Bài giảng - Kỹ thuật cháy - chương 2

Chương 2 NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU 2.1. Nhiên liệu, thành phần và tính chấta. Thành phần của nhiên liệuKý hiệu C h c k d H O N thành phần hữu cơ thành phần cháy thành phần khô thành phần dùng Các nguyên tố S A W- Các hệ số chuyển đổi thành phần. - Nhiên liệu khí: ω (g/m3 khí khô) Thể tích hơi nước trong 1 m3 khí ẩm H2Od = 100 ω / (803,6 + ω) %b. Nhiệt trị của nhiên liệu- Định nghĩa. - Nhiệt trị trên H0 : tspc = to...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng - Kỹ thuật cháy - chương 2 Chương 2NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU2.1. Nhiên liệu, thành phần và tính chấta. Thành phần của nhiên liệu Ký hiệu Các nguyên tố C H O N S A W h thành phần hữu cơ c thành phần cháy k thành phần khô d thành phần dùng - Các hệ số chuyển đổi thành phần. - Nhiên liệu khí: ω (g/m3 khí khô) Thể tích hơi nước trong 1 m3 khí ẩm H2Od = 100 ω / (803,6 + ω) %b. Nhiệt trị của nhiên liệu - Định nghĩa. - Nhiệt trị trên H0 : tspc = to (25oC), nước ngưng tụ. - Nhiệt trị dưới Hu: hơi nước không ngưng tụ H0 = Hu + rmH2O Ở 25oC: r = 2442,5 kJ/kg - Xác định nhiệt trị: H0: bom calorimet Hu: dựa vào H0 và mH2OCông thức thực nghiệm:* Rắn, lỏng (kJ/kg) Ho = 418,6.[81,3C + 297H + 15N + 45,6S - 23,5O] Hu = 418,6.[81,3C + 243H + 15H + 45,6S - 23,5O - 6W]* Nhiên liệu khí, [kJ/m3] Ho = 418,6 .{30,2 [CO] + 30,5 [H2] + 95 [CH4] + 166 [C2H6] + 237 [C3H8] + 307 [C4H10]+377 [C5H12] +150 [C2H4]+220 [C3H6] + 290 [C4H8] + 360 [C5H10] + 350 [C6H6] + 61 [H2S]} Hu = 418,6 . {30,2 [CO] + 25,8 [H2] + 85,5 [CH4] + 155 [C2H6] + 218 [C3H8] + 283 [C4H10]+349 [C5H12] +141 [C2H4]+205 [C3H6] + 271 [C4H8] + 337 [C5H10] + 335 [C6H6] + 56 [H2S]}2.2. Nhiên liệu khía. Phân loại* Theo nhiệt trị thấp (Ho < 9 MJ/m3), nhiệt trị trung bình (9÷15), nhiệt trị cao (15÷23) và khí nguyên chất (> 23).* Theo nguồn gốc: Khí lò cao (3,5 MJ/m3); khí lò sinh khí (5,0); khí lò hơi nước (11); khí lò cốc (17); khí ngưỡng (khí hóa có ngưỡng thang ở 400oC) (13,5-29); khí đô thị (khí lò cốc + khí ngưỡng) (19,5); khí thiên nhiên (35-45); khí lọc dầu (40-100).b. Các tính chất Ho, Hu, ρ, tS xem giáo trình.2.3. Nhiên liệu lỏng- Thành phần và tính chất đặc trưng EL (≡ DO), L, M, S (≡ FO), ES Tính chất của hai loại dầu quan trọng nhất Tính chất Dầu EL D ầu S ≈ 940 Khối lượng riêng ở 15oC [kg/m3] 860 Điểm lửa [oC] 55 65 Độ nhớt động học [mm2/s] ở 20oC max. 6 - ở 50oC - max. 450 ở 100oC - max. 40 Hàm lượng lưu huỳnh [%] max. 0,8 max. 2,8 Hàm lượng nước [%] max. 0,1 max. 0,5 Chất không hòa tan [%] max. 0,05 max. 0,5 ≥ 41,868 ≥ 39,775 Nhiệt trị thấp Hu [MJ/kg] Độ tro [%] max. 0,01 max. 0,15 Nhiệt trị: 39,7 - 42,7 MJ/kg.2.4. Nhiên liệu rắn Độ ẩm, chất bốc, carbon cố định, tro Nhiên liệu C [%] H [%] O [%] N [%] S [%] Than bùn 40 - 60 5-6 25 - 36 1 0,5 - 1 Than nâu 68 - 74 6 18 - 25 1 0,5 - 1 Than đá 84 - 92 3-5 2-9 1 - 1,5 1 - 1,5 - Độ ẩm (sấy ở 106oC) - Tro (đốt mẫu ở 825 ± 25oC): Al2O3; SiO2, CaO, MgO - Chất bốc (nung không có không khí ở 900oC)2.5. Phản ứng cháya. Cháy đồng thểHạt tích cực: H, O, OH, CH, CH3- Phản ứng xuất phát (sinh ra hạt tích cực từ hạt ổn định)- Phản ứng dây chuyền (số hạt tích cực = const)- Phản ứng phân nhánh (số hạt tích cực tăng)- Phản ứng tái hợp (ngược lại phản ứng xuất phát). 16 bước phản ứng của CH4Phân rã CH4 (1) CH4 + OH CH3 + H2O (2) CH4 + H CH3 + H2 (khi dư nhiên liệu) (3) CH4 + O CH3 + OH (chậm)Các phản ứng formaldehyd (4) CH3 + O2 H2CO + OH (qua H3COO) (5) H2CO + OH HCO + H2O (6) HCO + OH CO + H2O (7) CH3 + O CO + ... [thay (4)]Phân rã CO (8) CO + OH CO2 + HPhân nhánh (9) H + O2 OH + O (10) O+ H2 OH + H (11) O + H2O OH + OHPhản ứng dây chuyền (12) H2 + OH H + H2 OPhản ứng tái hợp (13) H+H+M H2 + M (khi dư nhiên liệu) (14) O+O+M O2 + M (15) H+O+M OH + MKết thúc (16) H + OH + M H 2O + Mb. Cháy không đồng thể C + O2 CO2 C + CO2 2CO (phản ứng Boudouard) C + H2O CO + H2 (phản ứng khí nước) Diễn biến phản ứng khi hạt carbon cháyPha I (t < 750oC) khq = km . MC [1/thời gian]Trong đó:khq - vận tốc phản ứng hiệu quảkm - khả năng phản ứng tính theo gram cốcMC - khối lượng nhiên liệu theo đơn vị thể ...