1、v1.燃料及其燃燒的過程燃料及其燃燒的過程 v2.煙氣體積及污染物排放量計算煙氣體積及污染物排放量計算 v燃料燃料 在燃燒過程中，能夠放出熱量或動力，且在經濟上可行的物質在燃燒過程中，能夠放出熱量或動力，且在經濟上可行的物質v分類分類 按物態分按物態分 燃燒過程燃燒過程固體燃料固體燃料 燃料中揮發性組分被蒸餾后氣燃料中揮發性組分被蒸餾后氣態燃燒；固定態燃燒；固定c c固態燃燒，固態燃燒，o o分子向固分子向固體表面的擴散控制。體表面的擴散控制。液體燃料液體燃料 氣氣態形式燃燒，燃燒速率受蒸發過程控制。態形式燃燒，燃燒速率受蒸發過程控制。氣體燃料氣體燃料 燃燒迅速，其燃燒狀燃燒迅速，其燃燒狀態態

2、基本上受空氣和燃料的基本上受空氣和燃料的擴散或混合控制。擴散或混合控制。燃燒過程及燃燒產物燃燒過程及燃燒產物 完全燃燒：CO2、H2O不完全燃燒： CO2、H2O & CO、黑煙及其他部分氧、黑煙及其他部分氧化產物化產物如果燃料中含有如果燃料中含有S和和N，則會生成，則會生成SO2和和NO空氣中的部分空氣中的部分N可能被氧化成可能被氧化成NO熱力型熱力型NOxv燃料完全燃燒的條件（燃料完全燃燒的條件（3T3T）空氣條件：提供充足的空氣；但是空氣量過大，會降低爐溫，空氣條件：提供充足的空氣；但是空氣量過大，會降低爐溫，增加熱損失增加熱損失溫度條件（溫度條件（Temperature）：達到

3、燃料的著火溫度）：達到燃料的著火溫度時間條件（時間條件（Time）：燃料在高溫區停留時間應超過燃料燃燒所）：燃料在高溫區停留時間應超過燃料燃燒所需時間需時間燃料與空氣的混合條件（燃料與空氣的混合條件（Turbulence）：燃料與氧充分混合）：燃料與氧充分混合v燃燒可能釋放的污染物：燃燒可能釋放的污染物：CO2、CO、SOx、NOx、CH、煙、飛灰、金屬及其氧化物等、煙、飛灰、金屬及其氧化物等v溫度對燃燒產物的絕對量和相對量都有影響溫度對燃燒產物的絕對量和相對量都有影響v燃料種類和燃燒方式對燃燒產物也有影響燃料種類和燃燒方式對燃燒產物也有影響v理論空氣量理論空氣量v（1）定義：單位量燃料按燃燒

4、反應方程式完全燃燒）定義：單位量燃料按燃燒反應方程式完全燃燒所需要的空氣量稱為理論空氣量所需要的空氣量稱為理論空氣量v（2）表示：）表示：Va0，m3/kgv（3）求解：可根據燃燒方程式計算求得。）求解：可根據燃燒方程式計算求得。建立燃燒化學方化式時，通常假定：建立燃燒化學方化式時，通常假定：a a）空氣僅是由氮和氧組成的，其體積比為）空氣僅是由氮和氧組成的，其體積比為V VN2N2/V/VO2O2= 79.1= 79.1 20.9=3.7820.9=3.78（摩爾比，體積比）；（摩爾比，體積比）；b)b)燃料中的固定態氧可用于燃燒；燃料中的固定態氧可用于燃燒；c)c)燃料中的硫主要被氧化為燃

5、料中的硫主要被氧化為S0S02 2；d)d)燃料中含氮量較低，熱型燃料中含氮量較低，熱型NONOX X的生成量較小，在計算理論空的生成量較小，在計算理論空氣量時可以忽略；氣量時可以忽略；e)e)燃料中氮主要被轉化成氮氣燃料中氮主要被轉化成氮氣N N2 2；f f）燃料的化學式設為）燃料的化學式設為C Cx xH Hy yS Sz zO Ow w，其中下標，其中下標x x、y y、z z、w w分別代分別代 表碳、氫、硫和氧的原子數。表碳、氫、硫和氧的原子數。 OzSOHyxCONwzyxOwzyxOSHCwzyx222222)24(76. 3)24(QNwzyx2)24(76.3kgmwzyx

6、wzyxVa/1632008.112)2/4/(78.44 .2230例例1 已知重油的元素分析如下：已知重油的元素分析如下：C 85.5；H 11.3%；O 2.0；N 0.2%；S 1.0；試計算燃油；試計算燃油1kg所需要的理論所需要的理論空氣量。空氣量。 解：解：燃燒燃燒1kg重油所需要的氧氣量為：重油所需要的氧氣量為： 71.25 + 28.25 + 0.31 0.625 =99.185 （mol/kg）則理論空氣量則理論空氣量Va0 =（3.78+1）99.18522.4/1000 = 10.62 （m3/kg） 元素元素重量（重量（g）摩爾數（摩爾數（mol） 需氧量（需氧量（m

7、ol）C85571.2571.25H 11356.528.25S100.310.31O 200.625N22v空氣過剩系數空氣過剩系數實際空氣量與理論空氣量之比。以實際空氣量與理論空氣量之比。以 表示，表示， 通常通常1部分爐型的空氣過剩系數部分爐型的空氣過剩系數0aaVV空燃比空燃比AF（1）定義：單位質量燃料燃燒所需要的理論空氣質量）定義：單位質量燃料燃燒所需要的理論空氣質量（2）求解：由燃燒方程式直接求得）求解：由燃燒方程式直接求得例如，甲烷在理論空氣量下的完全燃燒例如，甲烷在理論空氣量下的完全燃燒CH4+2O2+7.52N2-CO2+2H2O+7.52N2 空燃比空燃比為：為：2 .1

8、71612856. 7322AF煙氣體積計算理論煙氣體積理論煙氣體積 Vfg0 CO2 V干煙氣干煙氣 SO2N2 VH2O 燃料中燃料中H燃燒生成燃燒生成H2O燃料中燃料中H2OVa0帶入的帶入的H2O煙氣體積和密度的校正煙氣體積和密度的校正轉化為標態下（273K、1atm）的體積和密度 標準狀態下的煙氣體積 標準狀態下煙氣的密度SNNSSNTT*PP*VV NSSNSNTT*PP*PP 煙氣體積及污染物排放量計算煙氣體積及污染物排放量計算v過剩空氣校正過剩空氣校正以碳在空氣中的完全燃燒為例C十O2+3.76N2C02+3.76N2若空氣過量，則燃燒方程式變為C+(1+a)O2+(1+a)3

9、.76N2C02+a02+(1+a)3.76N2a1N76. 3O)N76. 3O)(a1 (a2222理論空氣量實際空氣量) 1(00afgfgVVV考慮過剩空氣校正后，實際煙氣體積：例例2：某重油成分分析結果如下（按質量）：某重油成分分析結果如下（按質量）：C 88.3%，H 9.5%，S 1.6%，H2O 0.5%，灰分，灰分0.10%。（1）試計算燃燒）試計算燃燒1Kg重油所需要的理論空氣量重油所需要的理論空氣量（2）計算空氣過剩系數為）計算空氣過剩系數為1.2時的煙氣體積時的煙氣體積解：解：元素元素重量重量(g)摩爾數摩爾數(mol)需氧數需氧數(mol)C88373.5873.58

10、H9547.523.75S160.50.5H2O50.2780（1）理論需氧量）理論需氧量=73.58+23.75+0.5=97.83 mol /kg理論空氣量理論空氣量V0a=97.834.7822.4/1000=10.47 m3N/kg（2）理論煙氣體積）理論煙氣體積V0fgCO2: 73.58 mol SOX: 0.5 molH2O: 47.5+0.278=47.778 molN2 : 97.833.78 = 369.80 molV0fg = 73.58+47.778+0.5+369.80 = 491.658 mol /kg = 491.65822.4/1000=11.01 m3N/kg

11、所以實際煙氣體積所以實際煙氣體積Vfg=V0fg + V0a(-1) = 11.01+10.47（1.2-1）= 13.10 m3N/kg例例3 普通煤的元素分析如下：普通煤的元素分析如下：C 65.7；灰分；灰分18.1；S 1.7；H 3.2；水；水分分 9.0；O 2.3。（含。（含N量不計）量不計）試計算燃煤試計算燃煤1kg所需要的理論空氣量所需要的理論空氣量和和SO2在煙氣中的濃度（以體積分數計）。在煙氣中的濃度（以體積分數計）。 解：解： 元素元素重量（重量（g）摩爾數（摩爾數（mol）需氧量（需氧量（mol）C65754.7554.75S170.530.53H32168H2O90

12、50O230.72-0.72理論空氣量理論空氣量理論煙氣量為：理論煙氣量為： CO2：54.75mol SO2：0.53mol H2O：16+521mol N2：SO2的量為：的量為：CSO2)/(70. 610004 .2276. 4)72. 0853. 075.54(30kgNmVa）（）（mol48.23672. 0853. 075.5478. 3)/(00. 710004 .22)48.2362153. 075.54(30kgNmVfg)/(0119. 010004 .2253. 03kgNm)(17001000. 70119. 06ppm例例4 煤的元素分析結果如下：煤的元素分析結果

13、如下：S 0.6；H 3.7；C 79.5；N 0.9；O 4.7；灰分；灰分 10.6。在空氣過剩在空氣過剩20條件下完全燃燒。計算煙氣中條件下完全燃燒。計算煙氣中SO2的濃度。的濃度。解：解： 元素元素重量（重量（g）摩爾數（摩爾數（mol） 需氧量（需氧量（mol）C79566.2566.25S60.190.19H3718.59.25O471.47-1.47N90.32需氧氣量：需氧氣量：理論煙氣量：理論煙氣量： )/(95. 7)/22.7447. 125. 919. 025.6630kgmkgmolVa（)/(19. 8)/(81.36578. 322.7432. 05 .1819. 025.6630kgmkgmolVfg)/(78. 9) 12