燃烧
燃料与空气预先混合，然后进入燃烧 室进行燃烧。
燃料与空气在高温高压下快速混合并 进行燃烧。
扩散燃烧
燃料与空气在燃烧过程中混合，适用 于低速燃烧。
一氧化碳
不完全燃烧产生的有毒气体一氧 化碳，会降低血液的载氧能力， 导致人体出现头痛、恶心等症状， 严重时甚至可能导致窒息死亡。
温室气体排放
二氧化碳
燃料燃烧过程中释放的二氧化碳是导致全球气候变暖的主要温室气体之一，加剧 了温室效应，对全球环境和生态系统产生重大影响。
甲烷
燃料中的甲烷在燃烧过程中会释放到大气中，也是一种强效的温室气体，对全球 气候变暖产生影响。
能效提升
提高能源利用效率，减少能源浪费。例如，采用先进的热 力系统和设备、余热回收等技术，提高能源利用效率。
新型燃料的研发
替代燃料的研发
研发新型替代燃料，如生物质燃料、氢能等，以减少对传 统化石燃料的依赖。
燃料添加剂的研发
研发新型燃料添加剂，以提高燃料的燃烧性能和环保性能。 例如，研发能够降低氮氧化物排放的燃料添加剂。
燃料与燃烧过程
燃料与燃烧原理
煤、煤粉气流和气体燃料的着火温度
挥发份大的烟煤，活化能小，反应能力强，着 火温度低，即使周围散热条件较强，也容易稳定 着火； 挥发份很低的无烟煤，活化能大，反应能力低 ，着火温度最高，需要减小周围散热，维持高温 状态，才能稳定着火。 各种煤的着火温度： 各种煤的着火温度：
煤种 无烟煤 烟煤 400～ 400～500 褐煤 250～ 250～450
燃烧理论基础
煤粉气流火焰传播速度的影响因素 煤粉气流的火焰传播速度受多种因素的影响， 其首先决定于燃料中可燃挥发分含量的大小，其次还与 水分、灰分、煤粉细度、煤粉浓度和煤粉气流混合物的 初温及燃烧温度有关。 一般情况下，挥发分大的煤，火焰传播速度快； 灰分大的煤火焰传播速度小；水分增大时，火焰传播速 度降低。 提高煤粉细度时，挥发分析出快，并增加了燃 料的反应面积，火焰传播速度可显著提高。 提高炉膛温度时，火焰面向周围环境的散热减 少，反应速度加快，因而提高了火焰传播速度。 锅炉在高负荷运行时，炉膛环境温度较高，容 易稳定燃烧；锅炉在低负荷运行时，燃烧放热量减少， 冷却散热条件增强，需要加强稳燃措施或增加易燃的液 体或气体燃料，来帮助煤粉气流稳定燃烧，其实质是提 高火焰传播速度。
着火温度℃ 700～ 着火温度℃ 700～800
煤粉气流中煤粉颗粒的着火温度： 煤粉气流中煤粉颗粒的着火温度：煤种无源自煤贫煤烟煤褐煤
着火温度℃ 着火温度℃
1000
900
650～ 650～840
550
燃烧理论基础
反应物浓度的影响 燃烧过程中，参加反应物质的浓度是不变的， 燃烧过程中，参加反应物质的浓度是不变的， 但实际上，在炉内各处．在燃烧反应的各个阶段中， 但实际上，在炉内各处．在燃烧反应的各个阶段中，参 加反应的物质的浓度变化很大。 加反应的物质的浓度变化很大。 在燃料着火区，可燃物浓度比较高， 在燃料着火区，可燃物浓度比较高，而氧浓度 比较低。这主要是为了维持着火区的高温状态， 比较低。这主要是为了维持着火区的高温状态，使燃料 进入炉内后尽快着火。 进入炉内后尽快着火。但着火区如果过分缺氧则着火就 会终止，甚至引起爆炸。 会终止，甚至引起爆炸。因此在着火区控制燃料与空气 的比例达到一个恰到好处的状态， 的比例达到一个恰到好处的状态，是实现燃料尽快着火 和连续着火的重要条件。 和连续着火的重要条件。反应物浓度对燃烧速度的影响 关系比较复杂。 关系比较复杂。
节能基础知识--燃料与燃烧
（四）煤的分类
煤一般可以分为无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤、石煤与煤矸石。见表 ! * %。
表!*% 特性 煤种 石 煤 褐 矸 煤 石 煤 !类 无烟煤 "类 #类 贫 煤 !类 烟 煤 "类 #类
注：!+,-. 6 %&!787+9
工业用煤分类表 水分 灰分 （(） 1 )# 1 )# 应用基低位热值 （ +,-. / +0） !### 2 ")## !)## 2 ")## "### 2 3)## 4 )### 1 )### 1 )### 1 %)## 1 "5## 2 35## 1 35## 2 %5## 1 %5##
一、燃料知识 （一）燃料的分类
燃料按状态可分成三类：固体燃料、液体燃料和气体燃料。 固体燃料有煤炭、油页岩、木柴和植物燃料（如农作物秸秆） 。其中煤炭应用最为 普遍，在我国目前和今后相当长时间内都是最基本的能源。 液体燃料有石油（原油）及其加工产品等。石油在常压下蒸馏可分别提炼出汽油、 煤油、柴油等高质量燃料。 气体燃料有天然气及人造煤气。天然气多从油田或煤田附近地层逸出，是一种高质 量的燃料。人造煤气种类很多，有石油气、焦炉煤气、高炉煤气、水煤气、发生炉煤气 及城市煤气等。
注：+"#$% 3 *)+(/("4
（三）煤的工业分析
对煤进行工业分析的主要目的是为了判断其燃料特性，从而在锅炉运行中采取相应 的技术措施，调节和控制燃烧过程。煤的工业分析项目有挥发物、固定碳、灰分、水分 和发热量等。 ：煤加热到一定温度，首先排放出一些气体，开始着火燃烧，这些 +) 挥发物（5） 气体就是挥发物，如一氧化碳、氢气和各种碳氢化合物等。挥发物析出后就很快着火燃 烧，使煤粒周围形成一层火膜，将煤粒迅速加热到较高的温度，同时挥发物析出后煤粒 中间出现孔隙，增加煤与空气的接触面积。当煤的挥发物含量相当比例时，容易着火， 有利于燃烧；但当煤的挥发物含量过高时，相对减少了固定碳的含量，使煤发热值降 低。一般锅炉用煤的挥发物含量最好在 2,! 以上。 ：煤中的挥发物燃烧后，剩下是固定碳和灰分。固定碳在完全燃烧 2) 固定碳（ 6） 时和氧化合成二氧化碳，将放出 00.,*"4 & "’（(,-,"#$% & "’）热量。 ：煤燃烧后，残留下来不能燃烧的固体杂质便是灰分。主要是混入煤 0) 灰分（7） 中的砂石、灰土、氧化铁、氧化钙等，灰分是煤中的有害成分，它含量过大，使煤发热 —
燃烧过程解析
燃烧过程解析燃烧是一种常见的化学反应，可以用来产生能量，驱动机械设备以及满足人们的日常需求。
通过燃烧过程，燃料与氧气发生化学反应，生成二氧化碳、水和能量。
本文将对燃烧过程进行详细解析。
一、燃烧反应的类型燃烧反应可以分为完全燃烧和不完全燃烧两种类型。
完全燃烧是指燃料与足够的氧气充分接触时所发生的反应，产物只有二氧化碳和水。
而不完全燃烧则是指由于氧气不足或反应温度不够高等原因，燃料无法充分氧化，产生的气体中可能还含有一氧化碳等有害物质。
二、燃烧反应的条件燃烧反应需要满足三个基本条件，包括燃料、氧气和适当的反应温度。
燃料可以是固体、液体或气体，如木材、石油和天然气等。
氧气可以来自大气中的空气或者供氧装置。
反应温度决定着反应的速率和燃烧产物的种类。
三、燃烧过程的步骤燃烧过程可以分为三个主要步骤：引燃、燃烧和燃烧产物处理。
1. 引燃引燃是指在燃料和氧气相遇之后，通过加热或点燃等方式使其开始反应。
在点燃燃料时，需要提供足够的能量将其点燃，例如使用火柴或打火机。
2. 燃烧燃烧是指燃料与氧气发生化学反应的过程。
通过燃料分子与氧气分子之间的碰撞和化学键的断裂与形成，生成二氧化碳和水。
燃烧过程中伴随着能量的释放，这是由于化学键断裂时释放出的能量。
3. 燃烧产物处理燃烧产物处理是指对燃烧所生成的二氧化碳、水、一氧化碳等物质进行处理。
对于完全燃烧产生的二氧化碳和水，一般可以直接排放到大气中。
而不完全燃烧产生的有害物质一氧化碳需要经过处理，以减少对环境和人体的危害。
四、燃烧过程在生活中的应用燃烧过程在我们的日常生活中起着重要的作用。
例如，我们使用石油或天然气作为燃料来加热水和空气，供应家庭的暖气和炉具。
火车、汽车和飞机等交通工具也依赖于燃烧过程来提供动力。
此外，燃烧过程还被用于发电厂中的热能转换和工业生产中的高温加热等领域。
五、燃烧过程中的环境问题尽管燃烧过程带来了便利和经济发展，但也带来了一系列的环境问题。
燃烧所产生的二氧化碳是温室气体之一，会导致全球气候变暖。
鲁教版九年级上册化学解读课件：第六单元 燃烧与燃料
知识点 促进燃烧的方法
使燃料充分燃烧,是提高能源的使用效率,勤俭能源的重要措施。
知识点 促进燃烧的方法
冬天用煤火取暖时,一定要注意室内通风,防止一氧化碳中毒。 如果产生一氧化碳中毒,若是轻微中毒者,应立即撤离中毒环境, 呼吸大量新鲜空气或吸氧;病情严重者,应及时进行人工呼吸并 立即送医院治疗。
知识点 爆炸是如何产生的
知识点 二氧化碳的制取和性质
美国一家公司研制出一种用二氧化碳作溶剂的油漆,克服了 常用尤其给人带来危害的油漆的缺点。二氧化碳是气体,通常不 能作溶剂。他们采用的办法是:在一定温度下增大压力,使二氧化 碳处于气态与液态相互转变的一种状态。这样,就可使其作溶剂 从而使油漆溶解。所用二氧化碳是合成氨厂、炼油厂的副产品, 并不需要制取。使用二氧化碳喷漆,干得快,光泽好,不会产生有毒 污染物。
知识点 化石燃料燃烧对环境的影响 化石燃料燃烧对环境的影响:
知识点 化石燃料燃烧对环境的影响
常见的污染物及成因
(1)酸雨——大量含硫矿物燃料的燃烧,易污染河流、土壤、腐 蚀金属。 (2)光化学烟雾——汽车尾气,易使人患各种呼吸道疾病。 (3)温室效应——大量矿物燃料燃烧产生的CO2增多,后果是使 地球气候变暖、变旱。
知识点 化石燃料燃烧对环境的影响
酸雨——空中死神:
化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮等溶于 雨水形成酸雨,酸雨具有腐蚀性。
知识点 化石燃料的综合利用
北极星风力发电网讯:全球气候行动峰会在美国旧召开之际,专 注于能源转型资产研究的智库“碳追踪计划”推出了其最新研究 报告。该报告测算,全球的化石能源需求将会在202X~2030年间 见顶并开始降落,而由此带来的资产风险尚未被化石能源行业及其 投资者充分认识。
知识点 灭火的原理
燃料和燃烧部分习题答案解析
收到基的计算100干燥基的计算:A d = 10.35《燃料与燃烧》习题解答第一篇燃料概论1. 某种煤的工业分析为：M 「=3.84, A d =10.35, gf=41.02,试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰 基的工业分析组成解：干燥无灰基的计算：V daf =41.02FC daf=100 -V daf- 58.98 ;FC ar= 100 - Aar- M ar -V ar100 一 M ar 一 A arV ar 二 V daf巴 巴=35.36 A ar = 9.95FC r = 50.85W = 36.77;FC d =100 -V d - A d =52.882. 某种烟煤成分为：O af =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。
解：干燥无灰基： S daf = 100 _ C daf _ H daf - °daf _ N daf = 3.80 收到基：A ar =A d 100_M ar =8.33100C =cX 100一A ar 一 M ar =72 953.人工煤气收到基组成如下:计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值;解：干煤气中：H 2,d = 48.0 >100/ (100-2.4 ) ]=49.18CO ,d = 19.3 >.025=19.77CH 4, d = 13.31O 2, d = 0.82N 2 ,d = 12.30CO 2, d = 4.61=(2 >49.18%+28>9.77%+16>3.31%+32>.82%+28>2.30%+44>4.61%)/22.4 p= M 干/22.4=0.643 kg/mC ar 二C daf % 100 - A ar - W ar100= 83.21% 100 -8.33 -4100=72.95%Q 高=4.187 X 3020X).1977+3050X).4918+9500 >0.1331 )3 3=14.07 X10 kJ/m = 14.07 MJ/ mQ 低=4.187 X 3020X).1977+2570X).4918+8530 X.1331 )3 3=12.55 X10 kJ/m = 12.55 MJ/ m第二篇燃烧反应计算第四章空气需要量和燃烧产物生成量5.已知某烟煤成分为(%：Gaf—83.21,H daf—5.87, O daf—5.22, N daf—1.90,S daf—3.8, A d—8.68, W ar—4.0,试求:(1)理论空气需要量L0 (nVkg );(2)理论燃烧产物生成量V0 (nVkg );(3)如某加热炉用该煤加热，热负荷为17X103kW要求空气消耗系数n=1.35 ,求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分解：(1)将该煤的各成分换算成应用成分:A ar= Ad % 100 War-8.68% 100 _4 =8.33%100 100H ar=H da f% 0.8767 =5.87 0.8767% = 5.15%O ar =O daf% 0.8767 =5.22 0.8767% =4.58%N ar=N daf% 0.8767 -1.9 0.8767% =1.66% S ar=S da f% 0.8767 =3.80 0.8767% =3.33%L o 二11.429 0.211 〔8 、= ------------- x —X72.95 +8x5.15 +3.33 —4.58 1X0.011.429 x0.21 <3 丿(2)计算理论燃烧产物生成量 V0：V 空十空L0^2 32 2 18 28丿100 100‘72.95 +3.33 100 32 5 15 4 1 66———0.224 0.79 7.81=8.19 m3/kg(3) 米用门捷列夫公式计算煤的低发热值:低= 4.187 >{81 >C+246H— 26 X O- S)- 6>W]]=4.187 >81 X2.95+246 X5.15 - 26X 4.58 - 3.33 ) - 6X4]=29.80 (Mj/m)每小时所需烟煤为:317 10 3600317 10 360029809-2.053 1 03 kg/hW ar =4%计算理论空气需要量L o：8C +8汉H +S _01 100每小时烟气生成量:V tol二m V n = 2053 8.19 0.35 7.81 = 2.24 104(m3/h)每小时供风量:L tol=m nL0=2053 1.35 7.81 =2.16 104m3/h计算烟气成分:C 22 4 72 95 22 4 3 3 V co m 2053 = 2.80 103(m3 /h) COV H,O S 22 4 3V so =三汇^ xm = 46.8(m /h)232 100= (H W 空)m,296 103(m3/h)2 18 100V N空xm+0.79L n =1.714x104(m3/h)2 28 10021V o2=^x(Ln—L0)xm=1.188x1O3(m3/h)计算烟气百分比组成:CO =12.45% SQ2Z=0.21% H 2O =5.73% N 2 =76.36% O 2' =5.25%6.某焦炉干煤气％成分为：CO-9.1 ; H—57.3 ; CH— 26.0 ; C2H— 2.5 ; CO— 3.0 ;O— 0.5 ; N—1.6 ;煤气温度为 20C。
燃料与燃烧知识点归纳
燃料与燃烧知识点归纳
→CO
2
+ heat
2．增加可燃物的表面积：木条燃烧比木块燃烧快。
3．提高可燃物的温度：用火机点燃纸张。
4．添加助燃剂：酒精灯用酒精作为助燃剂。
注意：促进可燃物燃烧的方法是为了实验需要，在日常生活中不要尝试。
同时，安全第一，防火防盗，保护生命财产。
如果发生火灾，应立即拨打火警电话并采取适当的灭火措施。
7. 化石燃料是由古代动植物在地层下经过漫长的、复杂的变化而形成的混合物，属于不可再生资源。
主要有煤、石油和天然气三种。
它们所含元素不同，煤主要含有碳、氢、硫、氧等元素，石油主要含有硫、氧、氮等元素，而天然气主要含有甲烷等元素。
大气中二氧化碳的来源主要包括化石燃料的燃烧、人、动植物的呼吸作用以及动植物尸体的腐烂。
二氧化碳的消耗途径是植物的光合作用。
二氧化碳对环境的影响是不容忽视的。
它是温室气体之一，会导致全球气候变暖，引发海平面上升、极
端气候事件等问题。
因此，减少化石燃料的使用，增加植被覆盖，开发绿色能源等都是减少二氧化碳排放的重要措施。
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石油燃料馏分表
一、汽油的使用特性 1、蒸发性：
强－－混合均匀，燃烧完全，起动加速性好，运转平稳； 但易产生气阻，储存运输损失也大； 差－－混合气形成不良，起动、加速性差，燃烧不完全， 附在汽缸壁上的油滴易破坏润滑油膜。 馏出温度： 10%：低-起动性好；但过低易气阻。 50%：低-挥发性好，加速性和平稳性好，暖机时间短。 90%：标志含有难挥发的重质成分。高-则重质成分多，易 形成积炭，从而稀释机油。
四、醇类燃料：甲醇、乙醇。 优点： 1、含氧高，燃烧所需空气少，燃烧基本无碳烟； 2、燃烧速度快，抗爆性好，可采用大压缩比，并
可用于汽油添加剂，改善其抗爆性； 3、来源广泛。
缺点： 1、醇类对许多金属、非金属的腐蚀性强，同时生 成水又多，腐蚀、磨损加重； 2、热值低、汽化潜热大、高挥发性成份低，凝点 又低，难起动； 3、自然性差，只能点燃，所需点火能量大。
3、 氧化安抵定抗性氧：化长久保持性质不变的能力。 氧化安定性差，易氧化、聚
合，生成酸性或胶状物质，加重 腐蚀、堵塞，积炭，爆震倾向加 大。
主要影响成分：不饱和烃。 实际胶质
诱导期
4、 添加为剂改：善汽油使用性能（抗爆、抗氧等）。
四乙基铅（TEL）
甲基叔丁基醚（MTBE）
乙醇
乙基叔丁基醚（ETBE）
纯天然气和双燃料（汽油、柴油起点燃作用）
三、液化石油各气种：烃类（稀烃<6%）。 特点： 1、热值略低于汽油（甲烷越高热值越低）； 2、抗暴性好、可加大压缩比（甲烷含量越高抗暴
性越好）； 3、着火界限宽； 4、着火温度高，燃烧速度慢，需要的点火能量大；
5、气态易混合，燃烧完全，排放好；与柴油掺烧 时可降低碳烟90%。
8gH 8 / 3gC gO 空气中氧的质量百分比为21%，则实际所需空气量为：
（8gH 8 / 3gC gO）/ 0.21
根据： gC
汽油 0.855 柴油 0.870
gH gO
0.145 0.0 0.126 0.004
可得实际1kg汽油完全燃烧需要的理论空气量为14.9kg， 而1kg柴油完全燃烧需要的理论空气量为14.5kg.
第四章 燃料与燃烧
本章要求： 了解：石油的基本组成和各种燃料的基本性能。 理解：燃烧热值、燃烧过程、发动机混合气的
着火和燃烧方式。
第1节 发动机燃料
石油的主要成分： 碳氢化合物（烃），占96%-99%， 少量O、N、S等，占1%-4%
石油燃料
汽油：碳原子5-7的烃类，沸点60-205°。 柴油：碳原子10-22的烃类，沸点180-370°。
二、柴油的使用特性 1、自燃性：在无外界火源时，柴油自行着火的能力。
十六烷值： 正十六烷（十六烷值100） 与柴油自燃性比较 -甲基萘（十六烷值0） 混合液中正十六烷的体积百分数即为十六烷值。
十六烷值过高，柴油喷入后来不及混合便开始着火， 燃烧不完全，冒黑烟；
十六烷值过低，不仅起动困难，而且由于着火落后期 长，工作粗暴。
车用柴油的十六烷值通常在40-65范围内。
2. 低温流动性 浊点：柴油中所含石蜡开始结晶，变混浊的温度。 凝点：柴油失去流动性开始凝结的温度。 我国轻柴油按凝点分10、0、-10、-20、-35号5个牌
号（分别对应凝点10°、0°、-10°-20°和-35°）。
流动性对使用性能的影响： 流动性差（粘凝度点高高，）供：油和雾化不良，起动困难，燃
残炭值高，易产生积炭。
5. 含硫量硫：会造成腐蚀、酸雨、碳烟、三元催化中毒（柴 油的含硫量高于汽油）。
6. 机械杂质磨和损水和：腐蚀。
第2节 代用燃料
一、代用燃料分类
分类
物态 成分
液态：甲醇、乙醇、植物油等。
气态：压缩天然气、氢气、沼气、液化石油气等。 无氧：主要成分是C和H，如甲烷、天然气、氢气、液
2、 抗暴性：汽油在气缸内燃烧抵抗爆震的能力。
辛烷值： 正庚烷（辛烷值0 ) 异辛烷（辛烷值100）
与汽油抗暴性比较
混合液中异辛烷的体积百分数即为辛烷值。
辛烷值测定方法： 研究法（RON）和马达法（MON）
二者之差为汽油的灵敏度，是衡量抗暴性随着燃烧条件 而变化的尺度。
我国汽油牌号按研究法辛烷值进行标定：如90#、93#和 97#（其研究法辛烷值分别为90、93和97）。
烧不良（冒黑烟）。 流动性粘过度高低：，喷油泵、喷油器等精密偶件易漏油，同
时会因油膜承载能力差，磨损也加剧。
3. 蒸发性 馏出温度： 50%：低-轻质馏分多，起动性好。 90%：低-重质馏分少，加速性和平稳性好，燃烧更充分， 经济性和排放性好。
4. 残炭指值在：无空气通入的情况下，柴油加热生成碳值残 渣的性质。
理论空气量1kLgO燃：油完全燃烧所需的最少空气量。 用gC、gH、gO分别表示每千克燃油中C、H、O的千克数， 则完全燃烧时有：
对C： C O2 Cห้องสมุดไป่ตู้2
对H：
H2
1 2
O2
H2O
8
11
gCC 3 gCO2 3 CO2
gH H2 8gHO2 9gH H2O
则每千克燃油完全燃烧时需要供应的氧为：
三、过量空气系数与空燃比 过量空气系发数动φ机：工作过程中，1kg燃油燃烧时实际供给
的空气量L与理论空气量L0之比。 φ=L/ L0
可见：φ=1时为理论混合气,φ<1时为浓混合气, φ>1时为稀混合气。
柴油机和汽油机过量空气系数比较： 1、柴油机： 挥发性差，缸内喷射雾化混合
过量空气系数>1
第3节 燃烧化学
一、燃料燃烧的热值 热每值千：克燃油完全燃烧所放出的热量[KJ/kg]。
C O2 CO2
1 2H 2 O2 H2O 高热值：燃烧生成的水为液态时的热值（用H0表示）。 低热值：燃烧生成的水为气态时的热值（用Hu表示）。
H0 Hu Hr
式中： 生Hr成水的汽化潜热。
二、燃料燃烧所需的空气量
化石油气等。 含氧：除C和H外，还含有一定的O，如醇类、植物油、
煤气等。
二、天然主气要：成分甲烷（83%-99%）。 特点： 1、密度低，燃烧时耗氧少，功率低（普通燃料的
90%）； 2、抗暴性好、可加大压缩比，但自然性差，只能
点燃； 3、气态易混合，燃烧完全，排放好；
4、含碳量少，CO2排放少，基本无碳烟； 5、便于实现稀薄燃烧。 天然气发动机：