燃料的種類和組成

硅酸鹽工業(yè)熱工根底第四章燃料及其燃燒第1講燃料的種類和組成學(xué)習(xí)要點(diǎn)1、燃料的種類固體、液體燃料的組成表示法及其換算關(guān)系2、燃料的組成和換算收到基：Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+Mar%=100%空氣枯燥基：Cad%+Had%+Cad%+Nad%+Sad%+Aad%+Mad%=100%枯燥基：Cd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd%+Ad%=100%枯燥無(wú)灰基：Cdaf%+Hdaf%+Cdaf%+Odaf%+Ndaf%=100%氣體燃料的組成表示法及其換算關(guān)系濕成分：Ov%+H2v%+CH4v%+CmHnv%+H2Sv%+CO2v%+N2v%+O2v%+H2Ov%=100%干成分：Od%+H2d%+CH4d%+CmHnd%+H2Sd%+CO2d%+N2d%+O2d=100%概述熱量的來(lái)源——熱源熱源化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿娜剂先紵嘿Y源豐富，價(jià)格低廉，但有污染電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿碾姡簾崂寐矢?，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，操作條件好，但資源有局限性1、合理選用燃料燃燒設(shè)備及組織燃燒過(guò)程；2、提高效率，節(jié)約生產(chǎn)本錢；3、合理的燃料和燃燒過(guò)程可以提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。了解燃料及其燃燒的意義燃料的費(fèi)用在本錢中占有較大的比例，例如水泥生產(chǎn)中燃料占本錢的15%左右§4-1燃料的種類和組成一、燃料的種類燃料液體燃料——石油產(chǎn)品氣體燃料固體燃料煤木柴可燃頁(yè)巖汽油、煤油、柴油天然氣人造煤氣：石油氣、發(fā)生爐煤氣、水煤氣、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、城市煤氣直餾重油泥煤褐煤煙煤無(wú)煙煤埋藏時(shí)間減壓渣油減壓蒸餾重油(燃料油)裂化渣油裂化常壓蒸餾常壓渣油二、燃料的組成及其換算(一)、固體、液體燃料1、組成分析法表示燃料組成的方法有元素分析法和工業(yè)分析法兩種。工業(yè)分析法：分析固體燃料組成的簡(jiǎn)易方法。按照這種分析方法，燃料組成由揮發(fā)分(V)、固定碳(FC)、灰分(A)及水分(M)組成。元素分析法：用元素表示燃料組成的分析方法叫元素分析法，按照這種方法，固體和液體燃料通常由碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)五種元素和灰分(A)、水分(M)等雜質(zhì)組成。2、煤的組成表示法表示煤的組成的基準(zhǔn)主要有收到基、空氣枯燥基、枯燥基和枯燥無(wú)灰基四種。(2)空氣枯燥基：是指分析實(shí)驗(yàn)室里所用的枯燥煤樣的組成(將煤樣在20C和相對(duì)濕度70%的空氣下連續(xù)枯燥1h后質(zhì)量變化不超過(guò)1%，即認(rèn)為到達(dá)空氣枯燥狀態(tài))。在各組成的右下角用“ad〞表示。(1)收到基：指使用單位收到的煤的組成，也就是實(shí)際使用的煤的組成，表示方法就是在各組成的右下角用“ar〞表示。Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+Mar%=100%Cad%+Had%+Cad%+Nad%+Sad%+Aad%+Mad%=100%(3)枯燥基：指絕對(duì)枯燥的煤的組成。這種基準(zhǔn)不受煤在開(kāi)采、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中水分變動(dòng)的影響，能比較穩(wěn)定地反映成批貯存煤的真實(shí)組成，在各組成的右下角用“d〞表示。(4-1)Mar外在水分Mar,f：枯燥過(guò)程中逸出的水分。內(nèi)在水分Mad：空氣枯燥狀態(tài)下殘留在煤中的水分。(4)枯燥無(wú)灰基：指假想的無(wú)水無(wú)灰的煤的組成。除去灰分和水分后的煤的組成，可排除外界條件的影響。該基準(zhǔn)在各組成的右下角用“daf〞表示。Cdaf%+Hdaf%+Cdaf%+Odaf%+Ndaf%=100%Cd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd%+Ad%=100%圖4-1煤組成的表示方法水分M氧+氮O+N氫H碳C硫S灰分A干燥基干燥無(wú)灰基空氣干燥基收到基一般同一礦井的煤的枯燥無(wú)灰基組成不會(huì)發(fā)生很大的變化，因此煤礦的煤質(zhì)資料常以枯燥無(wú)灰基組成來(lái)表示。3、煤的各種成分存在方式化合氫：與煤中的氧結(jié)合成水的氫，不能進(jìn)行燃燒反響氫可燃?xì)洌号c煤中的碳、硫結(jié)合在一起的氫，又稱凈氫，可以燃燒。硫有機(jī)硫：與煤中有機(jī)的碳?xì)浠衔锝Y(jié)合在一起，可以燃燒，為可燃硫。硫化物中的硫：主要存在于雜質(zhì)FeS2中，可以燃燒，為可燃硫。硫酸鹽中的硫：存在于各種硫酸鹽中，如CaSO4、MgSO4、FeSO4、Na2SO4、K2SO4等，不能燃燒，高溫下分解成SO3?；曳郑喝剂现胁荒苋紵牡V物雜質(zhì)，主要成分為SO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等，還有以硫酸鹽形式存在的K、Na和SO3。4、燃料組成的換算和換算系數(shù)煤礦提供的一般是枯燥無(wú)灰基組成，實(shí)驗(yàn)室給出的是空氣枯燥基或枯燥基，而實(shí)際使用時(shí)那么為收到基。因此，不同基準(zhǔn)的組成需要進(jìn)行換算。其換算關(guān)系見(jiàn)下表已知的基所要換算的基收到基空氣干燥基干燥基干燥無(wú)灰基收到基1空氣干燥基1干燥基1干燥無(wú)灰基1(1)收到基與空氣枯燥基之間的換算令有收到基的煤燃料100kg，那么對(duì)應(yīng)的空氣枯燥基的煤燃料為(100-Mar,f)kg。兩種基準(zhǔn)計(jì)算的碳含量相等，即100Car=(100-Mar,f)Cad而由式(4-1)得代入上式得設(shè)Cad、Mar、Mad，求Car。相應(yīng)的(2)收到基與枯燥基之間的換算收到基：100kg枯燥基：(100-Mar)kg得設(shè)Cd、Mar，求Car。兩種基準(zhǔn)：碳含量相等，即100Car=(100-Mar)Cd(3)收到基與枯燥無(wú)灰基之間的換算收到基：100kg枯燥無(wú)灰基：(100-Aar-Mar)kg得設(shè)Cdaf、Aar、Mar，求Car。兩種基準(zhǔn)：碳含量相等，即100Car=(100-Aar-Mar)Cd(4)空氣枯燥基與枯燥基之間的換算空氣枯燥基：100kg枯燥基：(100-Mad)kg得設(shè)Cd、Mad，求Cad。兩種基準(zhǔn)：碳含量相等，即100Cad=(100-Mad)Cd(5)空氣枯燥基與枯燥無(wú)灰基之間的換算空氣枯燥基：100kg枯燥無(wú)灰基：(100-Aar-Mar)kg得設(shè)Cdaf、Aad、Mad，求Cad。兩種基準(zhǔn)：碳含量相等，即100Cad=(100-Aad-Mad)Cdaf(6)枯燥基與枯燥無(wú)灰基之間的換算枯燥基：100kg枯燥無(wú)灰基：(100-Ad)kg得設(shè)Cdaf、Ad，求Cd。兩種基準(zhǔn)：碳含量相等，即100Cd=(100-Ad)Cdaf例4-1煤的枯燥無(wú)灰基組成(%)為：CdafHdafOdafNdafSdaf80.26.111.61.40.7又知收到基時(shí)水分組成Mar=3.5%，枯燥基時(shí)灰分組成Ad=8.2%求：收到基時(shí)Car的百分含量。由于三個(gè)基準(zhǔn)不能同時(shí)轉(zhuǎn)換，必須進(jìn)行兩兩轉(zhuǎn)換。解：(1)先由枯燥無(wú)灰基的碳含量Cdaf換算成枯燥基的碳含量Cd(%)(2)再由枯燥基的碳含量Cd換算成收到基的碳含量Car(%)各種液體燃料油的組成也是用C、H、O、N、S、A和M的質(zhì)量百分比來(lái)表示的，下表是我國(guó)出產(chǎn)的一些燃料油的組成。種類產(chǎn)地CHONSAM原油大慶85.9812.590.840.390.140.061.0原油勝利85.2112.361.060.240.900.030.2重油大慶86.4712.740.290.280.210.010.2重油勝利85.9711.670.620.341.060.040.3(二)、氣體燃料天然氣：從近油田或煤田的地層中逸出的一種較清潔的氣體 燃料。石油氣：煉制石油時(shí)的副產(chǎn)品，為便于運(yùn)輸加壓成液態(tài)， 稱為液化石油氣。

焦?fàn)t煤氣：在煉焦?fàn)t中煉焦時(shí)的副產(chǎn)品。高爐煤氣：高爐煉鐵時(shí)的副產(chǎn)品。發(fā)生爐煤氣：空氣和少量水蒸氣與煤或焦碳在煤氣發(fā)生爐中作用 而產(chǎn)生的煤氣。水煤氣：水蒸氣與赤熱的無(wú)煙煤或焦碳在煤氣發(fā)生爐中作用 而產(chǎn)生的煤氣?？諝饷簹猓嚎諝馀c赤熱的無(wú)煙煤或焦碳在煤氣發(fā)生爐中作用而 產(chǎn)生的煤氣。城市煤氣：通常由煙煤干餾或石油裂化等方法制取的煤氣。硅酸鹽工業(yè)中主要采用天然氣、液化石油氣和發(fā)生爐煤氣為燃料。1、組成氣體燃料——煤氣CH4和烴類，烴類包括飽和烴(C2H6、C3H8)和不飽和烴(C2H4、C2H2、C3H6)CO、H2、H2S可燃?xì)怏w不可燃?xì)怏w：主要成分為CO2、H2O、N2、O2、SO3等2、組成表示法氣體燃料的組成通常用體積百分含量表示，并有“濕成分〞和“干成分〞兩種表示方法。濕成分：是指包括水蒸氣在內(nèi)的成分，用上標(biāo)v表示。即COv%+H2v%+CH