第二篇 燃烧反应计算又称作燃烧静力学计算，是按照燃料中的可燃物分子与氧化剂分子进行化学反应的反应式，根据物质平衡和热量平衡原理，确定燃烧反应的各参数。这些参数主要是：单位数量燃料燃烧所需要的氧化剂（空气或氧气）的量、燃烧产物的量、燃烧产物的成分、燃烧温度和燃烧完全程度。
计算中有以下条件（或假设）：非常重要！
燃料成分是应用成分或湿成分；
空气仅为氧、氮和水蒸汽组成。干空气的成分按质量百分比为 O2－ 23.3%,N2－ 76.8%；按照体积百分比为 O2－ 21%,N2－ 79%；空气中的水蒸汽含量按某温度下（大气温度）饱和水蒸汽含量计算；
气体体积均为标准状态下的体积（ m3），
1kmol气体体积标态下为 22.4m3，密度 ρ=分子量 /22.4（ kg·m-3）；
假定燃料和氧化剂均匀混合，达到分子接触，
但允许燃料或氧化剂过剩；
燃料中的氧作为助燃氧；
假设反应前后温度、压力相等，且为封闭系统，
无能量损失；
计算针对 1kg或 1m3燃料。
课堂提问：
下面说法是否正确？
燃料可燃基理论空气需要量第四章空气需要量和燃烧产物生成量
固体燃料和液体燃料的理论空气需要量燃料成分为
Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy%+Ay%+Wy%=100%
第一节空气需要量的计算
C＋ O2=CO2
1 1 1 （ kmol）
1 8/3 11/3 （ kg）
4H＋ O2=2H2O
4 1 2 （ kmol）
1 8 9 （ kg）
S＋ O2=SO2
1 1 1 （ kmol）
1 1 2 （ kg）
1kg燃料完全燃烧时所需要的氧气质量为
G0O2=（ 8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy） /100 (kg·kg-1)
氧气体积为
L0O2=（ 8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy） /100× 22.4/32
=0.7（ 8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy） /100 (m3·kg-1)
理论氧气需要量,按照化学反应式的配平系数计算，不估计其它因素的影响，得到的 1kg燃料完全燃烧需要的氧气量。
理论空气需要量,理论氧气需要量除以空气中氧气的含量，便得到的 1kg燃料完全燃烧需要的空气量，计作 G0或 L0
G0=(8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy)/100/0.232 (kg·kg-1)
L0=(8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy)/100/0.3 (m3·kg-1)
气体燃料的理论空气需要量
2222
222mn
222
22
SOOHO
2
3
SH
OH
2
m
n C OO
4
m
nHC
OHO
2
1
H
COO
2
1
CO
实际空气需要量上面的计算中是假设氧化剂分子和燃料分子按照化学当量配比，混合均匀，达到分子接触，并且没有考虑其它因素的影响。实际燃烧过程中，为了保证完全燃烧，一般供给多一些的空气，有时为了得到还原性气氛，便供给少一些的空气，实际空气消耗量为 Ln
100
1OSH
2
3HC
4
mnH
2
1CO
2
1L 湿
2
湿
2
湿
mn
湿
2
湿
0 O 2
0,2 1
1
100
1OSH
2
3HC
4
mnH
2
1CO
2
1L 湿
2
湿
2
湿
mn
湿
2
湿
0
单位 m3·m-3
n=Ln/L0
n称为空气消耗系数。
空气中的水分一般不计入，当空气中含较多水分，或要求精确计算时，才把空气中的水分估计在内，并以饱和水蒸汽含量计算。
经验公式煤,L0=1.01× QDWy/4187+0.5 (m3·kg-1)
液燃,L0=0.85× QDWy/4187+2.0 (m3·kg-1)
煤气,L0=0.875× QDWy/4187 (m3·m-3)
(QDWy<12561kJ·kg-1)
L0=1.09× QDWy/4187－ 0.25 (m3·m-3)
(QDWy>12561kJ·kg-1)
天然气,L0=1.105× QDWy/4187＋ 0.02 (m3·m-3)
燃料每释放 1kcal的热量，大概需要消耗 1m3的空气第二节燃烧产物的生成量、成分和密度（完全燃烧）
燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平衡进行计算的。当 n=1时，单位质量（或体积）燃料完全燃烧后生成的燃烧产物量称理论燃烧产物生成量 V0
当 n>1时，实际燃烧产物中还含有 O2，燃烧产物量称实际燃烧产物生成量 Vn
Vn－ V0= Ln－ L0
1kg固液燃料完全燃烧产物量计算
CO2,SO2,H2O,N2,O2
VCO2=C%/12× 22.4 (m3·kg-1)
VSO2=S%/32× 22.4 (m3·kg-1)
VH2O=(H%/2＋ W%/18)× 22.4＋
0.00124gLn (m3·kg-1)
VN2=N%/28× 22.4＋ 79%Ln (m3·kg-1)
VO2=21%(Ln－ L0) (m3·kg-1)
Vn= VCO2＋ VSO2＋ VH2O＋ VN2＋ VO2
=(C/12+S/32+H/2+W/18+N/28) × 22.4/100
＋ (n－ 21%)L0＋ 0.00124gnL0 (m3·kg-1)
n=1时 Vn=V0
g不计时,……
1m3气体燃料完全燃烧产物量计算
CO2,SO2,H2O,N2,O2
VCO2=(CO＋?nCnHm＋ CO2)/100 (m3/m3)
VSO2=H2S/100 (m3/m3)
VH2O=(H2＋?(m/2× CnHm) ＋ H2S＋ H2O)/100
＋ 0.00124gLn (m3/m3)
VN2=N2/100＋ 79%Ln (m3/m3)
VO2=21%(Ln－ L0) (m3/m3)
Vn= VCO2＋ VSO2＋ VH2O＋ VN2＋ VO2
=(CO＋ H2＋?(n+m/2)CnHm＋ 2H2S＋
CO2＋ N2＋ H2O) ＋ (n－ 21%)L0＋
0.00124gnL0 (m3·m-3)
n=1时 Vn=V0
g不计时,……
燃烧产物成分
CO2’+SO2’+H2O’+N2’+O2’=100
CO2’ =VCO2/Vn× 100
SO2’ =VSO2/Vn× 100
H2O’ =VH2O/Vn× 100
N2’=VN2/Vn× 100
O2’=VO2/Vn× 100
燃烧产物密度的计算
1、用参加反应的物质的总质量计算固液燃料气体燃料 n
n
V
1,2 9 3 L
1 0 0
A
1
ρ
nn
2222
2mn2
) / V1,2 9 3 L
2 2,4 )O ) / ( 1 0 018H28N32O4 4 C O
S34HHm ) C12n(2H( 2 8 C O(ρ
2、用燃烧产物的质量计算
2 2,4100
'32O'28NO'18H'6 4 SO'4 4 C Oρ 22222
经验公式煤,V0=0.89× QDWy/4187+1.65 (m3·kg-1)
液燃,V0=1.11× QDWy/4187 (m3·kg-1)
煤气,V0=0.725× QDWy/4187＋ 1.0 (m3·m-3)
(QDWy<12561kJ·kg-1)
V0=1.14× QDWy/4187＋ 0.25 (m3·m-3)
(QDWy>12561kJ·kg-1)
天然气,V0=0.75× QDWy/4187＋ 0.38 (m3·m-3)
燃料每释放 1kcal的热量，大概要产生 1m3的烟气
1,1,1
课堂练习一
1、已知某烟煤成分为（ %）,Cr— 83.21，
Hr— 5.87,Or— 5.22,Nr— 1.90,Sr—
3.80,Ag— 8.68,Wy— 4.00，求：
①理论空气需要量 L0；
②理论燃烧产物生成量 V0；
③如果炉子热负荷为 17× 103kW，空气消耗系数 n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量和烟气成分。
2、某焦炉煤气干成分为（ %）,CO— 9.1，
H2— 57.3,CH4— 26.0,C2H4— 2.5，
CO2— 3.0,O2— 0.5,N2— 1.6，煤气温度为 20℃,用含氧量为 30%的富氧空气燃烧,n=1.15，求：
①富氧空气消耗量 Ln
② 燃烧产物成分及密度第三节不完全燃烧的燃烧产物不完全燃烧有以下几种情况：
1、在固体灰渣中含有可燃成分；
2、在燃烧产物中烟气中含有可燃成分；
3、由于温度高,CO2和 H2O等气体分解产生 CO和 H2等可燃气体。
不完全燃烧时燃烧产物的变化在空气中燃烧，燃烧产物中可燃成分一般为 CO、
H2,CH4等
1、当 n>1，燃烧产物成分为,CO2’,CO’,H2’，
H2O’,CH4’,O2’,N2’；氧气足够，如果组织得好，将可燃物燃烧干净（完全燃烧）。
CO+0.5O2=CO2
1 0.5 1
H2+0.5O2=H2O
1 0.5 1
CH4+2O2=CO2+2H2O
1 2 1 2
完全燃烧产物体积为：
(Vn)完 =(Vn)不 － 0.5VCO－ 0.5VH2
=(Vn)不 (100－ 0.5CO’湿 － 0.5H2’湿 )/100
所以
(Vn)不 /(Vn)完 =100/ (100－ 0.5CO’湿 － 0.5H2’湿 )
或者：
(Vn)完 干 =(Vn)不 干 － 0.5VCO－ 1.5VH2－ 2VCH4
=(Vn)不 干 (100－ 0.5CO’－ 1.5H2’ －
2CH4’)/100
所以
(Vn)不 干 /(Vn)完 干 =100/ (100－ 0.5CO’ － 1.5H2’ －
2CH4’)
结论：在有过剩空气的情况下，如果由于混合不均匀发生不完全燃烧，燃烧产物的体积将比完全燃烧时增加。
2、当 n<1时,O2’=0（混合均匀）
要将 1体积 CO燃烬要补充 0.5体积 O2和 1.88体积 N2，
产生 1体积 CO2和 1.88体积 N2，所以完全燃烧比不完全燃烧体积增加 1.88体积。同理：
CO+0.5O2+1.88N2=CO2+1.88N2
1 0.5 1.88 1 1.88
H2+0.5O2+1.88N2=H2O+1.88N2
1 0.5 1.88 1 1.88
CH4+2O2+7.52N2=CO2+2H2O+7.52N2
1 2 7.52 1 2 7.52
完全燃烧产物体积为：
(Vn)完 =(Vn)不 +1.88VCO+1.88VH2+9.52VCH4
所以
(Vn)不 /(Vn)完 =100/ (100+1.88CO’湿 +1.88H2’湿
+9.52CH4’湿 )
或者
(Vn)不 干 /(Vn)完 干 =100/ (100+1.88CO’+0.88H2’ ＋
7.52CH4’)
结论：当空气供入不足，又混合均匀的情况下，燃烧产物生成量比充分燃烧时减少。
3、当 n<1,O2’≠0（混合不均匀）
这时要充分燃烧可少加入空气 4.76VO2，故：
(Vn)不 /(Vn)完 =100/ (100+1.88CO’湿 +1.88H2’湿
+9.52CH4’湿 － 4.76O2’)
或者
(Vn)不 干 /(Vn)完 干 =100/ (100+1.88CO’ +0.88H2’
＋ 7.52CH4’ － 4.76O2’)
结论：燃烧产物量的变化视 O2’大小而定。
不完全燃烧产物成分计算涉及到化学反应动力学因素和流体、传热传质等因素的影响，一般无法计算。此部分内容见书 35~38页。
处理不完全燃烧的思路：
将不完全燃烧变成完全燃烧，然后对二者进行比较，具体做法是：如果含有可燃成分，加入空气将可燃成分烧掉，如果含有氧气，将含氧的多余空气祛除。
第五章 燃烧温度
燃烧温度,燃料燃烧时所释放的热量传给气态燃烧产物，使其达到的温度称为燃料的燃烧温度。燃烧温度通过燃烧过程中的能量平衡求出。
热量来源：
燃料的热值，燃料的显热和空气的显热
Q低 +Q燃 +Q空热量支出：
热量不可能全部传给燃烧产物，有热量损失
Vnc产 t产 +Q传 +Q不 +Q分 +W
t产 =(Q低 +Q燃 +Q空 － Q传 － Q不 － Q分 － W )/Vnc产
t产 称为燃料实际燃烧温度,与多因素有关，不能简单计算出来。
假设在绝热系统中燃烧，并且完全燃烧（ Q传
=Q不 =W=0 ），得到：
t理 =(Q低 +Q燃 +Q空 － Q分 )/Vnc产
t理 称为燃料理论燃烧温度,表明燃料在某条件下能达到的最高燃烧温度，是分析炉子热工作和热工计算的一个重要指标。
进一步，如果不计分解热，得到：
t量 =(Q低 +Q燃 +Q空 )/Vnc产
t量 称为燃料量热计温度进一步，如果空气和燃料都不预热，空气消耗系数 n=1.0，得到：
t热 =Q低 /V0c产
t热 称为燃料理论发热温度,只与燃料性质有关，是评价燃料性质的一个指标。
第一节理论发热温度的计算
t热 =Q低 /V0c产
V0c产 = VCO2cCO2＋ VH2OcH2O＋ VN2cN2
c产 = (CO2’cCO2＋ H2O’cH2O＋ N2’cN2)/100
联立方程求解
c=A1＋ A2t＋ A3t2
0QtAVtAVtAV 低3热1ii2热2ii热1ii
内插值近似法
h=Q低 /V0=c产 t热
=CO2’%cCO2t热 ＋ H2O’%cH2Ot热 ＋ N2’%cN2t热
=CO2’%hCO2＋ H2O’%hH2O＋ N2’%hN2
计算步骤：
1、计算 h=Q低 /V0,CO2’%,H2O’%,N2’%
2、假设理论发热温度为 t’，查 附表 7a计算 h’,如果
h’<h，重新假设；
3、假设理论发热温度为 t”>t’,计算 h”,直到 h”>h；
4、内差求 t热 （ p41公式 5-7）
第二节理论燃烧温度的计算
t理 =(Q低 +Q燃 +Q空 － Q分 )/Vnc产
CO2?CO＋ 0.5O2－ 12600（ kJ·m-3·℃ -1）
H2O?H2＋ 0.5O2－ 10800（ kJ·m-3·℃ -1）
Q分 =12600VCO+10800VH2
温度越高，分解越强；压力越高，分解越弱；在工业炉领域只有温度高于 1800℃
才估计分解热分解使燃烧产物量和成分发生变化，使计算复杂，必须近似处理，以简化计算。
温度 比热产物量和成分分解程度
1、忽略热分解引起的 Vnc产 的变化；
2、分解热按分解度的近似值计算；
Q分 =12600fCO2(VCO2)未 ＋ 10800fH2O(VH2O)未
3、燃烧产物的比热按近似比热计算；
Vnc产 =V0c产 ＋（ Ln－ L0） c空
4、确定比热和分解度所依据的温度，可依经验估计。
空0n产0
分燃空低理 cLLcV
QQQQ
t
例题一
烟煤成分为：
Cr Hr Or Nr Sr Ag Wy
85.32 4.56 4.07 1.80 4.25 7.78 3.00
求燃料发热量，理论空气需要量，燃烧产物生成量，燃烧产物成分、密度和燃料发热温度（忽略空气中的水分）。
解：首先成分换算为应用成分：
Ay=Ag(100－ Wy)/100=7.55
Hy=Hr(100－ Ay－ Wy)/100=4.08
Oy=3.64
Ny=1.61
Sy=3.80
Cy=76.32
Cy＋ Hy＋ Oy＋ Ny＋ Sy＋ Ay＋ Wy=100
正确！
1）燃料发热量
Q高 y=4.187[81C+300H+26(S－ O)]
=31024(kJ·kg-1)
Q低 y= Q高 y－ 25.12(9H+W)
=30031(kJ·kg-1)
2）理论空气需要量
L0=(8Cy/3+8Hy+Sy－ Oy)/100/22.4× 32/0.21
=7.88(m3·kg-1)
3）理论燃烧产物生成量
VCO2=Cy/12× 22.4/100=1.43(m3·kg-1)
VSO2=Sy/32× 22.4/100=0.03(m3·kg-1)
VH2O=(Hy/2 +Wy/18) × 22.4/100
=0.50(m3·kg-1)
VN2=Ny/12× 22.4/100+0.79L0
=6.25(m3·kg-1)
V0=8.21(m3·kg-1)
4）理论燃烧产物的成分与密度
CO2’%=VCO2/V0× 100%=17.42%
SO2’%=VSO2/V0× 100%=0.37%
H2O’%=VH2O/V0× 100%=6.09%
N2’%=VN2/V0× 100%=76.12%
=100%
=(44× CO2’%＋ 64× SO2’%＋ 18× H2O’%
＋ 28× N2’%)/22.4
=1.35(kg·m-3)
5）燃烧发热温度（内插值近似法）
h=Q低 y/V0=3658(kJ·m-3)
设 t’=2100℃,此时燃烧产物的热焓量
h’=CO2’%hCO2＋ SO2’%hSO2＋ H2O’%hH2O＋
N2’%hN2
=3557.4(kJ·m-3)<h
设 t”=2200℃,此时燃烧产物的热焓量
h”=CO2’%hCO2＋ SO2’%hSO2＋ H2O’%hH2O＋
N2’%hN2
=3746.4(kJ·m-3)>h
t热 =(h－ h’)(t” － t’)/(h” － h’) ＋ t’
=2153(℃ )
第三节影响理论燃烧温度的因素
t理 =(Q低 +Q燃 +Q空 － Q分 )/Vnc产
燃料的发热量
Q低 越大,t理 越高，也不尽然。
空气消耗系数
n≥1的情况下,n越大,t理 越低所以在保证完全燃烧的情况下，尽量减小空气消耗系数 n。
空气和煤气的预热温度空气和煤气的预热温度越高,t理 越高；
对发热量高的燃料比发热量低的燃料效果显著；
对发热量高的煤气，预热空气比预热煤气
（相同温度）的效果更大。
由于预热空气或煤气的热量是烟气余热，
故从经济的角度看，这种方法更为合理。
空气的富氧程度空气的富氧程度越高，理论燃烧温度越高，
因为燃烧产物生成量减少了。
实践表明富氧浓度在 30%以下时，富氧空气对燃烧温度的提高效果明显，再提高富氧浓度，效果就越来越不明显了。
实际燃烧温度的计算
t产 =t理 × η
η— 炉温系数，经验值第六章空气消耗系数及不完全燃烧热损失的检测计算烟气成分用烟气成分分析仪测定，按工作原理分为两类：
1、化学式的，利用化学药品分别吸收烟气中各种组分，分别测定其含量，如奥氏
（ Orsat）气体分析仪。
2、物理式的，利用各种气体物理特性的不同，从而测定烟气组分及其含量。如二氧化碳气体分析仪。
奥氏气体分析仪的一般分析
1、氢氧化钾溶液吸收烟气中的 CO2+SO2
CO2+2KOH=K2CO3+H2O
SO2+2KOH=K2SO3+H2O
2、焦性没食子酸（ C6H3(OH)3）的碱溶液吸收烟气中的 O2（也可吸收 RO2）
4C6H3(OH)3+O2=2[(OH)3C6H2- C6H2(OH)3]+H20
3、氯化亚铜的氨溶液 Cu(NH3)2Cl可以吸收烟气中的 CO（也可吸收 O2）
Cu(NH3)2Cl+2CO= Cu(CO)2Cl+2NH3
第一节燃烧产物气体成分的测定和验证为什么要对烟气成分进行分析？
1、空气一般不计量，检验空气消耗系数；
2、检测完全燃烧情况，燃烧组织的好坏；
所以再进行燃烧过程的检测计算之前，必须先获得准确的燃烧产物成分的实测数据。那么，如何判断气体分析的结果是否准确？下面推导燃料和燃烧产物之间的关系式，以验证气体成分分析的正确性。
设 VRO2表示完全燃烧产物中的 RO2的数量，
V0干 表示干理论燃烧产物生成量，则燃烧产物中 RO2的最大理论含量（干成分 %）
为：
RO’2，大 =100× VRO2/V0干
V0干 =VRO2+VN2
同时
β1
21
RO,大2
’
式中 β为燃料特性系数，只取决于燃料成分，再空气中燃烧时计算式见 P51公式
（ 6-3）（ 6-4）
β的计算方法必须掌握。
能否根据燃烧产物成分计算 RO’2，大？
β1
21
7,5 2 C H0,8 8 H1,8 8 C O4,7 6 O100
CHCORO100
RO
422
42
2
’’’’
）’’’（
’
，大整理得：
(1+β)RO’2+(0.605+β)CO’+O’2-0.185H’2 -
(0.58-β)CH’4=21
该式称为,气体分析方程,。
根据气体分析方程，就可验证燃烧产物气体分析的正确性。
%5%100
21
X
X
第二节空气消耗系数的检测计算正常生产的炉子由于吸气和漏气的影响，
要按照烟气成分计算实际空气消耗系数。
按氧平衡原理计算 n值
n=Ln/L0
=LnO2/L0O2
=(L0O2+LΔO2)/L0O2
K=L0O2/VRO2
按氮平衡原理计算 n值
42
42242
CHCOROK
CH2CO5.00,5 HOCHCOROKn
'''
'''''''
n N 2
N2
N2n N 2n N 2
0 N 2n N 2
0n
L
L
1
1
)L/ ( LL
/LL
/LLn
最后得到公式 6-26
对于气体燃料,N燃 =N2湿对于固液燃料,N燃 =22.4× Ny/28
100/CH2CO5.00,5 HOV2179L 422干nΔ N 2 ''''
%N%NVL 燃2干nn N 2 '
42
R O 2干
n CHCORO
V100V
’’’
第三节不完全燃烧热损失的检测计算
定义：不完全燃烧热损失，表示为单位
（质量或体积）燃料燃烧时，燃烧产物中因存在可燃成分而含有的化学热占燃料发热量的百分数，即：
42产低产n
化
358 C H108H126 C OQ
100%
Q
QV
q
’’’
干
最后得到公式 6-35
42
，大2
干
0
干
n
0
低
CHCORO
RO
V
V
h
V
Q
’’’
’
干
P
例题二
某一气体燃料的组成成分：
H2+CO+CnHm+H2S+O2+CO2+N2=100,
由实验测定其干烟气组成为：
CO2’+SO2’+CO’+CH4’+N2’+O2’+H2’=100
试证明其干烟气量为
Vn干 =[CO+nCnHm+H2S+CO2]/[RO2’
+CO’+CH4’]
证明：燃料中 C元素物质量为,①
(CO+nCnHm+CO2)/(22.4× 100) kmol
燃料中 S元素物质量为,②
H2S/(22.4× 100) kmol
烟气中 C元素物质量为,③
Vn干 (CO’+ CO2’+CH4’) /(22.4× 100) kmol
烟气中 S元素物质量为,④
Vn干 × SO2’ /(22.4× 100) kmol
① +② =③ +④ 整理得：
课堂练习二
题目条件同上题，试证明其空气消耗系数为：
干
n
2
4222
422
V
N
C H 'H'C O 'O'R O '100
C H '0,5H '0,5C O 'O'79
21
21
n
例题三
已知天然气成分 CH4— 96.35,C2H4— 0.41,CO—
0.10,H2— 0.47,CO2— 0.21,N2— 2.46(水分忽略不计 )，在不同燃烧条件下测得两组烟气成分
（ %），求
1） K,β,RO’2,大,P
2）验证两组烟气分析值得精确性；
3）计算两种条件下得空气消耗系数和不完全燃烧热损失。
CO’2 O’2 H’2 CH’4 N’2 CO’
1组 8.00 7.00 0.55 0.00 84.35 0.10
2组 8.05 0.70 4.40 0.60 81.75 4.50
解,1)
)/m(m94.1
100
1
H3CCH2H
2
1
CO
2
1
L
33
42420 O 2
)/m9 7 ( m.0
1 0 0
1H2CCHCOCOV
33
42422
RO
)/m8,3 2 ( m
1 0 0
1NL
21
79VV
33
20 O 2R O 2
干
0
)3 4 7 9 9 ( k J / m
100
1H14100C8 5 5 0 C H2580H3 0 4 6 C O4,1 8 7Q
3
4242低
K=L0O2/VRO2=2.0
RO’2,大 =100× VRO2/V0干 =11.7
β=(21－ RO’2,大 )/RO’2,大 =0.79
P=Q低 /V0干 =4183(kJ/m3)
2)将各烟气成分和 β值带入气体分析方程第一组,(1+β)RO’2+(0.605+β)CO’+O’2-
0.185H’2 -(0.58-β)CH’4=21.3
分析误差为,(21.3-21)/21.3× 100%=1.4%
第二组,(1+β)RO’2+(0.605+β)CO’+O’2-
0.185H’2 -(0.58-β)CH’4=20.7
分析误差为,(21-20.7)/20.7× 100%=1.45%
在工程允许误差范围之内。
3)用氧平衡计算空气消耗系数第一组,n1=1.41
第二组,n2=0.81
4)求化学不完全燃烧热损失
%7.26q
%5.2
C H 'C O 'R O '
3 5 8 C H '1 0 8 H '1 2 6 C O '
P
R O '
q
2化
42
42大2,
1化
练习三
天然气在纯氧中燃烧，烟气成分为 (%)：
求氧气消耗系数。
CO’2 CO’ O’2 H’2 CH’4
25.0 24.0 0.5 49.0 1.5
本篇实验
气体成分分析（ 4小时）
学习使用奥氏气体分析仪检测烟气成分
（包括化学试剂的配制），并验证分析结果的正确性。
本篇学习要点
基本概念 L0O2,L0,n,Vn,V0,t 理,t热,
RO’2,大,β,K,P,q化
基本思路：不完全燃烧问题的转化，理论燃烧温度的计算、气体分析方程、空气消耗系数的氧平衡和氮平衡算法；
本章公式多，概念多要求熟练掌握，学习方法是多看例题，多练习，力求理解。
计算中有以下条件（或假设）：非常重要！
燃料成分是应用成分或湿成分；
空气仅为氧、氮和水蒸汽组成。干空气的成分按质量百分比为 O2－ 23.3%,N2－ 76.8%；按照体积百分比为 O2－ 21%,N2－ 79%；空气中的水蒸汽含量按某温度下（大气温度）饱和水蒸汽含量计算；
气体体积均为标准状态下的体积（ m3），
1kmol气体体积标态下为 22.4m3，密度 ρ=分子量 /22.4（ kg·m-3）；
假定燃料和氧化剂均匀混合，达到分子接触，
但允许燃料或氧化剂过剩；
燃料中的氧作为助燃氧；
假设反应前后温度、压力相等，且为封闭系统，
无能量损失；
计算针对 1kg或 1m3燃料。
课堂提问：
下面说法是否正确？
燃料可燃基理论空气需要量第四章空气需要量和燃烧产物生成量
固体燃料和液体燃料的理论空气需要量燃料成分为
Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy%+Ay%+Wy%=100%
第一节空气需要量的计算
C＋ O2=CO2
1 1 1 （ kmol）
1 8/3 11/3 （ kg）
4H＋ O2=2H2O
4 1 2 （ kmol）
1 8 9 （ kg）
S＋ O2=SO2
1 1 1 （ kmol）
1 1 2 （ kg）
1kg燃料完全燃烧时所需要的氧气质量为
G0O2=（ 8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy） /100 (kg·kg-1)
氧气体积为
L0O2=（ 8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy） /100× 22.4/32
=0.7（ 8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy） /100 (m3·kg-1)
理论氧气需要量,按照化学反应式的配平系数计算，不估计其它因素的影响，得到的 1kg燃料完全燃烧需要的氧气量。
理论空气需要量,理论氧气需要量除以空气中氧气的含量，便得到的 1kg燃料完全燃烧需要的空气量，计作 G0或 L0
G0=(8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy)/100/0.232 (kg·kg-1)
L0=(8/3Cy＋ 8Hy＋ Sy－ Oy)/100/0.3 (m3·kg-1)
气体燃料的理论空气需要量
2222
222mn
222
22
SOOHO
2
3
SH
OH
2
m
n C OO
4
m
nHC
OHO
2
1
H
COO
2
1
CO
实际空气需要量上面的计算中是假设氧化剂分子和燃料分子按照化学当量配比，混合均匀，达到分子接触，并且没有考虑其它因素的影响。实际燃烧过程中，为了保证完全燃烧，一般供给多一些的空气，有时为了得到还原性气氛，便供给少一些的空气，实际空气消耗量为 Ln
100
1OSH
2
3HC
4
mnH
2
1CO
2
1L 湿
2
湿
2
湿
mn
湿
2
湿
0 O 2
0,2 1
1
100
1OSH
2
3HC
4
mnH
2
1CO
2
1L 湿
2
湿
2
湿
mn
湿
2
湿
0
单位 m3·m-3
n=Ln/L0
n称为空气消耗系数。
空气中的水分一般不计入，当空气中含较多水分，或要求精确计算时，才把空气中的水分估计在内，并以饱和水蒸汽含量计算。
经验公式煤,L0=1.01× QDWy/4187+0.5 (m3·kg-1)
液燃,L0=0.85× QDWy/4187+2.0 (m3·kg-1)
煤气,L0=0.875× QDWy/4187 (m3·m-3)
(QDWy<12561kJ·kg-1)
L0=1.09× QDWy/4187－ 0.25 (m3·m-3)
(QDWy>12561kJ·kg-1)
天然气,L0=1.105× QDWy/4187＋ 0.02 (m3·m-3)
燃料每释放 1kcal的热量，大概需要消耗 1m3的空气第二节燃烧产物的生成量、成分和密度（完全燃烧）
燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平衡进行计算的。当 n=1时，单位质量（或体积）燃料完全燃烧后生成的燃烧产物量称理论燃烧产物生成量 V0
当 n>1时，实际燃烧产物中还含有 O2，燃烧产物量称实际燃烧产物生成量 Vn
Vn－ V0= Ln－ L0
1kg固液燃料完全燃烧产物量计算
CO2,SO2,H2O,N2,O2
VCO2=C%/12× 22.4 (m3·kg-1)
VSO2=S%/32× 22.4 (m3·kg-1)
VH2O=(H%/2＋ W%/18)× 22.4＋
0.00124gLn (m3·kg-1)
VN2=N%/28× 22.4＋ 79%Ln (m3·kg-1)
VO2=21%(Ln－ L0) (m3·kg-1)
Vn= VCO2＋ VSO2＋ VH2O＋ VN2＋ VO2
=(C/12+S/32+H/2+W/18+N/28) × 22.4/100
＋ (n－ 21%)L0＋ 0.00124gnL0 (m3·kg-1)
n=1时 Vn=V0
g不计时,……
1m3气体燃料完全燃烧产物量计算
CO2,SO2,H2O,N2,O2
VCO2=(CO＋?nCnHm＋ CO2)/100 (m3/m3)
VSO2=H2S/100 (m3/m3)
VH2O=(H2＋?(m/2× CnHm) ＋ H2S＋ H2O)/100
＋ 0.00124gLn (m3/m3)
VN2=N2/100＋ 79%Ln (m3/m3)
VO2=21%(Ln－ L0) (m3/m3)
Vn= VCO2＋ VSO2＋ VH2O＋ VN2＋ VO2
=(CO＋ H2＋?(n+m/2)CnHm＋ 2H2S＋
CO2＋ N2＋ H2O) ＋ (n－ 21%)L0＋
0.00124gnL0 (m3·m-3)
n=1时 Vn=V0
g不计时,……
燃烧产物成分
CO2’+SO2’+H2O’+N2’+O2’=100
CO2’ =VCO2/Vn× 100
SO2’ =VSO2/Vn× 100
H2O’ =VH2O/Vn× 100
N2’=VN2/Vn× 100
O2’=VO2/Vn× 100
燃烧产物密度的计算
1、用参加反应的物质的总质量计算固液燃料气体燃料 n
n
V
1,2 9 3 L
1 0 0
A
1
ρ
nn
2222
2mn2
) / V1,2 9 3 L
2 2,4 )O ) / ( 1 0 018H28N32O4 4 C O
S34HHm ) C12n(2H( 2 8 C O(ρ
2、用燃烧产物的质量计算
2 2,4100
'32O'28NO'18H'6 4 SO'4 4 C Oρ 22222
经验公式煤,V0=0.89× QDWy/4187+1.65 (m3·kg-1)
液燃,V0=1.11× QDWy/4187 (m3·kg-1)
煤气,V0=0.725× QDWy/4187＋ 1.0 (m3·m-3)
(QDWy<12561kJ·kg-1)
V0=1.14× QDWy/4187＋ 0.25 (m3·m-3)
(QDWy>12561kJ·kg-1)
天然气,V0=0.75× QDWy/4187＋ 0.38 (m3·m-3)
燃料每释放 1kcal的热量，大概要产生 1m3的烟气
1,1,1
课堂练习一
1、已知某烟煤成分为（ %）,Cr— 83.21，
Hr— 5.87,Or— 5.22,Nr— 1.90,Sr—
3.80,Ag— 8.68,Wy— 4.00，求：
①理论空气需要量 L0；
②理论燃烧产物生成量 V0；
③如果炉子热负荷为 17× 103kW，空气消耗系数 n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量和烟气成分。
2、某焦炉煤气干成分为（ %）,CO— 9.1，
H2— 57.3,CH4— 26.0,C2H4— 2.5，
CO2— 3.0,O2— 0.5,N2— 1.6，煤气温度为 20℃,用含氧量为 30%的富氧空气燃烧,n=1.15，求：
①富氧空气消耗量 Ln
② 燃烧产物成分及密度第三节不完全燃烧的燃烧产物不完全燃烧有以下几种情况：
1、在固体灰渣中含有可燃成分；
2、在燃烧产物中烟气中含有可燃成分；
3、由于温度高,CO2和 H2O等气体分解产生 CO和 H2等可燃气体。
不完全燃烧时燃烧产物的变化在空气中燃烧，燃烧产物中可燃成分一般为 CO、
H2,CH4等
1、当 n>1，燃烧产物成分为,CO2’,CO’,H2’，
H2O’,CH4’,O2’,N2’；氧气足够，如果组织得好，将可燃物燃烧干净（完全燃烧）。
CO+0.5O2=CO2
1 0.5 1
H2+0.5O2=H2O
1 0.5 1
CH4+2O2=CO2+2H2O
1 2 1 2
完全燃烧产物体积为：
(Vn)完 =(Vn)不 － 0.5VCO－ 0.5VH2
=(Vn)不 (100－ 0.5CO’湿 － 0.5H2’湿 )/100
所以
(Vn)不 /(Vn)完 =100/ (100－ 0.5CO’湿 － 0.5H2’湿 )
或者：
(Vn)完 干 =(Vn)不 干 － 0.5VCO－ 1.5VH2－ 2VCH4
=(Vn)不 干 (100－ 0.5CO’－ 1.5H2’ －
2CH4’)/100
所以
(Vn)不 干 /(Vn)完 干 =100/ (100－ 0.5CO’ － 1.5H2’ －
2CH4’)
结论：在有过剩空气的情况下，如果由于混合不均匀发生不完全燃烧，燃烧产物的体积将比完全燃烧时增加。
2、当 n<1时,O2’=0（混合均匀）
要将 1体积 CO燃烬要补充 0.5体积 O2和 1.88体积 N2，
产生 1体积 CO2和 1.88体积 N2，所以完全燃烧比不完全燃烧体积增加 1.88体积。同理：
CO+0.5O2+1.88N2=CO2+1.88N2
1 0.5 1.88 1 1.88
H2+0.5O2+1.88N2=H2O+1.88N2
1 0.5 1.88 1 1.88
CH4+2O2+7.52N2=CO2+2H2O+7.52N2
1 2 7.52 1 2 7.52
完全燃烧产物体积为：
(Vn)完 =(Vn)不 +1.88VCO+1.88VH2+9.52VCH4
所以
(Vn)不 /(Vn)完 =100/ (100+1.88CO’湿 +1.88H2’湿
+9.52CH4’湿 )
或者
(Vn)不 干 /(Vn)完 干 =100/ (100+1.88CO’+0.88H2’ ＋
7.52CH4’)
结论：当空气供入不足，又混合均匀的情况下，燃烧产物生成量比充分燃烧时减少。
3、当 n<1,O2’≠0（混合不均匀）
这时要充分燃烧可少加入空气 4.76VO2，故：
(Vn)不 /(Vn)完 =100/ (100+1.88CO’湿 +1.88H2’湿
+9.52CH4’湿 － 4.76O2’)
或者
(Vn)不 干 /(Vn)完 干 =100/ (100+1.88CO’ +0.88H2’
＋ 7.52CH4’ － 4.76O2’)
结论：燃烧产物量的变化视 O2’大小而定。
不完全燃烧产物成分计算涉及到化学反应动力学因素和流体、传热传质等因素的影响，一般无法计算。此部分内容见书 35~38页。
处理不完全燃烧的思路：
将不完全燃烧变成完全燃烧，然后对二者进行比较，具体做法是：如果含有可燃成分，加入空气将可燃成分烧掉，如果含有氧气，将含氧的多余空气祛除。
第五章 燃烧温度
燃烧温度,燃料燃烧时所释放的热量传给气态燃烧产物，使其达到的温度称为燃料的燃烧温度。燃烧温度通过燃烧过程中的能量平衡求出。
热量来源：
燃料的热值，燃料的显热和空气的显热
Q低 +Q燃 +Q空热量支出：
热量不可能全部传给燃烧产物，有热量损失
Vnc产 t产 +Q传 +Q不 +Q分 +W
t产 =(Q低 +Q燃 +Q空 － Q传 － Q不 － Q分 － W )/Vnc产
t产 称为燃料实际燃烧温度,与多因素有关，不能简单计算出来。
假设在绝热系统中燃烧，并且完全燃烧（ Q传
=Q不 =W=0 ），得到：
t理 =(Q低 +Q燃 +Q空 － Q分 )/Vnc产
t理 称为燃料理论燃烧温度,表明燃料在某条件下能达到的最高燃烧温度，是分析炉子热工作和热工计算的一个重要指标。
进一步，如果不计分解热，得到：
t量 =(Q低 +Q燃 +Q空 )/Vnc产
t量 称为燃料量热计温度进一步，如果空气和燃料都不预热，空气消耗系数 n=1.0，得到：
t热 =Q低 /V0c产
t热 称为燃料理论发热温度,只与燃料性质有关，是评价燃料性质的一个指标。
第一节理论发热温度的计算
t热 =Q低 /V0c产
V0c产 = VCO2cCO2＋ VH2OcH2O＋ VN2cN2
c产 = (CO2’cCO2＋ H2O’cH2O＋ N2’cN2)/100
联立方程求解
c=A1＋ A2t＋ A3t2
0QtAVtAVtAV 低3热1ii2热2ii热1ii
内插值近似法
h=Q低 /V0=c产 t热
=CO2’%cCO2t热 ＋ H2O’%cH2Ot热 ＋ N2’%cN2t热
=CO2’%hCO2＋ H2O’%hH2O＋ N2’%hN2
计算步骤：
1、计算 h=Q低 /V0,CO2’%,H2O’%,N2’%
2、假设理论发热温度为 t’，查 附表 7a计算 h’,如果
h’<h，重新假设；
3、假设理论发热温度为 t”>t’,计算 h”,直到 h”>h；
4、内差求 t热 （ p41公式 5-7）
第二节理论燃烧温度的计算
t理 =(Q低 +Q燃 +Q空 － Q分 )/Vnc产
CO2?CO＋ 0.5O2－ 12600（ kJ·m-3·℃ -1）
H2O?H2＋ 0.5O2－ 10800（ kJ·m-3·℃ -1）
Q分 =12600VCO+10800VH2
温度越高，分解越强；压力越高，分解越弱；在工业炉领域只有温度高于 1800℃
才估计分解热分解使燃烧产物量和成分发生变化，使计算复杂，必须近似处理，以简化计算。
温度 比热产物量和成分分解程度
1、忽略热分解引起的 Vnc产 的变化；
2、分解热按分解度的近似值计算；
Q分 =12600fCO2(VCO2)未 ＋ 10800fH2O(VH2O)未
3、燃烧产物的比热按近似比热计算；
Vnc产 =V0c产 ＋（ Ln－ L0） c空
4、确定比热和分解度所依据的温度，可依经验估计。
空0n产0
分燃空低理 cLLcV
QQQQ
t
例题一
烟煤成分为：
Cr Hr Or Nr Sr Ag Wy
85.32 4.56 4.07 1.80 4.25 7.78 3.00
求燃料发热量，理论空气需要量，燃烧产物生成量，燃烧产物成分、密度和燃料发热温度（忽略空气中的水分）。
解：首先成分换算为应用成分：
Ay=Ag(100－ Wy)/100=7.55
Hy=Hr(100－ Ay－ Wy)/100=4.08
Oy=3.64
Ny=1.61
Sy=3.80
Cy=76.32
Cy＋ Hy＋ Oy＋ Ny＋ Sy＋ Ay＋ Wy=100
正确！
1）燃料发热量
Q高 y=4.187[81C+300H+26(S－ O)]
=31024(kJ·kg-1)
Q低 y= Q高 y－ 25.12(9H+W)
=30031(kJ·kg-1)
2）理论空气需要量
L0=(8Cy/3+8Hy+Sy－ Oy)/100/22.4× 32/0.21
=7.88(m3·kg-1)
3）理论燃烧产物生成量
VCO2=Cy/12× 22.4/100=1.43(m3·kg-1)
VSO2=Sy/32× 22.4/100=0.03(m3·kg-1)
VH2O=(Hy/2 +Wy/18) × 22.4/100
=0.50(m3·kg-1)
VN2=Ny/12× 22.4/100+0.79L0
=6.25(m3·kg-1)
V0=8.21(m3·kg-1)
4）理论燃烧产物的成分与密度
CO2’%=VCO2/V0× 100%=17.42%
SO2’%=VSO2/V0× 100%=0.37%
H2O’%=VH2O/V0× 100%=6.09%
N2’%=VN2/V0× 100%=76.12%
=100%
=(44× CO2’%＋ 64× SO2’%＋ 18× H2O’%
＋ 28× N2’%)/22.4
=1.35(kg·m-3)
5）燃烧发热温度（内插值近似法）
h=Q低 y/V0=3658(kJ·m-3)
设 t’=2100℃,此时燃烧产物的热焓量
h’=CO2’%hCO2＋ SO2’%hSO2＋ H2O’%hH2O＋
N2’%hN2
=3557.4(kJ·m-3)<h
设 t”=2200℃,此时燃烧产物的热焓量
h”=CO2’%hCO2＋ SO2’%hSO2＋ H2O’%hH2O＋
N2’%hN2
=3746.4(kJ·m-3)>h
t热 =(h－ h’)(t” － t’)/(h” － h’) ＋ t’
=2153(℃ )
第三节影响理论燃烧温度的因素
t理 =(Q低 +Q燃 +Q空 － Q分 )/Vnc产
燃料的发热量
Q低 越大,t理 越高，也不尽然。
空气消耗系数
n≥1的情况下,n越大,t理 越低所以在保证完全燃烧的情况下，尽量减小空气消耗系数 n。
空气和煤气的预热温度空气和煤气的预热温度越高,t理 越高；
对发热量高的燃料比发热量低的燃料效果显著；
对发热量高的煤气，预热空气比预热煤气
（相同温度）的效果更大。
由于预热空气或煤气的热量是烟气余热，
故从经济的角度看，这种方法更为合理。
空气的富氧程度空气的富氧程度越高，理论燃烧温度越高，
因为燃烧产物生成量减少了。
实践表明富氧浓度在 30%以下时，富氧空气对燃烧温度的提高效果明显，再提高富氧浓度，效果就越来越不明显了。
实际燃烧温度的计算
t产 =t理 × η
η— 炉温系数，经验值第六章空气消耗系数及不完全燃烧热损失的检测计算烟气成分用烟气成分分析仪测定，按工作原理分为两类：
1、化学式的，利用化学药品分别吸收烟气中各种组分，分别测定其含量，如奥氏
（ Orsat）气体分析仪。
2、物理式的，利用各种气体物理特性的不同，从而测定烟气组分及其含量。如二氧化碳气体分析仪。
奥氏气体分析仪的一般分析
1、氢氧化钾溶液吸收烟气中的 CO2+SO2
CO2+2KOH=K2CO3+H2O
SO2+2KOH=K2SO3+H2O
2、焦性没食子酸（ C6H3(OH)3）的碱溶液吸收烟气中的 O2（也可吸收 RO2）
4C6H3(OH)3+O2=2[(OH)3C6H2- C6H2(OH)3]+H20
3、氯化亚铜的氨溶液 Cu(NH3)2Cl可以吸收烟气中的 CO（也可吸收 O2）
Cu(NH3)2Cl+2CO= Cu(CO)2Cl+2NH3
第一节燃烧产物气体成分的测定和验证为什么要对烟气成分进行分析？
1、空气一般不计量，检验空气消耗系数；
2、检测完全燃烧情况，燃烧组织的好坏；
所以再进行燃烧过程的检测计算之前，必须先获得准确的燃烧产物成分的实测数据。那么，如何判断气体分析的结果是否准确？下面推导燃料和燃烧产物之间的关系式，以验证气体成分分析的正确性。
设 VRO2表示完全燃烧产物中的 RO2的数量，
V0干 表示干理论燃烧产物生成量，则燃烧产物中 RO2的最大理论含量（干成分 %）
为：
RO’2，大 =100× VRO2/V0干
V0干 =VRO2+VN2
同时
β1
21
RO,大2
’
式中 β为燃料特性系数，只取决于燃料成分，再空气中燃烧时计算式见 P51公式
（ 6-3）（ 6-4）
β的计算方法必须掌握。
能否根据燃烧产物成分计算 RO’2，大？
β1
21
7,5 2 C H0,8 8 H1,8 8 C O4,7 6 O100
CHCORO100
RO
422
42
2
’’’’
）’’’（
’
，大整理得：
(1+β)RO’2+(0.605+β)CO’+O’2-0.185H’2 -
(0.58-β)CH’4=21
该式称为,气体分析方程,。
根据气体分析方程，就可验证燃烧产物气体分析的正确性。
%5%100
21
X
X
第二节空气消耗系数的检测计算正常生产的炉子由于吸气和漏气的影响，
要按照烟气成分计算实际空气消耗系数。
按氧平衡原理计算 n值
n=Ln/L0
=LnO2/L0O2
=(L0O2+LΔO2)/L0O2
K=L0O2/VRO2
按氮平衡原理计算 n值
42
42242
CHCOROK
CH2CO5.00,5 HOCHCOROKn
'''
'''''''
n N 2
N2
N2n N 2n N 2
0 N 2n N 2
0n
L
L
1
1
)L/ ( LL
/LL
/LLn
最后得到公式 6-26
对于气体燃料,N燃 =N2湿对于固液燃料,N燃 =22.4× Ny/28
100/CH2CO5.00,5 HOV2179L 422干nΔ N 2 ''''
%N%NVL 燃2干nn N 2 '
42
R O 2干
n CHCORO
V100V
’’’
第三节不完全燃烧热损失的检测计算
定义：不完全燃烧热损失，表示为单位
（质量或体积）燃料燃烧时，燃烧产物中因存在可燃成分而含有的化学热占燃料发热量的百分数，即：
42产低产n
化
358 C H108H126 C OQ
100%
Q
QV
q
’’’
干
最后得到公式 6-35
42
，大2
干
0
干
n
0
低
CHCORO
RO
V
V
h
V
Q
’’’
’
干
P
例题二
某一气体燃料的组成成分：
H2+CO+CnHm+H2S+O2+CO2+N2=100,
由实验测定其干烟气组成为：
CO2’+SO2’+CO’+CH4’+N2’+O2’+H2’=100
试证明其干烟气量为
Vn干 =[CO+nCnHm+H2S+CO2]/[RO2’
+CO’+CH4’]
证明：燃料中 C元素物质量为,①
(CO+nCnHm+CO2)/(22.4× 100) kmol
燃料中 S元素物质量为,②
H2S/(22.4× 100) kmol
烟气中 C元素物质量为,③
Vn干 (CO’+ CO2’+CH4’) /(22.4× 100) kmol
烟气中 S元素物质量为,④
Vn干 × SO2’ /(22.4× 100) kmol
① +② =③ +④ 整理得：
课堂练习二
题目条件同上题，试证明其空气消耗系数为：
干
n
2
4222
422
V
N
C H 'H'C O 'O'R O '100
C H '0,5H '0,5C O 'O'79
21
21
n
例题三
已知天然气成分 CH4— 96.35,C2H4— 0.41,CO—
0.10,H2— 0.47,CO2— 0.21,N2— 2.46(水分忽略不计 )，在不同燃烧条件下测得两组烟气成分
（ %），求
1） K,β,RO’2,大,P
2）验证两组烟气分析值得精确性；
3）计算两种条件下得空气消耗系数和不完全燃烧热损失。
CO’2 O’2 H’2 CH’4 N’2 CO’
1组 8.00 7.00 0.55 0.00 84.35 0.10
2组 8.05 0.70 4.40 0.60 81.75 4.50
解,1)
)/m(m94.1
100
1
H3CCH2H
2
1
CO
2
1
L
33
42420 O 2
)/m9 7 ( m.0
1 0 0
1H2CCHCOCOV
33
42422
RO
)/m8,3 2 ( m
1 0 0
1NL
21
79VV
33
20 O 2R O 2
干
0
)3 4 7 9 9 ( k J / m
100
1H14100C8 5 5 0 C H2580H3 0 4 6 C O4,1 8 7Q
3
4242低
K=L0O2/VRO2=2.0
RO’2,大 =100× VRO2/V0干 =11.7
β=(21－ RO’2,大 )/RO’2,大 =0.79
P=Q低 /V0干 =4183(kJ/m3)
2)将各烟气成分和 β值带入气体分析方程第一组,(1+β)RO’2+(0.605+β)CO’+O’2-
0.185H’2 -(0.58-β)CH’4=21.3
分析误差为,(21.3-21)/21.3× 100%=1.4%
第二组,(1+β)RO’2+(0.605+β)CO’+O’2-
0.185H’2 -(0.58-β)CH’4=20.7
分析误差为,(21-20.7)/20.7× 100%=1.45%
在工程允许误差范围之内。
3)用氧平衡计算空气消耗系数第一组,n1=1.41
第二组,n2=0.81
4)求化学不完全燃烧热损失
%7.26q
%5.2
C H 'C O 'R O '
3 5 8 C H '1 0 8 H '1 2 6 C O '
P
R O '
q
2化
42
42大2,
1化
练习三
天然气在纯氧中燃烧，烟气成分为 (%)：
求氧气消耗系数。
CO’2 CO’ O’2 H’2 CH’4
25.0 24.0 0.5 49.0 1.5
本篇实验
气体成分分析（ 4小时）
学习使用奥氏气体分析仪检测烟气成分
（包括化学试剂的配制），并验证分析结果的正确性。
本篇学习要点
基本概念 L0O2,L0,n,Vn,V0,t 理,t热,
RO’2,大,β,K,P,q化
基本思路：不完全燃烧问题的转化，理论燃烧温度的计算、气体分析方程、空气消耗系数的氧平衡和氮平衡算法；
本章公式多，概念多要求熟练掌握，学习方法是多看例题，多练习，力求理解。
