1、 煤氣的燃燒反應
煤氣燃燒是煤氣中各個組分氣體劇烈的氧化反應,同時都放出大量熱能。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,存在一些中間產物,逐次分解,分布燃燒,而小分子的燃燒就會快一些。氣體燃料的正常燃燒,必須同時具備以下三個條件,缺乏其中任何一個條件都會熄火:
(1)有可燃物質即有煤氣的連續供應。
(2)充分供應助燃的空氣或氧氣。
(3)達到煤氣的燃點溫度以上。 焦爐煤氣的燃點是 530℃,高爐煤氣的燃點是 700℃,發生爐煤氣的燃點是 550℃,轉爐煤氣的燃點是 520℃。燃點是煤氣穩定持續燃燒的最低溫度,如發生閃火時的閃點不一樣,燃點比閃點溫度高,煤氣成分波動時燃點也有波動。
2.煤氣的發熱值:單位體積的煤氣,完全燃燒時產生的熱量叫做煤氣的發熱值,這是煤氣作為燃料使用的最重要的性能指標,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,生成的水如果以液態存在則水蒸汽放出了氣化潛熱,測出煤氣發熱值較高, 叫煤氣高位發熱值,也叫總發熱值,如果燃燒后的廢氣溫度高,在水蒸汽冷凝溫度以上,水蒸汽仍以氣態存在,水蒸汽的氣化潛熱不能放出,則測出了煤氣發熱值較低,叫煤氣的低位發熱值,也叫真發熱值。
通常在工業條件下的煤氣發熱值都是低位發熱值,用 Hj 表示。 燃燒需要的空氣量 單位體積 (1Nm ³)煤氣完全燃燒時所需要的最低空氣量叫理論空氣量,這時空氣中的氧氣完全燃燒。但在在實際燃燒時,僅用理論空氣量達到完全燃燒幾乎是不可能的。需要更多一點空氣量,這是因為僅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到完全燃燒,這種過量的空氣叫做過剩空氣,適當的過剩空氣隨煤氣熱值、燃燒裝置、操作條件等因素而不同。
實際使用的空氣量 A,與理論空氣量 A0 之比,稱為空氣過剩系數 m0,關系式為: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,因此過剩空氣系數較小,煤氣熱值不同時需要的助燃空氣量也有區別。因此,煤氣用戶在煤氣熱值改變時要配合改變助燃空氣量,才能完全燃燒達到最佳的燃燒效果。
3. 燃燒生成的廢氣量
煤氣燃燒生成的廢氣,要及時全部抽走,才能保證爐窯內的負壓,保證空氣和煤氣的引入,使燃燒正常進行。 不同熱值的煤氣,廢氣生成量不同。 根據公式計算,高爐煤氣完全燃燒后的廢氣量約為原來煤氣的 1.7 倍,焦爐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的負壓,清理煙道內的殘留物,開足煙道閘板,使廢氣及時全部排,測定廢氣中的可燃燒物和氧含量,根據廢棄含氧量自動調整煤氣混合燃燒比例,達到最佳狀態。
4. 煤氣燃燒溫度:
燃料燃燒生成產物的溫度,主要取決于煤氣的發熱值, 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所能達到的最高溫度,稱為理論燃燒溫度,它可以比較不同煤氣的熱值價值和適用范圍。
5. 高爐煤氣理論燃燒溫度:1310℃ 焦爐煤氣理論燃燒溫度:2140℃ 實際上燃料燃燒時,不可能不向工件供熱,也不可能沒有熱損失,所以實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,由于計算十分復雜,通常認為高爐煤氣不預熱時可以達到 800℃的燃燒溫度,發生爐煤氣不預熱時可以達到 1200℃的燃燒溫度,焦爐煤氣達到 1400℃。
7.煤氣工況的調節和節能
煤氣供應條件不是一成不變的,工業爐窯的工況也在變化,生產條件也在變化,因此煤氣用戶要加強煤氣的調節,適應生產條件的變化:
(1) 觀察火焰長度來調節燒嘴煤氣壓力;
(2) 根據煤氣熱值來調節助燃空氣配比;
(3) 根據爐溫來調節煤氣流量等。
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