炼焦工艺 教学课件 作者 王晓琴 主编 唐福生 主审第08章.ppt

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1、炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定第八章炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定第一节炼焦炉加热用煤气第二节煤气的燃烧第三节燃烧计算第四节焦炉的热平衡及热工评定炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定第一节炼焦炉加热用煤气一、几种煤气的组成焦炉加热用的气体燃料主要是焦炉煤气和高炉煤气，某些厂也采用发生炉煤气。这些煤气的大致组成如表8-1。表8-1几种煤气的组成名称组成(体积分数)/％低发热值/kJ／m3H2CH4COCmHnC02N202其它焦炉煤气高炉煤气发生炉煤气55～601.5～3.05～923～270.2～0.5―5～826～3032～332～4――1.5～3.09～120.5～1.53～755～

2、6064～660.3～0.80.2～0.4―灰灰灰17167～188423810～43964145～4313炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定国内在焦炉设计中，为统一热工计算数据，根据我国情况，焦炉煤气和高炉煤气的组成采用表8-2的数据，便于前后对照，本书也以表8-2中的数据作为讨论内容的实例。煤气中的H2、CH4、CO和不饱和烃(主要是C2H4)为可燃成分。由表列数据可知,焦炉煤气的可燃成分在90％以上，主要是H2和CH4，高炉煤气和发生炉煤气中含有大量的N2，可燃成分仅占30％左右，主要是CO。煤气组成是决定煤气燃烧特性的基本因素，各种煤气组成因原料的性质、设备和操作条件的不同

3、而异。名称组成(体积分数)/％低发热值/kJ／m3H2CH4COCmHnCON202焦炉煤气59.525.562.22.44.00.417920高炉煤气大型高炉中型高炉1.52.70.20.226.828.0――13.911.057.257.80.40.336433927表8-2焦炉热工计算用煤气组成炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定通常煤气中总含有一定量的饱和水蒸汽，故湿煤气的组成可按干煤气的组成和不同温度下煤气(空气)中饱和水蒸汽的含量用表8-3进行换算。如焦炉煤气的饱和温度为20℃，由表8-3查得1m3干煤气在20oC时的饱和水蒸汽含量为0.0235m3／m3，则湿煤气中组分

4、的含量以氢为例可换算如下：由此方法将表8-2干煤气组成换算成表8-4湿煤气组成。炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定表8-4湿煤气组成名称组成(体积分数)/％饱和温度/OCH2CH4COCmHnC02N202H20焦炉煤气高炉煤气Q低=3643kJ/m3高炉煤气Q低=3927kJ/m358.11.442.5824.90.190.195.8625.6326.782.15――2.3513.2910.523.954.7155.280.390.380.292.304.184.18203030二、煤气的发热值气体燃料的发热值是指单位体积的气体完全燃烧时所放出的热量(

5、kg／m3)。燃烧产物中水的状态不同时，发热值有高低之分。燃烧产物中水蒸汽冷凝，呈0℃液态水时的发热值称为高发热值(Q高)，燃烧产物中水呈汽态时的发热值称为低发热值(Q低)。实际燃烧时，不论在何种热工设备中进行，燃烧时废气的温度都较高，水蒸汽不可能冷凝，所以有实际意义的是低发热值。各种气体燃料的发热值可用仪器直接测定，也可以根据其组成按加和法进行计算。炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定煤气中各可燃成分的低发热值(kJ／m3)为：CO—12728；H2—10844；C2H4—35840；CmHn—71179。按表8-2中焦炉煤气的组成及上述数据，可计算焦炉煤气的低发热值：==1792

6、0kJ/m3由于焦炉煤气可燃成分多，且含有大量发热值高的CH4，其发热值约为高炉煤气的4倍。炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定三、煤气的密度煤气的密度是指每立方米煤气的质量，记为ρ(kg／m3)，每m3煤气在标准状态下的密度则记为ρ0。它和其它混合气体一样，可以根据组成按加和法计算。按表8-2所列焦炉煤气的组成计算其密度为：ρO==0.451kg／m3式中2、16、28…——分别为H2、CH4、CO…的分子量，CmHn中按80％的C2H4和20％C6H6计算。饱和温度为20oC时的湿焦炉煤气的密度为：=0.459kg/m3炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定同理可以计算出：Q低=3644k

7、J／m3的高炉煤气密度为1.337kg／m3，饱和温度为30℃时该湿高炉煤气的密度为1.308kg／m3，Q低=3927kJ／m3的高炉煤气密度为1.297kg／m3，饱和温度为30oC时，该湿高炉煤气的密度为1.275kg／m3。由于焦炉煤气含氢量高，故其密度比高炉煤气小得多，且比水汽的密度还小，干高炉煤气的密度比湿高炉煤气密度略小，而焦炉煤气则相反。炼焦炉内煤气的燃烧及热工评定四、煤气的燃烧特性焦炉煤气可燃成分浓度大，发热值高，提供一定热量所需煤气量少，理论燃烧温度高。由于H2占50％以上，因此燃烧