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    燃料的化學成分及其性質(元素分析、成分分析)

    發布時間:2017-12-13

     

    燃料的化學成分及其性質(元素分析、成分分析)



    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,發熱量也高。但碳的着火點也高,所以含碳量高的煤着火和燃燒均較困難。煤的含碳量随地質年代增長而增加。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。氫極易着火燃燒,含氫量高的燃料,不僅發熱量高,而且容易着火燃燒。煤中氫的含量隻有2~4%左右。地質年代愈久的煤,含氫量愈少。


    硫(S)

    固體燃料中的硫包括三種形态,即有機硫、硫化鐵硫和硫酸鹽硫。前兩種硫能參加燃燒,稱為可燃硫,後一種硫不參加燃燒,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。硫的燃燒産物二氧化硫和三氧化硫氣體部分愈煙氣中的水蒸氣結合生成亞硫酸及硫酸,會對鍋爐低溫受熱面産生腐蝕,另一部分随煙氣排入大氣中,會污染環境。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。氧的含量随燃料地質年代的增長而降低,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。由于它的存在,不僅使燃料中可燃元素相對減少,發熱量降低,而且燃料燃燒時水分汽化還要吸收熱量,使爐膛溫度降低,燃燒着火困難,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内水分兩部分組成。内水分是凝聚或吸附在煤炭内部毛細孔中的水分,也稱固有水分。内水分要将煤加熱到105℃左右并持續一段時間才能除去。外水分是煤炭在開采、貯運過程中受外界影響而吸附或凝聚在煤炭顆粒表面的水分,它可以通過自然幹燥除去。


    灰分(A)

    灰分是燃料中不可燃的固體礦物雜質。它不僅使固體燃料的發熱量降低,燃燒困難,而且增加運煤、出灰的工作量和運輸費用。此外,灰分中一部分飛灰在鍋爐中随煙氣流動,造成受熱面和引風機磨損,排入大氣污染環境。若灰的熔點過低,會造成爐排和受熱面結渣,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

    固體燃料和液體燃料的組成成分均用質量分數來表示:

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

    四種分析基:收到基、空氣幹燥基、幹燥基、幹燥無灰基


    收到基

    用準備燃燒的燃料成分總量為基準進行分析得出的各種成分,稱為收到基成分(舊标準稱為應用基成分)。其組成為:

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


    空氣幹燥基

    用經自然風幹除去水分的燃料成分總量為基準進行分析得出的成分,稱為空氣幹燥基成分(舊标準為分析基),其組成為:

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


    幹燥基

    以烘幹除去全部水分的燃料成分總量為基準分析得出的各種成分稱為幹燥基成分,其組成為:

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


    幹燥無灰基

    以除去水分和灰分的燃料成分總量為基準分析得出的成分稱為幹燥無灰基成分(舊标準為可燃基),其組成為:

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

    幹燥無灰基因無水、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成分百分數最穩定的基準,可作為燃料分類的依據。

     

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