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燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)(元素分析、成分分析)

  2017-03-09        

1.  燃料的元素分析成分:C、H、O、N、S、A、M

碳(C)

燃料中主要的可燃成分。1kg碳完全燃燒時可釋放33900kJ的熱量。含碳量高的煤,發(fā)熱量也高。但碳的著火點(diǎn)也高,所以含碳量高的煤著火和燃燒均較困難。煤的含碳量隨地質(zhì)年代增長而增加。煤的含碳量約為可燃成分總量的30~90%之間。

氫(H)

燃料中重要的可燃成分。 1kg氫完全燃燒時可釋放125600kJ的熱量。氫極易著火燃燒,含氫量高的燃料,不僅發(fā)熱量高,而且容易著火燃燒。煤中氫的含量只有2~4%左右。地質(zhì)年代愈久的煤,含氫量愈少。

硫(S)

固體燃料中的硫包括三種形態(tài),即有機(jī)硫、硫化鐵硫和硫酸鹽硫。前兩種硫能參加燃燒,稱為可燃硫,后一種硫不參加燃燒,算在灰分中。可燃硫雖然能夠燃燒,但其放熱量很少,僅為9050kJ/kg。硫的燃燒產(chǎn)物二氧化硫和三氧化硫氣體部分愈煙氣中的水蒸氣結(jié)合生成亞硫酸及硫酸,會對鍋爐低溫受熱面產(chǎn)生腐蝕,另一部分隨煙氣排入大氣中,會污染環(huán)境。所以燃料中的硫是一種有害成分。

氧(O)和氮(N)

燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃成分相對減少,使燃燒放出的熱量降低。氧的含量隨燃料地質(zhì)年代的增長而降低,氧在無煙煤中僅有1~3%,在泥煤中最高可達(dá)35%。氮是一種有害元素。煤燃燒時,部分氮與氧化合生成有害氣體,污染大氣。氮在煤中的含量占可燃成分的0.5~2.5%。

水分(M)

燃料中的主要雜質(zhì)。由于它的存在,不僅使燃料中可燃元素相對減少,發(fā)熱量降低,而且燃料燃燒時水分汽化還要吸收熱量,使?fàn)t膛溫度降低,燃燒著火困難,排煙帶走的熱損失增加,同時還可能加劇尾部低溫受熱面的低溫腐蝕和堵灰。煤中的水分由外水分和內(nèi)水分兩部分組成。內(nèi)水分是凝聚或吸附在煤炭內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分,也稱固有水分。內(nèi)水分要將煤加熱到105℃左右并持續(xù)一段時間才能除去。外水分是煤炭在開采、貯運(yùn)過程中受外界影響而吸附或凝聚在煤炭顆粒表面的水分,它可以通過自然干燥除去。

灰分(A)

灰分是燃料中不可燃的固體礦物雜質(zhì)。它不僅使固體燃料的發(fā)熱量降低,燃燒困難,而且增加運(yùn)煤、出灰的工作量和運(yùn)輸費(fèi)用。此外,灰分中一部分飛灰在鍋爐中隨煙氣流動,造成受熱面和引風(fēng)機(jī)磨損,排入大氣污染環(huán)境。若灰的熔點(diǎn)過低,會造成爐排和受熱面結(jié)渣,影響傳熱和正常燃燒。固體燃料中灰分含量變化很大,一般為5~50%。液體燃料中灰分很少,在0.1%以下。氣體燃料基本不含灰分。

2.  燃料成分分析基準(zhǔn)

固體燃料和液體燃料的組成成分均用質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示:

C + H + O+ N + S + M + A = 100%

四種分析基:收到基、空氣干燥基、干燥基、干燥無灰基

收到基

用準(zhǔn)備燃燒的燃料成分總量為基準(zhǔn)進(jìn)行分析得出的各種成分,稱為收到基成分(舊標(biāo)準(zhǔn)稱為應(yīng)用基成分)。其組成為:

Car + Har+ Oar + Nar + Sar + Mar + Aar = 100 %

空氣干燥基

用經(jīng)自然風(fēng)干除去水分的燃料成分總量為基準(zhǔn)進(jìn)行分析得出的成分,稱為空氣干燥基成分(舊標(biāo)準(zhǔn)為分析基),其組成為:

Cad + Had+ Oad + Nad + Sad + Mad + Aad = 100 %

干燥基

以烘干除去全部水分的燃料成分總量為基準(zhǔn)分析得出的各種成分稱為干燥基成分,其組成為:

Cd + Hd + Od + Nd + Sd + Ad = 100 %

干燥無灰基

以除去水分和灰分的燃料成分總量為基準(zhǔn)分析得出的成分稱為干燥無灰基成分(舊標(biāo)準(zhǔn)為可燃基),其組成為:

Cdaf +Hdaf + Odaf + Ndaf + Sdaf = 100 %

干燥無灰基因無水、無灰,故其剩下的成分便不受水分、灰分的影響,是表示C、H、O、N、S成分百分?jǐn)?shù)最穩(wěn)定的基準(zhǔn),可作為燃料分類的依據(jù)。

所用的基準(zhǔn)不同,同一種燃料的同一成分的百分含量結(jié)果是不一樣的。燃料的各種基準(zhǔn)之間可以互相換算。

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