《气体燃烧过程计算》课件

气体燃烧过程计算目录燃烧过程概述燃烧的定义、反应方程式、影响因素完全燃烧计算理论燃烧空气量、实际燃烧空气量、烟气成分计算不完全燃烧计算不完全燃烧的定义、产物组成、空气过量系数的影响燃烧热计算低位发热量、高位发热量、发热量的测定方法1.燃烧过程概述燃烧过程燃料与氧化剂发生的一种快速、放热、发光、发热的化学反应，其本质是物质氧化反应。燃烧要素燃烧过程需要满足三个基本要素：可燃物、氧化剂和引燃源。1.1燃烧的定义化学反应燃烧是一种化学反应，涉及物质与氧化剂（通常是氧气）之间的快速反应。能量释放燃烧过程中会释放大量的热量，形成火焰或发光现象。氧化还原燃烧本质上是氧化还原反应，物质被氧化，同时氧化剂被还原。1.2燃烧反应的主要化学方程式燃料化学方程式甲烷(CH4)CH4+2O2→CO2+2H2O乙烷(C2H6)2C2H6+7O2→4CO2+6H2O丙烷(C3H8)C3H8+5O2→3CO2+4H2O丁烷(C4H10)2C4H10+13O2→8CO2+10H2O1.3燃烧过程的影响因素1燃料性质燃料的化学成分、挥发分含量、着火温度等都会影响燃烧过程。2空气供应燃烧需要充足的氧气供应，空气量不足会导致不完全燃烧。3温度温度升高可以加快燃烧速度，但过高的温度会导致燃烧失控。4压力压力升高可以提高燃烧速率，但过高的压力会导致爆炸危险。完全燃烧计算完全燃烧是指燃料中的可燃成分完全与氧气反应，生成二氧化碳、水等产物。完全燃烧计算是燃烧计算的基础，可以帮助我们了解燃料的燃烧效率、烟气的成分等信息。2.1基本假设恒定压力燃烧过程通常在接近常压下进行，可以忽略压力变化对反应的影响。恒定温度假设燃烧过程在恒定温度下进行，忽略温度波动对反应速率的影响。理想气体假设燃烧产物为理想气体，忽略气体分子间相互作用力的影响。空气与燃料的比例氮气氧气其他空气中氧气比例约为21%。理论燃烧空气量1理论空气量指燃料完全燃烧所需的最小空气量2化学计量空气量指燃料完全燃烧所需的空气量3理论空气系数理论空气量与燃料质量之比2.4实际燃烧空气量实际燃烧空气量理论燃烧空气量的倍数大于理论燃烧空气量过量空气小于理论燃烧空气量空气不足烟气成分计算1CO2二氧化碳占烟气体积的比例2O2氧气占烟气体积的比例3N2氮气占烟气体积的比例4SO2二氧化硫占烟气体积的比例3.不完全燃烧计算不完全燃烧是指燃料在燃烧过程中，由于氧气供应不足，导致部分燃料未能完全氧化，生成一些未完全燃烧的产物，如一氧化碳、碳黑等。计算要点计算不完全燃烧过程，需要考虑以下因素：燃料种类、空气过量系数、燃烧温度、燃烧时间等。3.1不完全燃烧的定义燃料与氧气不足不完全燃烧发生在燃料与氧气的比例不足时，导致燃料无法完全氧化。产物生成除了二氧化碳和水，不完全燃烧还会生成一氧化碳、碳黑和碳氢化合物等物质。不完全燃烧产物组成COCO2H2ON2不完全燃烧时，燃料中的碳元素没有完全氧化为二氧化碳，而是生成了一氧化碳。这会导致燃烧效率降低，并产生有毒气体。空气过量系数的影响1燃烧效率空气过量系数过低会导致不完全燃烧，降低燃烧效率，浪费燃料。2烟气温度空气过量系数过高会增加烟气温度，降低热效率，增加排烟热损失。3设备腐蚀过量的氧气会加速设备的腐蚀，缩短设备使用寿命。燃烧热计算低位发热量是指燃料在完全燃烧时放出的热量，不包括燃料中水蒸气的汽化热。高位发热量是指燃料在完全燃烧时放出的热量，包括燃料中水蒸气的汽化热。4.1低位发热量100%热量释放燃料完全燃烧释放的热量100%水蒸气燃烧产物中水蒸气不凝结高位发热量低位发热量高位发热量高位发热量是指燃料在完全燃烧后，所有燃烧产物都冷凝到常温时所释放的热量。发热量的测定方法量热计法利用量热计测量燃料燃烧时释放的热量，计算其发热量。燃烧弹法将燃料在密闭容器中燃烧，通过测量容器内温度变化计算发热量。气相色谱法利用气相色谱分析燃烧产物，确定燃料的成分和燃烧效率，推算发热量。燃烧效率分析1热效率燃料燃烧产生的热量与燃料的总热值之比2化学效率燃料燃烧产生的实际热量与理论热量之比3综合效率考虑热效率和化学效率的综合效率指标5.1热效率定义燃烧设备实际利用的热量占燃料燃烧释放的总热量的比例。公式热效率=实际利用热量/燃料燃烧释放总热量*100%影响因素燃烧过程中的热损失，例如排烟热损失、炉墙热损失等。5.2化学效率定义燃烧过程中释放的化学能占燃料总化学能的比例。计算公式化学效率=燃烧热/燃料总热值影响因素燃烧过程中的热损失，例如排烟热损失、未燃尽的燃料热损失等。5.3综合效率1整体性能衡量燃烧系统综合利用率的指标2多因素考虑热效率、化学效率和排放指标案例分析通过实际案例，深入理解气体燃烧过程计算。6.1天然气燃烧过程计算1天然气成分分析甲烷、乙烷、丙烷、丁烷2燃烧方程式CH4+2O2→CO2+2H2O3理论空气量计算根据燃烧方程式计算4实际空气量计算考虑过量空气系数5烟气成分计算CO2、H2O、N26.2煤气燃烧过程计算1燃料成分确定煤气的主要成分，如甲烷、乙烷、氢气等。2燃烧方程式根据燃料成分，写出相应的燃烧反应方程式。3理论空气量计算理论燃烧空气量，即完全燃烧所需空气量。4实际空气量考虑实际燃烧过程中的空气过量系数，计算实际燃烧空气量。煤气燃烧过程计算，需要先确定煤气的主要成分，然后根据成分写出相应的燃烧反应方程式。再根据方程式计算理论空气量，以及实际燃烧过程中的空气过量系数，最终计算出实际燃烧空气量。