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第二章 燃料及燃烧计算A 、燃料的化学组成及其成分换算(1)气体燃料的化学组成气体燃料是由简单气体化合物与气体单质所组成的机械混合物。
其中：CO 、H2、CH4、C2H4、CmHn 、H2S 等是可燃性气体成分，能燃烧放出热量。
CO2、N2、SO2、H2O 、O2等则是不燃成分，不能燃烧放热，故其含量均不宜过多，以免降低燃料的发热能力。
CmHn 总称为重碳氢化合物,，包括C3H6、C2H6、C2H2 …等。
每单位体积(m2)重碳氢化合物燃烧，约放出71176 kJ 热量。
气体燃料中的氧，在高温预热的情况下，能与可燃成分作用，从而降低气体燃料燃烧时的放热量。
若氧的含量超过一定数量，则有爆炸危险。
因此，氧的含量应受到限制，一般应小于0.2%。
(2)气体燃料成分的表示方法气体燃料成分的表示方法有两种：即湿成分和干成分。
湿成分（包括水分在内) ：CO 湿+ H2湿+CH4湿+N2湿+〃〃〃+H2O 湿=100%CO 湿、 N2湿〃〃〃等符号分别代表湿气体燃料中各成分的体 积百分含量干成分(不包括水分在内)：CO 干+ H2干+CH4干+N2干+〃〃〃=100%CO 干、H2干〃〃〃等符号则分别代表干燥气体燃料中各成分的体积百分含量。
气体燃料的水分含量可以认为等于在该温度下的饱和水蒸汽量。
当气体燃料的温度变化时，饱和水蒸汽含量发生变化，因而整个燃料的湿成分亦将发生变化。
因此，气体燃料的湿成分只能代表某一固定温度下的气体燃料的成分。
故气体燃料的湿成分不具有代表性，在一般的情况下气体燃料的化学组成用干成分表示，而气体燃料在使用时所具有的实际成分为湿成分，所以湿成分是气体燃料的供用成分，在进行燃烧计算时必须以湿成分为依据。
3）气体燃料的化学组成及干湿成分换算湿成分与干成分之间可以相互换算，换算的原则质量守恒。
其步骤是：先由表查出g 干H2O然后由%10000124g .0100124g .04.22181000g 14.22181000g O H O H OH O H O H 22222⨯+=⨯⨯+⨯⨯==干干干干湿气体的总体积水蒸汽的体积湿 最后计算出水分的含量：%100OH -100X 2湿干湿=X(式中X 表某成分)6.常用燃料的种类一、冶金生产常用煤气有焦炉煤气，发生炉煤气，天然气。
第二章 燃料及燃料燃烧计算第一节 燃料的成分及其主要特性一、煤的成分及分析基准元素分析测出煤的有机物由碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）、氮（N ）、硫（S ）五种元素组成。
工业分析测出煤的组成成分为水分（M ）、挥发分（V ）、固定碳（FC ）和灰分（A ）。
（一）煤的组成成分及其性质煤由碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）、氮（N ）、硫（S ）五种元素成分及灰分（A ）、水分（M ）组成。
煤中各组成成分的含量，通常以它们各自质量占总质量的百分数表示。
1、碳（C ）碳是煤中主要可燃元素，其含量约占20%～70%（指收到基，下同）。
1kg 碳完全燃烧约放出32866kJ 的热量。
碳是煤的发热量的主要来源。
煤中碳的一部分与氢、氧、硫等结合成有机物，在受热时会从煤中析出成为挥发分；另一部分则呈单质称为固定碳。
煤的地质年代越长，碳化程度越深，含碳量就越高，固定碳的含量相应也越多。
固定碳不易着火，燃烧缓慢。
因此，含碳量越高的煤，着火及燃烧越困难。
2、氢（H ）煤中氢元素含量不多，约为2%～6%，且多以碳氢化合物状态存在，但氢却是煤中发热量最高的可燃元素。
氢的含量愈高，煤就愈易着火和燃尽。
3、氧（O ）和氮（N ）氧和氮都是煤中的不可燃元素。
氧与碳、氢化合将使煤中的可燃碳和可燃氢含量减少，降低了煤的发热量；氮则是有害元素，煤在高温下燃烧时，其所含氮的一部分将与氧化合而生成X NO ，造成大气污染。
4、硫（S ）煤中硫的含量一般不超过2%，但个别煤种高达8%～10%。
硫在煤中以三种形式存在，即有机硫（与C 、H 、O 等元素结合成复杂的化合物）、黄铁矿（2FeS ）和硫酸盐硫（如4CaSO 、4MgSO 、4FeSO 等）。
硫的危害：硫的燃烧产物是2SO ，其一部分将进一步氧化成为3SO 。
3SO 与烟气中的水蒸汽结合成硫酸蒸汽，当其在低温受热面上凝结时，将对金属受热面造成强烈腐蚀；烟气中的3SO 在一定条件下还可造成过热器、再热器烟气侧的高温腐蚀。
燃烧反应的反应热计算一、引言在化学反应中，燃烧反应是常见且重要的一种类型。
燃烧反应通常伴随着能量释放，这反映在反应热的计算上。
本文将介绍燃烧反应的反应热计算方法和其应用。
二、理论基础在燃烧反应中，反应物常为有机物或无机物燃料，而氧气是氧化剂。
燃烧反应的特点之一是生成了二氧化碳和水。
燃烧反应的反应热可以通过燃料的燃烧热和生成物的反应热来计算。
三、计算方法1. 燃料的燃烧热燃料的燃烧热是指在标准状态下，完全燃烧1摩尔燃料时释放的能量。
通常用单位质量（例如焦耳/克）或单位摩尔（例如焦耳/摩尔）来表示。
燃料的燃烧热可以通过实验测定得到，也可以通过计算得到。
例如，甲烷(CH4)的燃烧热为-890.3 kJ/mol。
2. 生成物的反应热生成物的反应热是指生成1摩尔物质所释放或吸收的能量。
例如，生成1摩尔二氧化碳(CO2)所释放的反应热为-393.5 kJ/mol，生成1摩尔水(H2O)所释放的反应热为-285.8 kJ/mol。
3. 反应热的计算根据燃料的燃烧热和生成物的反应热，可以通过以下公式计算燃烧反应的反应热：ΔH = ΣH(products) - ΣH(reactants)其中，ΔH表示反应热，ΣH表示各物质的反应热。
在计算过程中，需要注意反应物和生成物的摩尔系数，以保证计算结果的准确性。
四、应用举例以甲烷的燃烧反应为例，根据上述计算方法可以得到其反应热的计算过程如下：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O反应热= [ΣH(products)] - [ΣH(reactants)]= [(1 mol CO2 × -393.5 kJ/mol) + (2 mol H2O × -285.8 kJ/mol)] - (1 mol CH4 × -890.3 kJ/mol)= -802.3 kJ/mol因此，甲烷的燃烧反应热为-802.3 kJ/mol。
该结果表明在甲烷完全燃烧的过程中，释放了802.3 kJ的能量。
《燃料与燃烧》习题解（仅供参考）第一篇 燃料概论1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =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：02.41=daf V98.58100=-=daf daf V Fc ;收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=10036.35100100=--⨯=arar daf ar A M V VA ar = 9.95 FC ar = 50.85干燥基的计算： 35.10=d AV d = 36.77;88.52100=--=d d d A V FC2. 某种烟煤成分为：C daf =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：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100100=-⨯=ard ar M A A95.72100100=--⨯=ar ar dafar M A C CH ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100100=-⨯=ddaf d A C C 36.5913.0=⨯=daf d H H 77.4913.0=⨯=daf d O ON d = N daf ×0.913 =1.7447.3913.0=⨯=daf d S S干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.803. 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）]=49.18 CO ，d = 19.3×1.025=19.77 CH 4，d = 13.31 O 2，d = 0.82 N 2，d = 12.30 CO 2，d = 4.61ρ＝M 干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28×12.30%+44×4.61%)/22.4＝ 0.643 kg/m 3Q 高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331）＝14.07×103 kJ/m 3＝ 14.07 MJ/ m 3Q 低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331）＝12.55×103 kJ/m 3＝ 12.55 MJ/ m 3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（%）：C daf —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L 0（m 3/kg ）； （2） 理论燃烧产物生成量V 0（m 3/kg ）;（3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103kW ，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。
