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燃气燃烧与应用

绪论

本课程的目的：燃烧器的设计计算内容燃气的燃烧计算燃气燃烧反应动力学燃气燃烧的气流混合过程燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧方法燃烧器的设计计算燃气的互换性

第一章燃气的燃烧计算

绪论燃气：各种气体燃料的总称天然气：纯天然气、石油伴生气人造燃气液化石油气煤制气：炼焦煤气、水煤气等油制气：热裂解～、催化裂解～按制备方法分类

按组分分类可燃气体：CmHn、H2、CO、H2S不可燃气体：N2、CO2、O2、H2O（g）燃气热值的确定燃烧所需的空气量燃烧产生的烟气量燃烧温度的确定烟气焓的计算燃气燃烧计算的内容

第一节燃气的热值一、燃烧的条件燃烧：燃气中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化反应，并产生大量的热和光的物理化学过程。燃烧必须具备的条件1、燃气和氧气按一定比例呈分子状态混合2、进行反应所需的能量3、具有完成反应所需的时间.

燃烧反应化学计量式CH4+2O2=CO2+2H2O+ΔH表示物质量之间的关系。由于各种气体的摩尔体积近似相等，故也可表示气体容积之间的关系。ΔH称为反应焓、燃烧焓或燃气热值，可由燃烧试验确定或者由反应前后物系的焓差确定。

各种燃气的化学反应计量式：

1、高热值、低热值高热值Hh：1Nm3或1kmol燃气完全燃烧后被冷却至原始温度且水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。单位：kJ/Nm3或kJ/kmol低热值Hl：～，水蒸气以蒸汽状态排出。所以高热值Hh－低热值Hl＝水蒸气的汽化潜热r三、燃气热值的确定

r=1959kJ/Nm3水蒸气v=21.629m3/kmol水蒸气M=18.0154kg/kmol∴r=2352kJ/kg思考：热值的两个单位kJ/Nm3和kJ/kmol之间如何进行转换？

H=∑HiriHi：燃气中某一可燃组分的热值，kJ/Nm3；ri：燃气中某一可燃组分的容积百分比。干燃气（混合气体）的热值01方法一：用某一组分所占燃气的容积百分比表示。∑riw=1燃气的组分表示02

方法二：某一组分占干燃气的容积百分比，外加含湿量。含湿量dg单位：kg/Nm3干燃气例：某一燃气的组分CH4W75%，若该燃气的含湿量12.5g/Nm3，求CH4在干燃气中的容积成分。0103020405

3、燃气热值之间的关系①②①②③④

③④思考：①②③④

23%Option1空气的组成理论空气需要量理论空气需要量V0：含有1Nm3干燃气的湿燃气完全燃烧所需的干空气量。单位：Nm3干空气/Nm3干燃气干空气的容积成分：O221%、N279％30%Option2第二节燃烧所需的空气量

V0的计算：求出每Nm3干燃气完全燃烧所需要的氧气量，进而可求出对应的干空气量。理论公式01燃气的热值越高，所需的理论空气量越大。近似公式02

当燃气的Hl10500kJ/Nm3时，当人造燃气的Hl10500kJ/Nm3时，烷烃类燃气（天然气、液化石油气）采用际空气需要量V理论空气需要量V0过剩空气系数：工业设备中，?＝1.05～1.20；民用燃具中?＝1.3～1.8。在保证完全燃烧的情况下，使?→1.0。实际空气需要量

01烟气:燃气燃烧后的产物。02烟气量：含有1Nm3干燃气的湿燃气完全燃烧后产生的烟气量。单位：Nm3/Nm3干燃气03?=1理论烟气量RO2(包括CO2、SO2)、N2、H2O04?1实际烟气量RO2、N2、H2O、O205思考：完全燃烧时，烟气中的RO2的体积与供给的空气量有关吗？烟气量第三节完全燃烧产物的计算

式中da，空气含湿量，kg/Nm3干空气2?=1时的理论烟气量1烟气量计算的理论公式

α1时的实际烟气量

01.烟气量计算的近似公式理论烟气量02.炼焦煤气，

实际烟气量（?1）烟气的密度标准状态下的烟气密度：

第四节运行时烟气中的CO含量虽然?1，但仍有可能发生不完全燃烧。工程上常将CO含量视为烟气中的不完全燃烧产物量。燃气中干燃气的容积成分：H2+CO+ΣCmHn+H2S+O2+CO2+N2=100燃烧后得到的干烟气的容积成烟气中的和可以通过烟气分析测得。