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大气污染治理技术:烟气体积计算与校正

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)理论烟气量与实际烟气量燃料燃烧后产生的二氧化碳等烟气体积,称为烟气量。设空气过剩系数α=1.05,由式得=Vfg+(α-1) =10.52+×9.52=10.996(二)烟气的体积和密度校正燃烧过程的温度和压力一般是在高于标准状态下进行的,在进行烟气体积和密度计算时,为了便于比较应换算成标准状态。大多数烟气可以视为理想气体,因此可以用理想气体的有关方程式进行换算。空气过剩系数为:计算α需知道过剩氧的量。

大气污染治理技术:烟气体积计算与校正

(一)理论烟气量与实际烟气量

燃料燃烧后产生的二氧化碳等烟气体积,称为烟气量。有理论烟气虽和实际烟气量之分,在供给理论空气量(α=1)的条件下,燃料完全燃烧产生的烟气体积,称为理论烟气量,以表示。烟气的主要成分是CO2、SO2、N2水蒸气等,通常分为干烟气(不含水蒸气)和湿烟气(含水蒸气)。理论烟气量等于干烟气量和水蒸气体积之和。实际烟气量等于理论烟气量与过剩空气量之和,即

理论烟气中的水蒸气体积由三部分构成:燃料中的氢燃烧生成的水蒸气体积,燃料中所含水分汽化的水蒸气体积,以及理论空气量带入的水蒸气体积。理论烟气量可由燃烧方程式求得,例如,CH4完全燃烧

CH4+2O2+7.52N2→CO2+2H2O+7.52N2

1mol的CH4完全燃烧产生10.52mol的烟气。根据理想气体定律,近似认为烟气中各组分的摩尔比等于其体积比,所以1m3甲烷完全燃烧产生10.52m3的烟气,即=10.52。设空气过剩系数α=1.05,由式(2-18)得

=Vfg+(α-1)

  =10.52+(1.05-1)×9.52=10.996

(二)烟气的体积和密度校正

燃烧过程的温度和压力一般是在高于标准状态(273K,1atm)下进行的,在进行烟气体积和密度计算时,为了便于比较应换算成标准状态。大多数烟气可以视为理想气体,因此可以用理想气体的有关方程式进行换算。

设操作状态下温度为Ts,压力为Ps,烟气体积为Vs,密度为ρs,标准状态下温度Tn,压力为Pn,密度为ρn,烟气体积为Vn,则:

(三)过剩空气校正

实际燃烧过程是在空气过剩情况下进行的,因此实际烟气量大于理论烟气量,

用奥氏气体分析仪测定烟气中CO2、O2和CO等含量,可以确定燃烧设备运行中的烟气成分和空气过剩系数,以碳在空气中的完全燃烧为例:(www.xing528.com)

C+O2+3.76N2→CO2+3.76N2

烟气中仅含有CO2和N2。当空气过量时,燃烧方程式为:

C+(1+α)O2+3.76(1+α)N2→CO2+αO2+3.76(1+α)N2

式中α是过剩空气中O2的量(单位:mol)。空气过剩系数为:

计算α需知道过剩氧的量。设燃烧是完全燃烧,过剩空气中氧只以O2形式存在,燃烧产物以下标P表示,碳完全燃烧为:

C+(1+α)O2+3.76(1+α)N2→CO2P+O2P+N2P

式中O2P=αO2,即过剩氧量,N2P为实际空气量的总氯量。假定空气中只含氧和氮,其体积含量分别为21%和79%,则空气中的总氧量为

理论需氧量为0.266N2P-O2P

若燃烧过程产生CO,过剩氧量需加以校正,即从测得的过剩氧中减去CO氧化成CO2所需要的量。此时用下式计算α:

式中各组分的量是用奥氏气体分析仪测得的各组分的百分数。若分析结果为:CO2 10%,O24%,CO1%,N285%,则

考虑过剩空气校正后实际烟气量为:

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