1、 煤氣的燃燒反應(yīng)
煤氣燃燒是煤氣中各個(gè)組分氣體劇烈的氧化反應(yīng),同時(shí)都放出大量熱能。如下所述: 2CO+O2=2CO2 大分子的燃燒,不是一次完成的,而是有階段的,存在一些中間產(chǎn)物,逐次分解,分布燃燒,而小分子的燃燒就會(huì)快一些。氣體燃料的正常燃燒,必須同時(shí)具備以下三個(gè)條件,缺乏其中任何一個(gè)條件都會(huì)熄火:
(1)有可燃物質(zhì)即有煤氣的連續(xù)供應(yīng)。
(2)充分供應(yīng)助燃的空氣或氧氣。
(3)達(dá)到煤氣的燃點(diǎn)溫度以上。 焦?fàn)t煤氣的燃點(diǎn)是 530℃,高爐煤氣的燃點(diǎn)是 700℃,發(fā)生爐煤氣的燃點(diǎn)是 550℃,轉(zhuǎn)爐煤氣的燃點(diǎn)是 520℃。燃點(diǎn)是煤氣穩(wěn)定持續(xù)燃燒的最低溫度,如發(fā)生閃火時(shí)的閃點(diǎn)不一樣,燃點(diǎn)比閃點(diǎn)溫度高,煤氣成分波動(dòng)時(shí)燃點(diǎn)也有波動(dòng)。
2.煤氣的發(fā)熱值:單位體積的煤氣,完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量叫做煤氣的發(fā)熱值,這是煤氣作為燃料使用的最重要的性能指標(biāo),反映了煤氣供熱能力的大小和燃燒溫度的高低。
含氫燃料燃燒時(shí),生成的水如果以液態(tài)存在則水蒸汽放出了氣化潛熱,測(cè)出煤氣發(fā)熱值較高, 叫煤氣高位發(fā)熱值,也叫總發(fā)熱值,如果燃燒后的廢氣溫度高,在水蒸汽冷凝溫度以上,水蒸汽仍以氣態(tài)存在,水蒸汽的氣化潛熱不能放出,則測(cè)出了煤氣發(fā)熱值較低,叫煤氣的低位發(fā)熱值,也叫真發(fā)熱值。
通常在工業(yè)條件下的煤氣發(fā)熱值都是低位發(fā)熱值,用 Hj 表示。 燃燒需要的空氣量 單位體積 (1Nm ³)煤氣完全燃燒時(shí)所需要的最低空氣量叫理論空氣量,這時(shí)空氣中的氧氣完全燃燒。但在在實(shí)際燃燒時(shí),僅用理論空氣量達(dá)到完全燃燒幾乎是不可能的。需要更多一點(diǎn)空氣量,這是因?yàn)閮H有理論空氣量要與煤氣充分接觸是有困難的,必須送入過量的空氣才能達(dá)到完全燃燒,這種過量的空氣叫做過剩空氣,適當(dāng)?shù)倪^剩空氣隨煤氣熱值、燃燒裝置、操作條件等因素而不同。
實(shí)際使用的空氣量 A,與理論空氣量 A0 之比,稱為空氣過剩系數(shù) m0,關(guān)系式為:m=A/A0 或 A = m A0 煤氣比固體燃料和液體燃料更容易與空氣混合,因此過剩空氣系數(shù)較小,煤氣熱值不同時(shí)需要的助燃空氣量也有區(qū)別。因此,煤氣用戶在煤氣熱值改變時(shí)要配合改變助燃空氣量,才能完全燃燒達(dá)到最佳的燃燒效果。
3. 燃燒生成的廢氣量
煤氣燃燒生成的廢氣,要及時(shí)全部抽走,才能保證爐窯內(nèi)的負(fù)壓,保證空氣和煤氣的引入,使燃燒正常進(jìn)行。 不同熱值的煤氣,廢氣生成量不同。 根據(jù)公式計(jì)算,高爐煤氣完全燃燒后的廢氣量約為原來煤氣的 1.7 倍,焦?fàn)t煤氣完全燃燒后的廢氣量約為原來的 5.6 倍。 因此,煤氣用戶要保持爐窯內(nèi)的負(fù)壓,清理煙道內(nèi)的殘留物,開足煙道閘板,使廢氣及時(shí)全部排,測(cè)定廢氣中的可燃燒物和氧含量,根據(jù)廢棄含氧量自動(dòng)調(diào)整煤氣混合燃燒比例,達(dá)到最佳狀態(tài)。
4. 煤氣燃燒溫度:
燃料燃燒生成產(chǎn)物的溫度,主要取決于煤氣的發(fā)熱值, 假定 0℃的煤氣用 0℃的理論空氣完全燃燒, 而且不向外界供熱時(shí)所能達(dá)到的最高溫度,稱為理論燃燒溫度,它可以比較不同煤氣的熱值價(jià)值和適用范圍。
5. 高爐煤氣理論燃燒溫度:1310℃ 焦?fàn)t煤氣理論燃燒溫度:2140℃ 實(shí)際上燃料燃燒時(shí),不可能不向工件供熱,也不可能沒有熱損失,所以實(shí)際燃燒溫度總比理論燃燒溫度低得多。由于過剩空氣的加入,溫度更低,由于計(jì)算十分復(fù)雜,通常認(rèn)為高爐煤氣不預(yù)熱時(shí)可以達(dá)到 800℃的燃燒溫度,發(fā)生爐煤氣不預(yù)熱時(shí)可以達(dá)到 1200℃的燃燒溫度,焦?fàn)t煤氣達(dá)到 1400℃。
7.煤氣工況的調(diào)節(jié)和節(jié)能
煤氣供應(yīng)條件不是一成不變的,工業(yè)爐窯的工況也在變化,生產(chǎn)條件也在變化,因此煤氣用戶要加強(qiáng)煤氣的調(diào)節(jié),適應(yīng)生產(chǎn)條件的變化:
(1) 觀察火焰長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)燒嘴煤氣壓力;
(2) 根據(jù)煤氣熱值來調(diào)節(jié)助燃空氣配比;
(3) 根據(jù)爐溫來調(diào)節(jié)煤氣流量等。
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