1、 煤气的燃烧反应
煤气燃烧是煤气中各个组分气体剧烈的氧化反应,同时都放出大量热能。如下所述: 2CO+O2=2CO2 大分子的燃烧,不是一次完成的,而是有阶段的,存在一些中间产物,逐次分解,分布燃烧,而小分子的燃烧就会快一些。气体燃料的正常燃烧,必须同时具备以下三个条件,缺乏其中任何一个条件都会熄火:
(1)有可燃物质即有煤气的连续供应。
(2)充分供应助燃的空气或氧气。
(3)达到煤气的燃点温度以上。 焦炉煤气的燃点是 530℃,高炉煤气的燃点是 700℃,发生炉煤气的燃点是 550℃,转炉煤气的燃点是 520℃。燃点是煤气稳定持续燃烧的最低温度,如发生闪火时的闪点不一样,燃点比闪点温度高,煤气成分波动时燃点也有波动。
2.煤气的发热值:单位体积的煤气,完全燃烧时产生的热量叫做煤气的发热值,这是煤气作为燃料使用的最重要的性能指标,反映了煤气供热能力的大小和燃烧温度的高低。
含氢燃料燃烧时,生成的水如果以液态存在则水蒸汽放出了气化潜热,测出煤气发热值较高, 叫煤气高位发热值,也叫总发热值,如果燃烧后的废气温度高,在水蒸汽冷凝温度以上,水蒸汽仍以气态存在,水蒸汽的气化潜热不能放出,则测出了煤气发热值较低,叫煤气的低位发热值,也叫真发热值。
通常在工业条件下的煤气发热值都是低位发热值,用 Hj 表示。 燃烧需要的空气量 单位体积 (1Nm ³)煤气完全燃烧时所需要的最低空气量叫理论空气量,这时空气中的氧气完全燃烧。但在在实际燃烧时,仅用理论空气量达到完全燃烧几乎是不可能的。需要更多一点空气量,这是因为仅有理论空气量要与煤气充分接触是有困难的,必须送入过量的空气才能达到完全燃烧,这种过量的空气叫做过剩空气,适当的过剩空气随煤气热值、燃烧装置、操作条件等因素而不同。
实际使用的空气量 A,与理论空气量 A0 之比,称为空气过剩系数 m0,关系式为:m=A/A0 或 A = m A0 煤气比固体燃料和液体燃料更容易与空气混合,因此过剩空气系数较小,煤气热值不同时需要的助燃空气量也有区别。因此,煤气用户在煤气热值改变时要配合改变助燃空气量,才能完全燃烧达到最佳的燃烧效果。
3. 燃烧生成的废气量
煤气燃烧生成的废气,要及时全部抽走,才能保证炉窑内的负压,保证空气和煤气的引入,使燃烧正常进行。 不同热值的煤气,废气生成量不同。 根据公式计算,高炉煤气完全燃烧后的废气量约为原来煤气的 1.7 倍,焦炉煤气完全燃烧后的废气量约为原来的 5.6 倍。 因此,煤气用户要保持炉窑内的负压,清理烟道内的残留物,开足烟道闸板,使废气及时全部排,测定废气中的可燃烧物和氧含量,根据废弃含氧量自动调整煤气混合燃烧比例,达到最佳状态。
4. 煤气燃烧温度:
燃料燃烧生成产物的温度,主要取决于煤气的发热值, 假定 0℃的煤气用 0℃的理论空气完全燃烧, 而且不向外界供热时所能达到的最高温度,称为理论燃烧温度,它可以比较不同煤气的热值价值和适用范围。
5. 高炉煤气理论燃烧温度:1310℃ 焦炉煤气理论燃烧温度:2140℃ 实际上燃料燃烧时,不可能不向工件供热,也不可能没有热损失,所以实际燃烧温度总比理论燃烧温度低得多。由于过剩空气的加入,温度更低,由于计算十分复杂,通常认为高炉煤气不预热时可以达到 800℃的燃烧温度,发生炉煤气不预热时可以达到 1200℃的燃烧温度,焦炉煤气达到 1400℃。
7.煤气工况的调节和节能
煤气供应条件不是一成不变的,工业炉窑的工况也在变化,生产条件也在变化,因此煤气用户要加强煤气的调节,适应生产条件的变化:
(1) 观察火焰长度来调节烧嘴煤气压力;
(2) 根据煤气热值来调节助燃空气配比;
(3) 根据炉温来调节煤气流量等。
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