【正文】 1 冶 金 爐 熱 工 基 礎(chǔ) 山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院 冶金學(xué)院 2 凡是在燃燒時 (劇烈地氧化 )能夠放出大量的熱，并且此熱量能 有效地被利用 在工業(yè)或其他方面的物質(zhì)稱為燃料 。 所謂 有效地利用 是指利用這些熱源在 技術(shù)上是可能的 、在 經(jīng)濟(jì)上是合理的 。 第二章 燃料及燃燒計算 3 （ 1）在當(dāng)今技術(shù)條件下，單位質(zhì)量 (體積 )燃料燃燒時所放出的熱可以有效地利用。 （ 2）燃燒生成物是氣體狀態(tài)，燃燒后的熱量絕大部分含欲其氣體生成物之中，而且可以在放熱地點以外利用生成物中所含的熱量。 （ 3）燃燒產(chǎn)物的性質(zhì)時熔煉 (加熱 )設(shè)備不起破壞作用，無毒、無腐蝕作用。 （ 4）燃燒過程易于控制。 （ 5）有足夠多的蘊藏量，便于開采。 第二章 燃料及燃燒計算 4 按物態(tài)可分 固體燃料、液體燃料和氣體燃料 三類 按來源可分 天然產(chǎn)品和加工產(chǎn)品 兩種 第二章 燃料及燃燒計算 燃料的物態(tài) 燃料來源 天然產(chǎn)品 加工產(chǎn)品 固體燃料 木柴、煤、油頁巖等 木炭、焦炭、粉煤 液體燃料 石油 焦油、重油、煤油、汽油 氣體燃料 天然煤氣 高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣 工業(yè)用燃料一般分類 5 ? 燃料的化學(xué)組成 必須分清哪些組成物是發(fā)熱的，哪些組成物是有害的。 ? 燃料的發(fā)熱量 這是評價燃料質(zhì)量的重要指標(biāo)。 第二章 燃料及燃燒計算 6 (1)氣體燃料的化學(xué)組成 氣體燃料是由簡單氣體化合物與氣體單質(zhì)所組成的機(jī)械混合物。 其中：CO、 H CH C2H CmHn、 H2S等是可燃性氣體成分，能燃燒放出熱量。 CO N SO H2O、 O2等則是不燃成分，不能燃燒放熱，故其含量均不宜過多，以免降低燃料的發(fā)熱能力。 CmHn總稱為重碳?xì)浠衔?,，包括 C3H C2H C2H2 … 等。每單位體積 (m2)重碳?xì)浠衔锶紵?，約放出 71176 kJ熱量。 氣體燃料中的氧，在高溫預(yù)熱的情況下，能與可燃成分作用，從而降低氣體燃料燃燒時的放熱量。若氧的含量超過一定數(shù)量，則有爆炸危險。因此，氧的含量應(yīng)受到限制，一般應(yīng)小于 %。 第二章 燃料及燃燒計算 A、燃料的化學(xué)組成及其成分換算 7 (2)氣體燃料成分的表示方法 氣體燃料成分的表示方法有兩種：即 濕成分 和 干成分 。 濕成分（包括水分在內(nèi) ) ： CO濕 + H2濕 +CH4濕 +N2濕 ++H 2O濕 =100% CO濕 、 N2濕 等符號分別代表濕氣體燃料中各成分的體 積百分含量 干成分 (不包括水分在內(nèi) )： CO干 + H2干 +CH4干 +N2干 +=100% CO干 、 H2干 等符號則分別代表干燥氣體燃料中各成分的體積百分含量。 第二章 燃料及燃燒計算 8 氣體燃料的 水分含量 可以認(rèn)為等于在 該溫度下的飽和水蒸汽量 。 當(dāng)氣體燃料的溫度變化時，飽和水蒸汽含量發(fā)生變化，因而整個燃料的濕成分亦將發(fā)生變化。因此，氣體燃料的濕成分只能代表某一固定溫度下的氣體燃料的成分。故氣體燃料的濕成分不具有代表性，在一般的情況下氣體燃料的化學(xué)組成用干成分表示，而氣體燃料在使用時所具有的實際成分為濕成分，所以濕成分是氣體燃料的供用成分，在進(jìn)行燃燒計算時必須以濕成分為依據(jù)。 第二章 燃料及燃燒計算 9 濕成分與干成分之間可以相互換算，換算的原則質(zhì)量守恒。其步驟是： 先由表查出 然后由 (式中 X表某成分 ) 最后計算出水分的含量： 干 O H g 2 （ 3）氣體燃料的化學(xué)組成及干濕成分換算 第二章 燃料及燃燒計算 %1 0 0 OH1 0 0X 2 濕干濕 ?X10 B、液體和固體燃料的化學(xué)組成及各成分的換算 （ 1）液體和固體燃料的化學(xué)組成 固體和液體燃料的基本組成有 C、 H、 O、 N、 S、 W(水分 )及 A(灰分 )， 其中 C、 H、 S能燃燒放熱構(gòu)成可燃成分 ， 但 S燃燒后生成的而氧化硫為有毒氣體 。 所以視硫為有害成分；氧和氮的存在相對降低了可燃成分的含量 ， 屬于有害物質(zhì)；水分 (W)的存在不僅相對降低了可燃成分含量 ， 而且水分在蒸發(fā)時要吸收大量的熱 ， 所以視水為有害物質(zhì)；灰分的存在不僅降低了可燃成分的含量 ， 而且影響燃燒過程的進(jìn)行 ， 在燃燒過程中易溶結(jié)成塊 ， 阻礙通訊 ， 造成燃料浪費和增加排灰的困難 。 第二章 燃料及燃燒計算 11 （ 2）固 (液 )體燃料的成分分析 碳 [C]：是固體和液體燃料的主要成分。常以其含量評價燃料的質(zhì)量。在固體燃料中碳的含量變動在 50~90%之間。 氫 [H]：是固體和液體燃料的第二主要成分。在燃燒中有兩種存在形式：一種叫可燃?xì)洌紵龝r能大量放熱；另一種叫化合氫，與氧結(jié)合為水，不能燃燒放熱。 氮 [N2]：氮不參加燃燒反應(yīng)，不能放熱，是燃料中的惰性物質(zhì)。氮存在時相對降低了碳、氫等可燃物的含量，但因含量較少，通常只有 l~2%左右，故危害不大。燃料燃燒后氮仍以本身形態(tài)進(jìn)入廢氣。 第二章 燃料及燃燒計算 12 第二章 燃料及燃燒計算 氧 [O]：氧是固、液體燃料中的有害組成物，它不能燃燒，也不能助燃。因為它已和燃料中的碳、氫等可燃物形成 H2O、 CO等氧化物，使這部分可燃物不能燃燒放熱，從而降低了燃料的發(fā)熱能力。 硫 [S]： 是有害組成物，在燃料中有三種（有機(jī)硫、黃鐵礦硫、硫酸鹽硫）存在形式。前兩種硫能燃燒放熱，計算中把它們當(dāng)作自由存在的硫，并統(tǒng)稱揮發(fā)硫。最后一種硫不能燃燒，它以各種硫酸鹽的形式存在于燃料中 水分 [H2O]：是有害組成物。本身不能放熱，還要吸收大量熱以加熱其蒸汽至燃燒產(chǎn)物的溫度。 灰分 [A]：是最有害的組成物。燃料中的灰分就是一些不能燃燒的礦物雜質(zhì)。 13 （ 3）液體和固體燃料成分的表示方法 成分表示方法有四種，即： 供用成分：燃料 實際使用時的成分 干燥成分：燃料 排除水分后的成分 可燃成分：燃料 不考慮水分和灰分的成分 有機(jī)成分：燃料只含 C、 H、 O、 N四種元素的成分 第二章 燃料及燃燒計算 C用 + H用 + O用 + N用 +S用 +A用 +W用 =100% C干 + H干 + O干 +N干 +S干 +A干 =100% C燃 +H燃 +O燃 +N燃 +S燃 =100% C機(jī) +H機(jī) + O機(jī) +N機(jī) =100% 14 換算的基本原理是：燃料中各種成分子任何一種表示方法中，其質(zhì)量相等。 第二章 燃料及燃燒計算 （ 4）液體和固體燃料成分的表示方法 固體、液體燃料的成分換算系數(shù) 已知的 燃燒成分 欲換算的燃料成分 有機(jī)成分 “ 機(jī) ” 可燃成分 “ 燃 ” 干燥成分 “ 干 ” 供應(yīng)成分 “ 供 ” 有機(jī)成分“ 機(jī) ” —— (100S燃 ) /