天然气燃烧后烟气量计算
1Nm3的天然气燃烧后到底能产生多少烟气量，很多人在纠结这个问题，如果按照化学方程式的质量守恒定律来计算，毫无疑问，能够计算出来，但是过程非常繁琐，现在推荐
种简单易懂的计算方法：
天然气燃烧过程CH4+2O 2=C0 2+2H 2O
从化学方程式，我们可以发现，1份天然气燃烧需要2份氧气，而空气中氧气的含量为
21%,所以燃烧1份天然气需要9.52份空气：
也就是说1Nm3天然气燃烧后理论上可以产生10.52Nm3的烟气，但是大部分内燃机为了保证天然气充分燃烧，在燃烧时通入的空气往往大于2倍的天然气，这个空气过量值叫作空气过量系数，数值约为2，即1份天然气在燃烧时实际上需要4份氧气（19.05份空气）
供的数据。
注：以上单位都为标准立方，可根据烟气温度利用公式P1.V1/T1=P2.V2/T2换算单位。
天然气燃烧产生污染物计算方法（非常实用）天然气燃烧产生污染物计算方法为保护环境，建设生态文明，国家鼓励使用天然气代替燃煤，但使用天然气仍会排放污染物，应当征收排污费。本文循着“污染物排放量=废气量×污染物浓度”这一计算公式，来探讨如何征收天然气锅炉的排污费。 一、废气量 根据《排污申报登记实用手册》231页举例计算，1m3天然气完全燃烧产生的废气量为10.89m3。 实际天然气燃烧时产生的废气，与天然气成分，完全燃烧的比例等都有关系，但通常认为废气量为天然气量的10-11倍。取10倍最好计算，但取10.5倍似乎更为合理。 例：1万m3天然气，燃烧后的废气量即为10.5万m3。 二、主要污染物 （一）二氧化硫 天然气中含有硫化氢(H2S)，国家规定其出厂含量不能超过0.01%。天然气中硫化氢燃烧时，会生成等体积二氧化硫（SO2）。 《排污申报登记实用手册》231页举例计算，当硫化氢含量为0.0052%时，每万m3天然气产生二氧化硫为1.5kg。 李先瑞、韩有朋、赵振农合著《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化硫约为1.0kg。
天然气燃烧产生的二氧化硫，与天然气中所含硫化氢比例关系最大，在没有检测数据支撑时，二氧化硫浓度为确定为10-15mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为100mg/m3。 （二）氮氧化物 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化氮约为6.3kg。 按这一数据，氮氧化物浓度约为60mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为400mg/m3。 （三）烟尘 天然气是清洁能源，烟尘产生量少，但也不能说没有。 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生烟尘约为2.4kg。 按这一数据，烟尘浓度约为20-25mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为50mg/m3。 （四）其他污染物 经过计算，天然气燃烧后产生的其他污染物排放当量都更低，本文不再论证。按照《排污收费征收管理条例》，这些污染因子不予征收排污费。 三、征收标准 将上述三个污染因子按低限代入《排污费征收核定表》，则每万立方
天然气及其燃烧产物成分的毒害 人们都说天然气使清洁燃料，是指天然气燃烧了的排气中对环境有污染的物质比其他化石燃料少，并非说天然气燃烧不排放对环境有污染的物质。尤其在家庭住宅利用天然气时，烟气直接排在室内，其中一些物质对人体有毒害，必须限制在允许的程度以下。 （1）天然气 输送到城市的天然气都经过处理加工，脱除不利于管网输气，配气和稳定燃烧以及有害人体的物质。天然气主要成分为甲烷，还有少量乙烷，丙烷，丁烷和非烃组分。甲烷对人生理上并非毒物，泄漏到居室内会造成空气中氧浓度降低，空气中甲烷含量达10％时，会使人体窒息。重质烃对人体中枢神经有麻痹作用，空气中丙烷含量达10％时，人在其中停留2～3min就会昏迷，长时间停留会导致死亡。管道输送到城市的 天然气要求硫化物含量小于270mg/m3,其中H 2S含量小于20mg/m3（均按硫计）。硫化物燃烧变成SO 2 ，对人体有害。 （2）硫化氢 H 2S是具有令人生厌的臭鸡蛋气味的酸性气体，剧毒。空气中H 2 S浓度在0.197mg/m3时，人的嗅觉就可觉察出它的存在，但人体嗅觉易受 麻痹，习惯于H 2S的气味，长时间处于这浓度或稍高一些浓度范围的人们往往不引起注意。当空气中H 2 S浓度增加到310 mg/m3时，人体的眼， 鼻，口腔粘膜会受到强烈刺激，引起流泪，呕吐，头痛。当空气中H 2 S浓度达到1.54~4062g/ m3时就会发生昏迷，死亡。 （3）一氧化碳 CO是无色无味的有毒气体，天然气燃烧不完全时烟气中含有CO，它通过呼吸进入人体与血液中的血红蛋白结合，阻碍血红蛋白对氧的结合使人体缺氧，发生窒息。空气中不同CO含量（体积分数）对人体的危害如表7－41 表7－41 空气中不同CO含量对人体的危害 （4）氮氧化物 NO X 是烟气中主要有害成分之一，它对环境的污染和对人体的危害近几十年来逐渐被人们所认识并引起极大关注。燃烧产生的NO X 主要是N O和NO 2 ,其中NO占了90％以上。 NO是无色，无臭，有毒的气体，它与人体血液中血红蛋白的结合能力比CO高数百倍，人们在高NO X 含量的空气中停留会因为缺氧出现中 枢神经麻痹症状。此外，NO还有致癌作用，对细胞分裂和遗传信息传递有不良影响。NO在空气中会部分氧化成NO 2 。 NO 2为红棕色有刺激性的气体，其毒性为NO的4～5倍。NO 2 与CO共存时会加剧NO 2 的危害。NO 2 与烃在紫外线作用下会生成强氧化性物质的 光化学烟雾，毒性更强，刺激人体的眼，鼻及伤害植物。空气中不同含量（体积分数）的NO X 对人体的毒害如表7－42。 表7－42 空气中不同NO X 含量对人体的危害
【例】已知天然气的容积成分如下：CH4 92.1% ; C2H6 3% ; C3H8 1.5% ; i-C4H io 0.05% ; n- C4H io 0.05% ; CO2 2% ; N2 1% ; O2 0.3%。天然气与空气的温度t g t a 20 C；空气 的含湿量d a 10 g/m 3干空气，天然气的含湿量不计。 试求： （一）高热值及低热值； （二）燃烧所需理论空气量； （三）完全燃烧时的烟气量（1和1.2时）； 【解】查表得各组分参数如下： 根据混合法则，按式（1-2 ）求得 H h H h1 r1 H h 2r2 H h n r n 39842 0.921 70351 0.03 101270 0.015 113048 0.0005 133885 0.0005 40448（kJ/m3） H l H l" H72 H lnh 35906 0.921 64397 0.03 93244 0.015 122857 0.0005 123649 0.0005 36523（kJ/m3） （二）求理论空气需要量 由所含组分计算，按式（1-3 ）求得 1 V0[0.5H2 0.5CO 21 1 4 6 -[（1 -）92.1 （2 -）3（3 21 4 4 9.65 （m n）C m H n 1.5H2S O2] 4 8 10 -）1.5 （4 ） 0.1 0.3] 4 4
（三）求完全燃烧时的烟气量 1 .理论烟气量（1时） 三原子气体体积按式（1-5 ）求得 V R°2V C°2V S°20.01（CO2CO mC m H n H2S） 0.01 （2 1 92.1 2 3 3 1.5 4 0.1） 1.05 （m3/m3干燃气）水蒸气体积，按式（1-6 ）求得 o n V H2O0.01[H2 H2S -C m H n 120（d g V°d a）] 2 4 6 8 10 0.01 [ 92.1 3 1.5 0.1 120 （0 9.65 0.01）] 2 2 2 2 2.11（m3/m3干燃气） 氮气体积，按式（1-7）求得 V0N20.79V00.01N2 0.79 9.65 0.01 1 7.63（m3/m3干燃气） 理论烟气总体积，按式（1-8 ）求得 V0V RO2V；2°V N°2 1.05 2.11 7.63 10.79 （m3/m3干燃气） 2.实际烟气量（ 1.2时）， ①由其组分计算： 三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得 V R O2 1.03 （m3/m3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-9 ）求得 V H2O0.01 [H2 H2S fC m H n 120（d g V0 d a）] 4 6 8 10 0.01 [- 92.1 3 1.5 0.1 120 （0 1.2 9.65 0.01）] 2 2 2 2 2.14 （m3/m3干燃气） 氮气体积，按式（1-10 ）求得 V N20.79 V0 0.01N2 0.79 1.2 9.65 0.01 1 9.16 （m3/m3干燃气） 过剩氧体积，按式（1-11）求得 V°2 0.21（1）V。 0.21 (1.2 1) 9.65 0.41 (m3/m3干燃气)
A、固体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.2413Q/1000+0.5 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 三、实际产生的烟气量计算 V0=V+ (a –1)L V0:干烟气实际排放量，单位是m3/kg a: 空气过剩系数，可查阅有关文献资料选择。 按上述公式计算，1千克标准煤完全燃烧产生7.5 m3，一吨煤碳燃烧产生10500标立方米干烟气量。 B、液体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.203Q/1000+2.0 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 三、燃烧一吨重油产生的烟气量 按上述公式计算，一吨重油完全燃烧产生15000标立方米干烟气量。 B、天然气燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.0476[0.5CO+0.5H2+1.5H2S+∑(m+n/4)CmHn-O2] L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/ m3; 二、三原子气体容积计算 V1=0.01(CO2+CO+H2S+∑CmHn 三、烟气氮容积计算 V2=0.79L+N/100 四、水蒸气容积计算 V3=0.01(H2+H2S+∑n/2CmHn-O2+0.124d)+0.0161L 五、烟气量计算 V=V1+V2+V3+(a-1)L 按上述公式计算，一立方米天然气完全燃烧产生11标立方米干烟气量。
《燃气燃烧》课程设计 题目：燃气燃烧课程设计 学院：建筑工程学院 专业：建筑环境与能源应用工程 姓名：张冷 学号： 20130130370 指导教师：王伟 2016年 12 月 26 日 目录
1设计概述 (1) 2设计依据 (1) 2.1原始数据 (1) 2.2燃气基本参数的计算 (1) 2.2.1热值的计算 (1) 2.2.2燃气密度计算 (2) 2.2.3燃气相对密度计算 (2) 2.2.4理论空气需要量的计算 (2) 2.3头部计算 (3) 2.3.1计算火孔总面积 (3) 2.3.2计算火孔数目 (3) 2.3.3计算火孔间距 (4) 2.3.4计算火孔深度 (4) 2.3.5计算头部截面 (4) 2.3.6计算头部截面直径 (4) 2.3.7计算火孔阻力系数 (5) 2.3.8计算头部能量损失系数 (5) 2.4引射器计算 (5) 2.4.1计算引射器系数 (5) 2.4.2计算引射器形式 (5) 2.4.3计算燃气流量 (6) 2.4.4计算喷嘴直径 (6) 2.4.5计算喷嘴截面积 (6) 2.4.6计算最佳燃烧器参数 (6) 2.4.7计算A值 (7) 2.4.8计算X值 (7) 2.4.9计算引射器喉部面积 (7) 2.4.10计算引射器喉部直径 (8) 2.4.11引射器其他尺寸计算方式如附图1： (8)
2.5火焰高度计算 (8) 2.5.1火焰内锥高度 (8) 2.5.2火焰外锥高度 (8) 2.6火孔排列 (9) 2.6.1确定火孔个数 (9) 2.6.2火孔分布直径的计算 (9) 3设计方案计算 (9) 3.1已知计算参数 (9) 3.2详细计算步骤 (10) 3.2.1头部计算 (10) 3.2.2引射器计算 (11) 3.2.3火焰高度计算及加热对象的设置高度 (12) 总结 (12) 参考文献 (13)
天然气市场用气量预测公式 一、相关换算数值 （一）1方天然气相当于1.1升汽油 （二）一吨柴油相当于1134方天然气 （三）一吨重油相当于1080方天然气 （四）一吨石油液化气相当于1160方天然气 （五）一吨煤相当于740方天然气（煤的热值为7000大卡）（六）新疆天然气热值一般在8500-9000大卡不等 二、民用气用气量测算公式 （一）已知市场用量测算（已有市场深度开发） 1、商服用气量测算公式 （1）餐饮用气量测算公式： A、职工食堂用气量测算公式：人数×0.09方/人=日用气量×年用气量天数=年用气量； B、酒店餐饮日均用气量测算公式（住宿）：酒店床位数（人）×入住率×0.09方/人（设计院提供三餐）=日均用气量×年用气量天数=年用气量； C、餐厅日均用气量测算公式（对外营业）：客流量（人次）×0.03方/人（设计院提供一餐）=日均用气量×年用气量天数=年用气量。 （2）洗浴业用气量测算公式： 客流量（人次）×0.09方/人=日均用气量×年用气量天数=年用气量。 2、居民用气量测算公式 居民用气量测算公式：户数×0.4方/户=日用气量×年用气量天
数=年用气量。 3、民用气用气量测算公式 民用气用气量=商服用气+居民用气。 （二）未知市场用量测算（新市场开发） 1、数据来源：各地统计局，各年度《统计年鉴》 2、历史人口增长率 （1）历史人口：《统计年鉴》三-五年人口数据 （2）在计算出个年人口环比的情况下，求出三-五年人口环比平均自然增长率 （3）历史城镇人口：《统计年鉴》三-五年人口数据 （4）历史城镇人口环比增长率：由《统计年鉴》三-五年人口数据中，计算出平均人口环比增长率 3、未来若干年人口增长预测 （1）当年人口数量=上一年人口数量×历史人口环比平均自然增长率+上一年人口数量（以此类推） （2）当年城镇人口数量=上一年城镇人口数量×历史城镇人口环比平均自然增长率+上一年城镇人口数量（以此类推） （3）居民户数测算=当年城镇人口数量÷单户均平人口数（《统计年鉴》） 4、民用气预测 （1）居民用气市场容量预测： 居民用气市场容量=居民户数×0.4方/户×80%（开发率，根据城市规模、居民居住集中度、楼房与平房比率确定，一般按80%计算较为适宜，在分年度计算时，请把握年度开发梯度）
【例】 已知天然气的容积成分如下：CH 4 92.1%；C 2H 6 3%；C 3H 8 1.5%；i-C 4H 10 0.05%；n-C 4H 10 0.05%；CO 2 2%；N 2 1%；O 2 0.3%。天然气与空气的温度20==a g t t ℃；空气的含湿量10=a d g/m 3干空气，天然气的含湿量不计。 试求： （一）高热值及低热值； （二）燃烧所需理论空气量； （三）完全燃烧时的烟气量（1=α和2.1=α时）； 【解】查表得各组分参数如下： （一）求高热值和低热值 根据混合法则，按式（1-2）求得 n n h h h h r H r H r H H +++= 2211 0005013388500050113048015010127003070351921039842.....?+?+?+?+?=40448=（kJ/m 3） n n l l l l r H r H r H H +++= 2211 000501236490005012285701509324403064397921035906.....?+?+?+?+?=36523=（kJ/m 3） （二）求理论空气需要量 由所含组分计算，按式（1-3）求得 ]5.1)4 (5.05.0[2112220O S H H C n m CO H V n m -++++= ∑ ]3.01.0)410 4(5.1)483(3)462(1.92)441[(211-?++?++?++?+?= 65.9=（m 3/m 3）
（三）求完全燃烧时的烟气量 1．理论烟气量（1=α时） 三原子气体体积按式（1-5）求得 )(01.022222S H H mC CO CO V V V n m SO CO RO +++=+=∑ )1.045.13321.9212(01.0?+?+?+?+?= 05.1=（m 3/m 3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-6）求得 )](1202[01.00220 2a g n m O H d V d H C n S H H V ++++=∑ )]01.065.90(1201.0210 5.1283261.9224[01.0?+?+?+?+?+??= 11.2=（m 3/m 3 干燃气） 氮气体积，按式（1-7）求得 20001.079.02N V V N += 101.065.979.0?+?= 63.7=（m 3/m 3干燃气） 理论烟气总体积，按式（1-8）求得 0002 22N H RO V V V V ++= 63.711.205.1++= 79.10=（m 3/m 3干燃气） 2．实际烟气量（2.1=α时）， ① 由其组分计算： 三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得 03.1V 2RO =（m 3/m 3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-9）求得 )](1202 [01.00222a g n m O H d V d H C n S H H V α++++=∑ )]01.065.92.10(1201.0210 5.1283261.9224[01.0??+?+?+?+?+??= 14.2=（m 3/m 3 干燃气） 氮气体积，按式（1-10）求得 2001.079.02N V V N +=α 101.065.92.179.0?+??= 16.9=（m 3/m 3干燃气） 过剩氧体积，按式（1-11）求得 0)1(21.02V V O -=α
燃料空气需要量及燃烧产物量的计算 所有理论计算均按燃料中可燃物质化学当量反应式，在标准状态下进行，1kmol 反 应物质或生成物质的体积按22.4m 3 计，空气中氧和氮的容积比为21:79，空气密度为 1.293kg/m 3 。 理论计算中空气量按干空气计算。燃料按单位燃料量计算，即固体、液体燃料以1kg 计算，气体燃料以标准状态下的1m 3 计算。 单位燃料燃烧需要理论干空气量表示为L 0 g ，实际燃烧过程中供应干空气量表示为Ln g ； 单位燃料燃烧理论烟气量表示为V 0，实际燃烧过程中产生烟气量表示为Vn; 单位燃料燃烧理论干烟气量表示为V 0g ，实际燃烧过程中产生干烟气量表示为Vn g ; 一、通过已知燃料成分计算 1. 单位质量固体燃料和液体燃料的理论空气需要量（m 3 /kg ） L 0=（8.89C ＋26.67H ＋3.33S －3.33O ）×10﹣2 式中的C 、H 、O 、S ——燃料中收到基碳、氢、氧、硫的质量分数%。 2. 标态下单位体积气体燃料的理论空气需要量（m 3/m 3 ） L 0=4.76??????-+ ?? ? ??++ + ∑ 222 23 42121 O S H ?CmHn n m H CO ×10﹣2 式中CO 、H 2、H 2O 、H 2S 、CmHn 、O 2——燃料中气体相应成分体积分数(%). 3. 空气过剩系数及单位燃料实际空气供应量 空气消耗系数а= L 量单位燃料理论空气需要 量单位燃料实际空气需要?L 在理想情况下，а=1即能达到完全燃烧，实际情况下，а必须大于1才能完全燃烧。а＜1显然属不完全燃烧。 а值确定后，则单位实际空气需要量L а可由下式求得： L 0g =аgL 0 以上计算未考虑空气中所含水分 4. 燃烧产物量 a.单位质量固体和液体燃料理论燃烧产物量(m 3 /kg) 当а=1时， V 0=0.7L 0+0.01(1.867C+11.2H+0.7S+1.244M+0.8N)式中 M ——燃料中水分（%）。 b.单位燃料实际燃烧产物量（m 3 /kg ） 当a ＞1时，按下式计算： 干空气时，V a =V 0+(a-1)L 0 气体燃料 (2)单位燃料生成湿气量 ? V =1+α L －[0.5H 2+0.5C O －( 4 n －1) C m H n ] (标米3/公斤) （2-14） （3）单位干燃料生成气量 g V ? =1+α0L －[1.5H 2+0.5C O －( 4 n －1) C m H n + 2 n C m H n ） (标米3/公斤) （2-15）
数据： 1立方米【天然气】燃烧排放1 立方米【二氧化碳】。 排放0.2258 立方米【一氧化碳】。 产生11.29 立方米【烟气量】。 1立方米【天然气】相当于1.489kg【煤炭】。 1kg 煤炭】燃烧排放 1.578立方米（3.12kg）【二氧化 碳】。 1kg 煤炭】燃烧排放0.24立方米（0.3kg）【一氧化 碳】。 1kg 煤炭】燃烧排放0.0069立方米（0.02kg）【二氧化 硫】。 1kg 煤炭】燃烧产生0.3kg【炭 渣】。 1kg 煤炭】燃烧产生0.2kg 【飞 灰】。 1kg 煤炭】燃烧产生12 立方米【烟气量】。 每使用1 立方米【天然气】相比使用【煤炭】少排放1.349 立方米【二氧化碳】少排放0.13156 立方米【一氧化碳】少排放0.0102 立方米【二氧化硫】少排放0.4467kg【炭渣】少排放0.2978kg【飞灰】 化石燃料燃烧产物 煤炭、天然气等化石燃料在排放的燃烧产物中主要是水和二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等。
一）、水 水是无污染的，燃烧时作为水蒸气散发到大气中。 氧化碳 二氧化碳是造成全球温室效应的罪魁祸首，科学家已证实，燃烧化石能源是造成二氧化碳急剧增加的主要因素。在化石能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然气最低。同时二氧化碳对人体有麻痹作用，空气中二氧化碳含量高时会使人窒息。 三）、一氧化碳 一氧化碳是无色无味的有毒气体，煤炭、天然气等化石燃料燃烧不完全时烟气中含有一氧化碳，它通过呼吸进入人体与血液中的血红蛋白结合，阻碍血红蛋白对氧的结合使人体缺氧，发生窒息。 四）、二氧化硫 煤中少量的硫燃烧会产生二氧化硫，二氧化硫会刺激人的咽、粘膜和眼睛，造成人体不适，并且腐蚀管道和锅灶，同时又是形成酸雨的主要因素。燃油在燃烧时也会产生少量二氧化硫。因此，从污染物排放方面进行比较，煤炭排放最高，燃油次之，天然气最少。 五）、烟尘（飞灰） 煤炭燃烧排放的烟尘（飞灰），严重污染大气，增加大气中的悬 浮颗粒物，长期大量吸入煤炭烟尘会使人呼吸器官受损，诱发尘肺、肺癌等疾病。大气烟尘中的化学性污染物，还可以降落到水体和土壤中以及农作物上，被农作物吸收和富集后，进而危害人体健康。 从大方面上说，逐步用天然气替代煤炭、燃油可以改善大气环境，减少大气中温室气体的含量，减少了大气中粉尘、二氧化硫等污染物的含量。从小方面上说，可以改善厨房工作环境，改善劳动条件。
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物 燃气的燃烧计算，是按照燃气中可燃成分与氧进行化学反应的反应方程式，根据物质平衡和热量平衡的原理，来确定燃烧反应的诸参数，包括：燃烧所需要的空气量、燃烧产物的生成量及成分、燃烧完全程度、燃烧温度和烟气焓。这些参数是燃气燃烧设备设计、热工管理必要的数据，也是评定生产操作、提高热效率、进行传热和空气动力计算不可缺少的依据。 考虑到燃气、空气和燃烧产物各组成所处的状态，可以相当精确地把它们当作理想气体来处理。所以，燃烧计算中气体的体积都按标准状态(0℃、101325Pa)计算，其摩尔体积均为22．4L，计算基准可以用1m3的湿燃气，也可以用1m3干燃气。必须注意的是，后者还要带入所含的饱和水汽量，这就是大多数场合下所使用的基准——含有1m3干燃气的湿燃气。 确定燃气燃烧所需空气量和燃烧产物量，属于燃烧计算的物料平衡的内容。一、空气需要量 (一)理论空气需要量V0 V0是指1m3燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需要供给的空气量，m3空气／m3干燃气，它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。 V0的计算方法为，先按照燃烧反应方程式和燃烧计算的氧化剂条件(假设干空气体积仅由21％的氧和79％的氮组成)，确定燃烧所需的理论氧气量，然后换算成理论空气需要量。
从单一可燃气体着手。例如，CO的燃烧反应方程式，连同随氧带入的氮，可表示为 CO+0．502+3．76×0．5N2=C02+1．88N2 上式表明，1m3的C0完全燃烧，理论需氧量为0．5m3，随氧带入的氮量为1．88m3，相当的理论空气需要量是0．5/0．21=2.38m3。 对气态重碳氢化合物CmHn，燃烧反应方程式为 CmHn+(m+n/4)O2+3．76(m+n/4)N2 =mC02+ (n／2)H20+3．76(m+n／4)N2 (1—1) 也清楚地表明，1m3的CmHn完全燃烧，需要(m+n／4)m3的理论氧，同时带入3．76(m+n／4)m3的氮，故理论空气需要量为 (m+n／4)／0．21=4．76(m+n／4)m3。以此类推，对组成为ψ(CO)+ψ(H2)+ψ(CH4)+ψ(CmHn)+ψ(H2S)+ψ(N2)+ψ(02)=100％的1m3干燃气，需要的理论氧量，用符号V(O2)O表示为： V(O2)O=O．01[0．5ψ(CO)+0．5ψ(H2)+2ψ(CH4)+∑(m+n／4)ψ(CmHn)+1．5ψ(H2S)-ψ(02)]m3 (1—2) 需要的理论空气量为： V0=1／21[0．5ψ(CO)+0．5ψ(H2)+2ψ(CH4)+∑(m+n／4)ψ(CmHn)+1．5ψ(H2S)-ψ(02)]m3 (1—3) 显然，V0完全取决于
数据： 1立方米【天然气】燃烧排放1立方米【二氧化碳】。 排放0.2258立方米【一氧化碳】。 产生11.29立方米【烟气量】。 1立方米【天然气】相当于1.489kg【煤炭】。 1kg【煤炭】燃烧排放1.578立方米（3.12kg）【二氧化碳】。1kg【煤炭】燃烧排放0.24立方米（0.3kg）【一氧化碳】。 1kg【煤炭】燃烧排放0.0069立方米（0.02kg）【二氧化硫】。1kg【煤炭】燃烧产生0.3kg【炭渣】。 1kg【煤炭】燃烧产生0.2kg【飞灰】。 1kg【煤炭】燃烧产生12立方米【烟气量】。 每使用1立方米【天然气】相比使用【煤炭】 少排放1.349立方米【二氧化碳】 少排放0.13156立方米【一氧化碳】 少排放0.0102立方米【二氧化硫】 少排放0.4467kg【炭渣】 少排放0.2978kg【飞灰】
化石燃料燃烧产物 煤炭、天然气等化石燃料在排放的燃烧产物中主要是水和二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等。 （一）、水 水是无污染的，燃烧时作为水蒸气散发到大气中。 （二）、二氧化碳 二氧化碳是造成全球温室效应的罪魁祸首，科学家已证实，燃烧化石能源是造成二氧化碳急剧增加的主要因素。在化石能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然气最低。同时二氧化碳对人体有麻痹作用，空气中二氧化碳含量高时会使人窒息。 （三）、一氧化碳 一氧化碳是无色无味的有毒气体，煤炭、天然气等化石燃料燃烧不完全时烟气中含有一氧化碳，它通过呼吸进入人体与血液中的血红蛋白结合，阻碍血红蛋白对氧的结合使人体缺氧，发生窒息。 （四）、二氧化硫 煤中少量的硫燃烧会产生二氧化硫，二氧化硫会刺激人的咽、粘膜和眼睛，造成人体不适，并且腐蚀管道和锅灶，同时又是形成酸雨的主要因素。燃油在燃烧时也会产生少量二氧化硫。因此，从污染物排放方面进行比较，煤炭排放最高，燃油次之，天然气最少。 （五）、烟尘（飞灰） 煤炭燃烧排放的烟尘（飞灰），严重污染大气，增加大气中的悬
燃气热值 燃烧一定体积或质量的燃气所能放出的热量称为燃气的发热量，也称为燃气的热值。其常用单位有千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳/标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3），以兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3）最为常用。 目录 1、燃气热值 ?简介 ?常用单位 ?分类 2、热值小知识 ?卡路里和焦耳的换算 ?热值比较 ?热值公式 3、煤气热值计算 1、燃气热值 简介 燃烧一定体积或质量的燃气完全燃烧所能放出的热量称为燃气的发热量，也称为燃气的热值。 完全燃烧是指燃烧产物为二氧化碳和水等不能再进行燃烧的稳定物质。 常用单位 其常用单位:有千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳/标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3），以兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3）最为常用。 分类
燃气热值分为高位热值和低位热值： 1）高位热值是指规定量的气体完全燃烧，所生成的水蒸汽完全冷凝成水而释放出的热量。 2）低位热值是指规定量的气体完全燃烧，燃烧产物的温度与天燃气初始温度相同，所生成的水蒸汽保持气相，而释放出的热量。 燃气的高、低位热值通常相差为10%左右。燃气燃烧时要产生水蒸气，这些水蒸气要冷却到燃烧前的燃气温度时，不但要放出温差间的热量，而且要放出水蒸气的冷凝热，所以，高位热值减去水蒸气的冷凝热就是低位热值。在实际燃烧时，水蒸气并没有冷凝，冷凝热得不到利用，这是影响通过实验的形式测定热值的重要因素。 日本和大多数北美国家习惯于使用燃气的高位热值，我国和大多数欧洲国家习惯于用低位热值。 燃气热值理论上可以用于所有的可燃气体，但实际上更多地用于人工煤气、天然气和管道液化石油气领域，是城市燃气分析中的重要指标。随着西气东输工程的快速拓展，燃气热值指标也正在成为重要的民生指标。 2、热值小知识 卡路里和焦耳的换算 1卡（cal）=4.1868焦耳（J） 1大卡=4186.75焦耳（J） 1大卡=1000卡=4200焦耳=0.0042兆焦。 1度=1千瓦时。根据W=Pt=1千瓦*1小时=1000瓦*3600秒=3600000焦耳。 热值比较 1公斤液化气燃烧热值为:10800-11000大卡 1立方米天然气热值:8000-9000大卡 1度电的热值是:860大卡 1立方米的煤气热值:7110-7350大卡
天然气燃烧产生污染物计算方法（非常实用） 天然气燃烧产生污染物计算方法为保护环境，建设生态文明，国家鼓 励使用天然气代替燃煤，但使用天然气仍会排放污染物，应当征收排污费。本文循着“污染物排放量二废气量X污染物浓度”这一计算公式，来探讨如何征收天然气锅炉的排污费。 一、废气量 根据《排污申报登记实用手册》231页举例计算，1m3天然气完全燃烧产生的废气量为10.89m 3。 实际天然气燃烧时产生的废气，与天然气成分，完全燃烧的比例等都有关系，但通常认为废气量为天然气量的10-11倍。取10倍最好计算，但取10.5倍似乎更为合理。 例：1万m3天然气，燃烧后的废气量即为10.5万m3。 二、主要污染物 （一）二氧化硫 天然气中含有硫化氢（H2S）,国家规定其出厂含量不能超过0.01% 天然气中硫化氢燃烧时，会生成等体积二氧化硫（SO2 ）。 《排污申报登记实用手册》231页举例计算，当硫化氢含量为 0.0052%时，每万m3天然气产生二氧化硫为1.5kg。 李先瑞、韩有朋、赵振农合著《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化硫约为1.0kg
天然气燃烧产生的二氧化硫，与天然气中所含硫化氢比例关系最大，在没有检测数据支撑时，二氧化硫浓度为确定为10-15mg/m 3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为100mg/m 3。 （二）氮氧化物《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化氮约为6.3kg 。 按这一数据，氮氧化物浓度约为60mg/m 3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为400mg/m 3。 （三）烟尘天然气是清洁能源，烟尘产生量少，但也不能说没有。 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生烟尘约为2.4kg 。 按这一数据，烟尘浓度约为20-25mg/m 3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为50mg/m 3。 （四）其他污染物 经过计算，天然气燃烧后产生的其他污染物排放当量都更低，本文不再论证。按照《排污收费征收管理条例》，这些污染因子不予征收排污费。 三、征收标准 将上述三个污染因子按低限代入《排污费征收核定表》，则每万立方
烟气热物理性质(烟气成份：R CO2=0.13；R H2O=0.11 ；R N2=0.76) 附：湿空气干、湿球温度对照表
水的汽化热为40.8千焦/摩尔，相当于2260千焦/千克 天然气是一种无毒无色无味的气体，其主要成份是甲烷，天然气的低热值为34.91MJ/Nm3。天然气(甲烷)的密度在0℃,101.352Kpa时为0.7174Kg/Nm3,相对密度(设空气的密度为1)为0.5548，天然气约比空气轻一半，完全燃烧时,需要大量的空气助燃。1立方米天然气完全燃烧大约需要9.52立方米空气。如果燃烧不完全,会产生有毒气体一氧化碳，因而在燃气器具使用场所,必须保持空气流通。 在封闭空间内,天然气与空气混合后易燃、易爆、当空气中的天然气浓度达到5-15％时，遇到明火就会爆炸，因而一定要防止泄漏。 天然气的密度定义为单位体积气体的质量。在标准状况（101325Pa，15.55℃）下，天然气中主要烃类成分的密度为0.6773Kg/m3（甲烷）-3.0454Kg/m3（戊烷）。天然气混合物的密度一般为0.7-0.75Kg/m3，其中石油伴生气特别是油溶气的密度最高可达1.5Kg/m3甚至更大些。天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃气含量增加而增大，亦随CO2和H2S的含量增加而增大。 天然气的相对密度是指在相同温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值，或者说在相同温度、压力下同体积天然气与空气质量之比。天然气烃类主要成分的相对密度为0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然气混合物一般在0.56-1.0之间，亦随重烃及CO2和H2S的含量增加而增大。 在标准状况下，天然气的比重与密度、相对比重与相对密度在数值上完全相同。天然气中常见组分的密度和相对密度值如表所示。 天然气在地下的密度随温度的增加而减小，随压力的增加而加大。但鉴于天然气的压缩性极强，在气藏中，天然气的体积可缩小到地表体积的1/200-1/300，压力效应远大于温度效应，因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度，一般可达150-250Kg/m3；凝析气的密度最大可达225-450Kg/m3。 天然气在地下的密度随温度的增加而减小，随压力的增加而加大。但鉴于天然气的压缩性极强，在气藏中，天然气的体积可缩小到地表体积的1/200-1/300，压力效应远大于温度效应，因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度，一般可达150-250Kg/m3；凝析气的密度最大可达225-450Kg/m3。 >>1 FD-10增效天然气 相对于激光、等离子等先进焊割技术的使用,氧—燃气火焰工艺以其投资少、易用性好等特点依然是国内外企业工业焊割特别是低碳钢焊割的主要选择。其中,氧—乙炔又是氧—燃气
燃料用量 窑炉引出量660t，单耗1300Kcal/kg，天然气热值8100Kcal/m3，石油焦热值8300Kcal/kg，石油焦替代50%天然气后用量： 燃料石油焦每天 用量t/d 天然气每天 用量 m3/d 93%氧气每天用量 m3/d 98%氧气每天用量 m3/d 50%石油焦 +50%天然气 51.686 52962 236169 224119 用纯天然气作为燃料：产生废气量 44000m3/h（原玻璃窑炉厂家提供） 用50%纯天然气作为燃料：产生废气量 22000m3/h 另外50%采用石油焦作为燃料 石油焦每天用量51.686t/d 每小时耗量：51686/24=2154kg/h 石油焦粉成分：碳含量约89%，H、O占5%，硫含量3.5%，挥发分20%. 其中碳：2154×89%=1917kg/h 对应物质的量：1917×1000/12=1597500mol 氢：2154×5%=108kg/h 对应物质的量：108×1000/2=540000mol
硫：2154×3.5%=75.4kg/h，75.4×1000/64=11780mol 其他挥发分：20-5×2-3.5=6.5%：2154×6.5%=140kg/h、根据：C+O2=CO2 4H+O2=2H20 S+O2=SO2 产生CO2：1597500mol 产生H2O：540000mol/2=270000mol 产生SO2：11780mol 理想气体为22.4L/MOL 所以产生CO2：1597500×22.4/1000=35784Nm3/h 产生H2O：270000×22.4/1000=6048Nm3/h 产生SO2：11780×22.4/1000=263Nm3/h 所以产生标准烟气为：35784+6048+263=42000Nm3/h 总烟气量为22000+42000=64000Nm3/h 考虑5%的漏风系数 64000×1.05=67200Nm3/h 进入脱硫塔的烟气温度为150℃ 则实际烟气量为67200×（273+150）/273=104000m3/h
理论烟气量的计算方法及常规数据 2007-09-12 13:44 发个环评中实用的一个帖子，也许对专业人员有用！ 固体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.2413Q/1000+ 0.5 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 固体燃料燃烧产生的烟气量计算 三、实际产生的烟气量计算 V0=V+ (a –1)L V0:干烟气实际排放量，单位是m3/kg a: 空气过剩系数，可查阅有关文献资料选择。 按上述公式计算，1千克标准煤完全燃烧产生7.5 m3，一吨煤碳燃烧产生10500标立方米干烟气量。 液体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.203Q/1000+2.0 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 三、燃烧一吨重油产生的烟气量 按上述公式计算，一吨重油完全燃烧产生15000标立方米干烟气量。 天然气燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算
L=0.0476[0.5CO+0.5H2+1.5H2S+∑(m+n/4)CmHn-O2] L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/ m3; 二、三原子气体容积计算 V1=0.01(CO2+CO+H2S+∑CmHn 三、烟气氮容积计算 V2=0.79L+N/100 四、水蒸气容积计算 V3=0.01(H2+H2S+∑n/2CmHn-O2+0.124d)+0.0161L 五、烟气量计算 V=V1+V2+V3+(a-1)L 按上述公式计算，一立方米天然气完全燃烧产生11标立方米干烟气量。
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 燃气燃烧方法——部分预混式燃烧简易版
燃气燃烧方法——部分预混式燃烧 简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～ 1之间，预先混入了一部分燃烧所需空气，这种 燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。 一、部分预混层流火焰 产生部分预混层流火焰的典型装置就是本 生灯。如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷 出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预 混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火 焰，周围大气亦供给部分空气，称为二次空
气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。 这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。 蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能
燃气燃烧方法—完全预混式燃烧在燃烧之前，将燃气与空气按α′≥1预先混合，然后通过燃烧器喷嘴喷出进行燃烧，这种燃烧方法就称为完全预混式燃烧或无焰式燃烧。 这时，燃烧过程的快慢，完全取决于化学反应的速度。实际上，因为燃气与空气不再需要混合，可燃混合气一到达燃烧区就能瞬间燃烧完毕。 完全预混燃烧的主要特点有： (1)因为空气和燃气是预先混合，所以空气过剩系数可以小一些，一般为1．02～1．05； (2)燃烧速度快。容积热强度Qv比有焰燃烧时要大l00～1000倍之多； (3)燃烧高温区比较集中。而且由于所用的过剩空气量少，所以燃烧温度也比有焰燃烧要高； (4)由于燃烧速度快，燃气中碳氢化合物来不及分解，火焰中的游离碳粒比较少，所以火焰的黑度比有焰燃烧时小，火焰辐射能力较弱； (5)因为燃气与空气要预先混合，所以它们的预热温度不能太高。原则上不能高于可燃混合气体的着火温度，实际上一般都控制在350～500℃以下； (6)为了防止脱火和发生回火爆炸，烧嘴的燃烧能力不能太大。进行完全预混燃烧的条件除在燃烧前将一定比例的燃气与空气均匀混合外，还需设置专门的火道或网格等以保持燃烧区稳定的高温。
完全顶混式燃烧的燃烧速度很快，但火焰稳定性较差。工业上的完全预混式燃烧器，常常用一个紧接的火道来稳焰。图3—5—12所示为火道中火焰的稳定。来自燃烧器1的燃气—空气混合物进入火道3，在火道中形成火焰2。由于引射作用，在火焰的根部吸入炽热的烟气，形成烟气回流区，是一个稳定的点火源。如果火道有足够的长度，则火焰将充满火道的断面，燃烧就稳定。但火道较短时，火焰仅占火道的一部分，可能会吸入来自周围的冷空气使燃烧中断。另外，如果火道的壁面未达到炽热状态，也将增加烟气向周围介质的热损失，使烟气温度降低而失去点燃混合物的能力，因此必须对燃烧室采取良好的保温措施。 图3-5-12火道中火焰的稳定 1-燃烧器；2-火焰；3-火道 完全预混式燃烧过程的热强度与火道有很大的关系。正确设计的火道不仅提高了燃烧稳定性，增加了燃烧强度，而且高温火道对迅速燃尽也起了很大的作用。按化学计量比组成的燃气，空气混合物是一种爆炸性气体，其火焰传播能力很强，因此在完全预混燃烧时很容易发生回火。为了防止回火，必须尽可能使气流的速度场均匀，以保证在最低负荷下各点的气流速度都大于火焰传播速度。为了降低燃烧器出口处的火焰传播速度，还可以采用有水冷却的燃烧器喷头。