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新鄉液化石油氣的燃燒特性

作者:小編 瀏覽量:5168 時間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

液化石油氣的燃燒特性, 液化石油氣作為燃料,主要是通過燃燒以利用其熱量,因此液化石油氣燃燒的好壞直接影響到能源節約和安全。   一、液化石油氣的燃燒   1.燃燒的條件   燃燒是一種同時伴有發光、發熱的激烈的氧化反...

? 液化石油氣作為燃料,主要是通過燃燒以利用其熱量,因此液化石油氣燃燒的好壞直接影響到能源節約和安全。

  一、液化石油氣的燃燒

  1.燃燒的條件
  燃燒是一種同時伴有發光、發熱的激烈的氧化反應。發光、發熱是物質燃燒的外觀特征,發生劇烈氧化反應則是物質燃燒的本質。燃燒必須具備下列3個條件。
  (1)存在可燃物質凡能與空氣中的氧起劇烈反應的物質,一般都稱為可燃物質。如丙烷、丙烯、木柴、汽油、煤油等。
  (2)存在助燃物質凡能幫助和支持可燃物燃燒的物質都叫助燃物質。常見的助燃物質有:空氣、氧氣等。
  (3)有能導致燃燒的點火源凡能引起可燃物質燃燒的能量都叫點火源。點火源是物質發生燃燒的能量條件,沒有點火源就不會發生燃燒。
  可燃物、助燃物和點火源是構成燃燒的3個要素,缺少其中任何一個要素,燃燒便不能發生。對于已經進行著的燃燒,若消除可燃物或助燃物中任何一個條件,燃燒便會終止。
  大多數可燃物質的燃燒是在其揮發出蒸氣氣體狀態下進行的,由于可燃物的狀態不同,其燃燒特點也不同。
  可燃氣體只要達到其本身氧化條件所需的熱量便能迅速燃燒,在極短的時間內全部燒光。這是因為氣體擴散能力強,分子之間距離大,容易與空氣混合,造成了充分燃燒的條件。液化石油氣中的所有組分,在常溫常壓下均為氣態,在空間傳播迅速,所以非常容易燃燒,甚至能形成爆炸。
  可燃液體的燃燒不是液體本身的燃燒,而是液體蒸發汽化與助燃物(空氣中的氧)在火源作用下的燃燒,而燃燒又加速了液體汽化,使燃燒得以擴展。由于液體燃燒在火源、升溫、汽化等過程的準備階段需消耗時間和熱量,因此,液體燃燒要比同種氣體物質完全燃燒過程所需的熱量多、時間長。由于液化石油氣中碳三、碳四組分的沸點都很低,雖然泄露出來為液體,但其汽化卻十分迅速,燃燒和爆炸的危險性同樣很大。
  如果可燃物是簡單固體物質,如硫、磷等,受熱時首先熔化,然后蒸發燃燒,沒有分解過程。若是復雜物質,燃燒后氣態產物和液態產物的蒸氣著火燃燒。因此,固體燃燒相對于液體、氣體較為困難,燃燒速度較為緩慢。
  2.燃燒反應和燃燒產物
  (1)燃燒反應方程式是表示燃燒前后物質變化的方程式,它表示了反應物質之間的比例關系。烴類完全燃燒的反應式可由下式表示。
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  液化石油氣中主要組分的燃燒反應式如下。
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C3H8+5O2→3CO2+4H2O+熱量
C3H6+4.5O2→3CO2+3H2O+熱量
C4H10+6.5O2→4CO2+5H2O+熱量
C4H8+6O2→4CO2+4H2O+熱量

  以丙烷完全燃燒的反應方程式為例,其含義是1標準立方米體積的C3H8與5標準立方米體積的O2發生燃燒反應能生成3標準立方米的CO2與4標準立方米的水蒸氣,同時釋放出10×104KJ/m3的熱量。可見,由燃燒方程式可以知道燃燒多少液化石油氣需要多少理論氧氣量,燃燒后產生什么樣的氣體,產生多少體積的煙氣。
  (2)燃燒的空氣需要量燃燒所需的氧氣通常是從空氣中獲取的。空氣中氧氣的體積約為21%,即
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空氣:氧氣=100:21=4.76:1

  可見,1體積的氧氣相當于4.76體積的空氣。則丙烷燃燒完全1m3的氧氣,從理論上需要的空氣量為
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5×4.76=23.8(m3)

  這種通過反應方程式計算出的空氣需要量通常稱之為理論空氣量。
  在液化石油氣的實際燃燒中,僅僅供給理論空氣量是不能達到完全燃燒的,其原因是:①空氣中除含有21%的氧氣外,還含有大量的氮氣,它會帶走熱量而使火焰溫度降低,影響熱效率;②燃燒時液化石油氣與空氣中的氧氣得不到充分接觸。因此,在實際燃燒中需要多供一些空氣量,才能保證燃燒完全。
  實際供給空氣量與理論需要量之比,稱為過剩空氣系數,用符號α表示,即
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α=實際空氣需要量/理論空氣需要量

  過剩空氣系數的取值不能過大,過大易使空氣帶走燃燒產生的熱量;亦不能過小,過小則達不到完全燃燒,甚至會產生存毒的CO。對一般燃具,過剩空氣系數可取1.1~1.15。
  液化石油氣燃燒的理論空氣需要量和實際空氣需要量見表1-2-15。
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表1-2-15 液-化石油氣燃燒的理論和實際空氣需要量
氣體
空氣需要量
理論需要量/m3
實際需要量/m3
丙烷23.8626.35
丙烯21.8424.02
正丁烷31.0334.13
異丁烷28.5831.44
城市煤氣4.695.16

 

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