第十章冶金燃料装置.docVIP

第十章 ?冶金燃烧装置 【本章重点】（1）燃料的组成与分类（2）燃料的燃烧过程，富氧燃烧技术及节能（3）常用燃料的燃烧计算（t、n、L、V、ρ） 【本章难点】（1）燃料的化学组成与换算燃料的种类有很多，但其状态只有三种：气体、液体和固体，其组成是由C、H、O、N、S、元素或化合物以及W（水分）和A（灰份），成分的表示方式也有很多种；在讲述燃料的成分时可以分别从其状态的来讨论，并重点掌握其换算关系： 气体燃料?? ②固、液体燃料 （2）理论燃烧温度 燃料是通过燃烧反应而释放热量，燃烧温度是指燃料燃烧时其气态产物（烟气）所能达到的温度。燃烧产物所含热量越多，它的温度就越高。由于燃烧条件不同，燃烧温度有理论燃烧温度tth和实际燃烧温度tc.p。在分析理论燃烧温度时强调绝热条件下燃料完全燃烧时所达到的温度，其值可根据燃料燃烧过程的热平衡关系求得。即： 10.1.?燃烧基础知识 目前世界的能源使用情况看，燃料能仍然占90%左右，所以现代工业中的主要能源还是燃料燃烧后产生的热量，在冶金工业中所使用的天然燃料主要是煤、石油和天然气等。为了合理选用燃料，必须了解所用燃料的特性以及燃烧过程的各种参数（如发热量、空气需要量、燃烧产物量和组成、燃烧温度等）的计算。?燃料的定义及种类燃料的定义? 凡是在燃烧时能够放出大量的热，并且此热量能够经济地被利用在工业和其他方面的物质统称为燃料。但通常所说的燃料是指那些能在空气中进行燃烧，以碳为主要成分的物质，一般称之为“碳质燃料”，如煤、燃气和重油等。燃料的种类? 按来源——天然和人造，按物态——气、液和固态。组织燃烧过程和炉子工作关系燃料的燃烧是各种炉子的主要热源。因此，使用燃料的炉子中，燃烧装置是炉子的重要组成部分，而燃料的燃烧过程是炉子热工过程的重要内容。在炉子设计与生产中考虑如何合理地选用燃料，如何选择和计算燃烧装置，以及如何保证冶炼所需的高温等是非常重要的。如：在炼铁的高炉及炼铅的鼓风炉中，热能来自于焦碳的燃烧；在炼钢的转炉及炼锌竖罐中，热能来自于煤气或天然气或重油的燃烧；在炼铜的反射炉中，热能来自于粉煤或重油的燃烧，在闪速炉及基夫赛特炉等自热熔炼设备中，热能主要来自硫化矿精矿的燃烧等等。10..1??燃料燃料同自然界其它物质一样，具有其本身的基本特性，而燃料的化学成分和发热量是燃料的两个基本特性。也是评定燃料的两个主要指标。燃料的组成与换算气体燃料的化学组成与换算.气体燃料的化学组成? 可燃组分有CO、H2、H2S、CH4和其它碳氢化合物CmHn。燃气中非燃烧的气体主要有N2、CO2、SO2、O2和H2O等。.气体燃料组成的表示方法和换算? 气体燃料有湿成分和干成分两种表示方法，即湿燃气（又称实用燃气）的组成： ??????（10-1） 式中?COs、H2s、N2s……——分别代表湿燃气中CO、H2、N2等在其中所占的体积百分数，上标“s”是燃气湿成分的标志。 ???????（10-2） 式中? COg、H2g、N2g……——分别代表干燃气中CO、H2、N2等在其中所占的体积百分数，上标“g”是燃气干成分的标志。将干成分换算成湿成分的通式为： ???????????????（10-3） 式中? Rs——湿燃气中各成分的体积百分数，%；Rg——干燃气中各成分的体积百分数，%；——1m3干燃气含饱和水蒸气量，g·m-3，它可根据燃气温度由附录查得。〖例10-1〗? 已知煤气的干成分为（%）：COg29.84，H2g15.40，CH4g3.08，CO2g7.73，O2g0.35，N2g43.60。试确定此该煤气在平均温度为25时的湿成分。思路：查附录得高炉煤气在25时，根据式（10-3）求的各组分的湿成分。解? 查附录得高炉煤气在25时=26.0g·m-3，根据式（10-3）可求的各组分的湿成分为：  固体和液体燃料的化学组成与换算固体（液体）燃料的化学成分可用元素分析方法和工业分析方法测定。元素分析法测定结果所表示的为元素分析成分；工业分析法测定结果所表示的为工业分析成分。.固体和液体燃料的元素分析法固体和液体燃料虽然物理状态不同，但它们都是由碳、氢、氧、氮、硫五种元素以及水分和灰分等杂质所组成。它们在燃烧过程中的变化及对燃烧的影响分述如下： 碳（C） 碳在固液体燃料中以单质和化合物状态存在，而在液体燃料中则完全以化合物形态存在。 氢（H） 氢在固液体燃料中以两种形式存在，一种是与碳、硫化合的氢，称为可燃氢或有机氢；另一种是与氧化合物的氢，称为水合氢，不可燃烧。 氧（O） 固液体燃料中的氧与碳、氢等元素化合。不能燃烧和助燃，含量越低越好。 氨（N） 氮是情性成分，不能燃烧。在高温（＞2100）下与O2生成NOx，NOx是有害气体。不过氮在固