第四章 习题答案

第四章 习题答案

4-1 已知烟煤的干燥无灰基组成(%)为：

Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf 82.4 6.0 9.2 1.7 0.7

测得空气干燥基水分Mad=3%，灰分Aad=15%，收到基水分Mar=5%，计算： (1) 1kg干燥无灰基煤折合成空气干燥基煤、收到基煤时，各为多少？ (2) 收到基时该烟煤的组成百分率。

解：(1) 将干燥无灰基换算成空气干燥基后碳的含量为：

100?Aad?Mad100?15?3Cad?Cdaf??82.4?67.57

100100令1kg干燥无灰基煤折合成xkg空气干燥基煤，根据碳含量相等，则有

1?82.4%?x?67.57%

得x=1.22kg。

将空气干燥基换算成收到基后碳的含量为：

Car?100?Mar100?5Cad??67.57?66.18

100?Mad100?3令1kg干燥无灰基煤折合成ykg空气干燥基煤，根据碳含量相等，则有

1?82.4%?y?66.18%

得y=1.25kg。

(2) 由(1)可知，空气干燥基该烟煤的组成为：

Cad Had Oad Nad Sad Aad Mad

67.57 4.92 7.54 1.39 0.57 15 3 则收到基该烟煤的组成为：

Car Har Oar Nar Sar Aar Mar 66.18 4.82 7.38 1.36 0.56 14.69 5

4-2 已知重油组成(%)为：

C H O N S M A 87.0 11.5 0.1 0.8 0.5 0.07 0.03 设某窑炉在燃烧时空气系数?=1.2，用油量为200kg/h，计算： (1) 每小时实际空气用量(Nm3/h)； (2) 每小时实际湿烟气生成量(Nm3/h)； (3) 干烟气及湿烟气组成百分率。

解：(1) 燃烧每千克重油理论需氧量为：

CH1SO22.40 VO?(????)?2122232321008711.510.50.122.4????)?12223232100 ?2.271Nm3/kg重油?( 燃烧每千克重油理论需空气量为：

1001000Va0?VO??2.271??10.81322121 燃烧每千克重油实际需空气量为：

Nm3/kg重油

Va??Va0?1.2?10.813?12.976Nm3/kg重油

每小时实际空气用量为：200?12.976?2595.2Nm3/h

(2) 燃烧每千克重油产生的理论烟气量为：

CHMSN22.47900000?V?V?V?[?(?)??]??V? V0?VCO H2OSO2N2O22122183228100218711.50.070.50.822.479?[?(?)??]??2.271? 12218322810021?11.466Nm3/kg重油

因为空气系数?=1.2，故燃烧每千克重油产生的实际烟气量为：

V?V0?(??1)Va0?11.466?(1.2?1)?10.813?13.629Nm3/kg重油

则每小时产生的实际烟气量为200?13.629?2726Nm3/h

(3) 燃烧每千克重油产生的烟气中各组成量为： C22.48722.4???1.624Nm3/kg VCO2??1210012100HM22.411.50.0722.4VH2O?(?)??(?)??1.289Nm3/kg

218100218100S22.40.522.4VSO2?????0.0035Nm3/kg

3210032100N22.4790.822.4790VN2????VO????1.2?2.271??10.2582281002128100210?0.454 VO2?(??1)VO2Nm3/kgNm3/kg

故干烟气的组成为： CO2 SO2 O2 N2 13.16 0.03 3.68 83.13 湿烟气的组成为： CO2 SO2 O2 N2 H2O 11.91 0.03 3.33 75.27 9.46

4-3 某窑炉使用发生炉煤气为燃料，其组成(%)为：

CO2 CO H2 CH4 C2H4 O2 N2 H2S H2O

5.6 25.9 12.7 2.5 0.4 0.2 46.9 1.4 4.4

燃烧时?=1.1，计算：

(1) 燃烧所需实际空气量(Nm3/Nm3煤气)； (2) 实际生成烟气量(Nm3/Nm3煤气)； (3) 干烟气及湿烟气组成百分率。

解：(1) 燃烧每立方米煤气所需理论氧量为：

COH2n10 VO?[??2CH?(m?)CH?1.5HS?O]?4mn22222410025.912.741??2?2.5?(2?)?0.4?1.5?1.4?0.2]?224100 ?0.274Nm3/Nm3?[燃烧每立方米煤气所需理论空气量为：

100100033Va0?VO??0.274??1.305Nm/Nm 22121当?=1.1时，燃烧每立方米煤气所需实际空气量为：

Va??Va0?1.1?1.305?1.435Nm3/Nm3

(2) 燃烧每立方米煤气理论生成烟气量为：

0000?V?V?V V0?VCO HOSON2222n1790?[CO2?CO?H2?H2O?3CH4?(m?)CmHn?2H2S?N2]??VO?22100214179?[5.6?25.9?12.7?4.4?3?2.5?(2?)?0.4?2?1.4?46.9]??0.274?210021?2.105Nm3/Nm3 燃烧每立方米煤气实际生成烟气量为：

V?V0?(??1)Va0?2.105?(1.1?1)?1.305?2.236Nm3/Nm3

(3) 燃烧每立方米煤气产生的烟气中各组成量为：

1VCO2?[CO2?CO?CH4?mCmHn]?

1001?0.348Nm3/Nm3 ?[5.6?25.9?2.5?2?0.4]?100n141VH2O?[H2?H2O?2CH4?CmHn?H2S]??[12.7?4.4?2?2.5??0.4?1.4]?21002100 ?0.243

Nm3/Nm3

VSO2?H2S?VN211?1.4??0.014Nm3/Nm3 100100179179033 ?N2???VO??46.9??1.1?0.274??1.603Nm/Nm21002110021033 VO2?(??1)VO ?(1.1?1)?0.274?0.0274Nm/Nm2故干烟气的组成百分率为：

CO2 O2 SO2 N2 17.47 1.38 0.70 80.45

湿烟气的组成百分率为

CO2 O2 SO2 N2 H2O

15.57 1.23 0.63 71.70 10.87

4-4 题4-3中，当高温系数?=85%，空气、煤气均为20?C，计算实际燃烧温度。若空

气预热至1000?C，此时实际燃烧温度较不预热时提高了多少？ 解：先计算理论燃烧温度tth：

tth?Qnet?cftf?Vacata

Vc式中空气和煤气的在0-20?C 的平均比热容ca和cf可分别查表4-13和4-18得： ca=1.296kJ/(Nm3. ?C )，cf=1.32kJ/(Nm3. ?C )；

根据上题计算结果，Va=1.435Nm3/Nm3煤气，V=2.236Nm3/Nm3煤气； 而煤气低发热量可按下式计算：

Qnet?126CO?108H2?358CH4?590C2H4?232H2S

?126?25.9?108?12.7?358?2.5?590?0.4?232?1.4?6090.8kJ/Nm3代入上式得：2.236ctth=Qnet +cftf +Vacata =6090.8+1.32×20+1.435×1.296×20=6154.4 采用“内插法”计算理论燃烧温度tth：

设tth?=1700?C，c?=1.67，则： 2.236×1.67×1700=6348>6154.4 tth?=1600?C，c?=1.65，则： 2.236×1.65×1600=5903.04<6154.4 1700?tth6348?6154.4?故 tth=1656.5?C

1700?16006348?5903.04则实际燃烧温度tp=?tth=85%×1656.5=1408?C 若将空气预热到1000?C，ca=1.41 kJ/(Nm3. ?C )

则2.236ctth=Qnet +cftf+Vacata =6090.8+1.32×20+1.435×1.41×1000=8140.6 设tth?=2200?C，c?=1.70，则： 2.236×1.70×2200=8362.6>8140.6 tth?=2100?C，c?=1.695，则： 2.236×1.695×2100=7959<8140.6 求得tth=2145?C，则实际燃烧温度tp=?tth=85%×2145=1823?C

故当空气预热至1000?C时，实际燃烧温度比不预热时提高了415?C。

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