【正文】 82C O C OC O C ONNwYwYwY? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?由 可驗(yàn)證 89 7 82 0 28 2 00? ? ?1iY ??提 綱 : 定義及概念 熱一定律 熱二定律 用于反應(yīng)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律 （能量守恒定律） i?一、燃燒焓和熱值 燃燒焓： 當(dāng) 1 mol的燃料與 化學(xué)當(dāng)量 的空氣混合物以一定的標(biāo)準(zhǔn)參考狀態(tài)（比如 1atm， 25℃ ）進(jìn)入穩(wěn)定流動(dòng)的反應(yīng)器，且生成物（假定為 CO2， H2O， N2）也以同樣的標(biāo)準(zhǔn)參考狀態(tài)離開該反應(yīng)器，此反應(yīng)釋放出來的熱量。 。 i??式中： —— 組分 i（ 反應(yīng)物或生成物）的化學(xué)元素符號(hào)； iA則有： yx HCA ?1 11 ??01 ??? a?2? 02 ??? 23 NA ? ?? ??? 24 COA ? x??4? OHA 25 ?25y???4yxa ??式中 ： 4yax??22222 763)2()763( ?????1 xyA C H? 1 1? ? 10???22AO? 2a? ? 2 0?? ?32AN? 3 a? ? 3 a? ? ?52A H O?5 0? ? 5 2y?? ?對(duì)于 碳?xì)淙剂? 和空氣 的化學(xué)反應(yīng)，上式可以寫成 xyCH42A C O?4 0? ? 4x?? ? 化學(xué)恰當(dāng)反應(yīng)： 所有參加化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物都 按化學(xué)反應(yīng) 方程規(guī)定的比例 完全 燃燒的反應(yīng)。 空氣 燃料化學(xué)恰當(dāng)比（空 — 燃比） ： 化學(xué)恰當(dāng)反應(yīng)時(shí)消耗的 空氣 — 燃料 質(zhì)量比 。 ?例 有一以天然氣為燃料的工業(yè)鍋爐，該鍋爐工作時(shí)煙氣中氧氣的摩爾分?jǐn)?shù)為 3%? ?AF試確定該鍋爐工作時(shí)的空燃比 和當(dāng)量比 。 對(duì)于等壓反應(yīng)過程 R out i pr od re ach h h h h? ? ? ? ?對(duì)于 CH4 222224 527)(2)763(2 ?????2 2 4, 2 9 8 , , , 42 8 0 2 4 0 5 /( )R K f CO f H O f CHH h h h k J m o l CH? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?每 kg燃料為基礎(chǔ)的焓為 802405/ ( ) 5 0 0 1 6 /1 6 . 0 4 3R R f u e l ff u e lkJh H M W k J k gkg? ? ? ? ? ? ?以混合物為基礎(chǔ)的焓為 kJkJ( ) ( )kg kgfRR fm ix m ixmhhm? ? ?式中 11( / ) 1 1 7 .1 1 1ffm ix a fmmm m m A F? ? ?? ? ??50016 2 7 6 1 .8 /1 8 .1 1R m ixh k J k g?? ? ? ?表 —— 低熱值 對(duì)于有可凝結(jié)產(chǎn)物 (如水）的燃料 產(chǎn)物為凝聚相時(shí)為 高熱 值 （ HHV） （計(jì)入燃燒生成的水蒸汽汽化潛熱時(shí)） 產(chǎn)物為汽態(tài)時(shí)為 低熱值 （ LHV） （ 不包括水蒸汽凝結(jié)成水的冷凝熱時(shí)） 它等于反應(yīng)焓或燃燒焓的負(fù)數(shù)。 ? ?10 22CH359 fkJ kg【 解 】 （ 1） 正癸烷 的總體反應(yīng)方程式： ? ?10 22CH? ? ? ? ? ?1 0 2 2 2 2 2 2 21 5 .5 3 .7 6 1 0 1 1 1 5 .5 3 .7 6C H g O N CO H O l N? ? ? ? ? ?或g無論高熱值還是低熱值，都有 c R re ac pr odH H H H? ? ? ? ? ?其中 的值依產(chǎn)物中的狀態(tài)而定。 ? ?1 7 4 , 8 3 1 2 0 7 . 5 2 07 4 , 8 3 1r e a cHkJ? ? ? ? ? ? ??? ? ?? ?? ?? ?,2981 3 9 3 , 5 4 6 5 6 .2 1 2 9 82 2 4 1 , 8 4 5 4 3 .8 7 2 9 87 .5 2 0 3 3 .7 1 2 9 8op r o d i f i p i a dadadadH N h c TTTT??? ? ???? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ??????將 ，可解得 。 離解是吸熱反應(yīng) ,溫度越高，壓力越低，離解程度越大，吸熱也越多。 由（ 3）式 : dG V dP S dT??[ ( ) ] 0d TS U PV V dP S dT? ? ? ? ?得 : 在等溫系統(tǒng) 中 dT=0 ， 上式可寫成 /udG V dP n R T dP P??)l n(00ppTnRGGu??由上式得到理想氣體混合物中某一組分 i的吉布斯自由能的表達(dá)式： , , 0ln ( / )i T i T u ig g R T P P???式中： 是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)壓力（即 ）下組分 i的吉布 斯自由能。 2CO ? ?1 5 0 0 , 2 0 0 0 , 2 5 0 0 , 3 0 0 0TK?? ? , 1 , 10 , 100P atm?2CO CO 2O【 解 】 要求出 、 和 ，需要三個(gè)方程：一個(gè)化學(xué) 離解平衡方程和兩個(gè)元素守恒方程。當(dāng)溫度升高時(shí)，平衡狀態(tài)向消耗熱量的方向移動(dòng)。 輸入文件中唯一需要計(jì)算的量就是反應(yīng)物的焓（ ）。由能量守恒關(guān)系式 ? ? ? ? ? ?220 0 012c v c v m i i iQ W q h h v v g z z??? ? ? ? ? ? ?????得 ? ?? ?load loss prod re acA F prod F F A AQ Q Q m h hm m h m h m h? ? ? ? ? ?? ? ? ?定義一個(gè)新的參數(shù)：燃料利用率 ? ? ? ?? ?1 p rod A FFA F h A F h hQm LH V LH V???? ? ? ?????其中 ? ? ? ? 1 7 . 1 1 9 . 00 . 9stAFAF ? ? ??,7 4 , 8 3 1 4 6 6 4 . 41 6 . 0 4 3f f f r fh h M k J k g? ?? ? ? ?923prodh k J k g??（利用 PER程序包 TPEQUIL計(jì)算得到） , 29 8 0aKh ?? ?? ?22, 6 0 0 , , ,0 .2 1 0 .7 90 .2 1 9 2 5 4 0 .7 9 8 9 0 5 2 8 .8 53 1 1 .2a K s O s N r ah h h Mk J k g? ? ? ?? ? ? ??所以 ? ? ? ? ? ?2981 9 .0 1 9 2 3 1 9 .0 0 4 6 6 4 .45 0 , 0