一、煤氣燃燒
1. 燃燒
氣體燃料中的可燃成分(如H2、CO、CmHn、H2S等)，在一定條件下，與氧氣發生激烈的氧化作用，并產生大量熱和光的物理化學過程稱為燃燒。
燃燒反應方程式，是燃氣進行燃燒計算的依據。如
??? CH4+202＝C02+2H2O+△H??? (3-1)
2. 熱值
燃燒熱或熱量，是表示物質吸熱或放熱多少的物理量。固體燃料或液體燃料，采用1kg燃料完全燃燒時所產生的熱量，作為該燃料的發熱量；氣體燃料，則采用1m3(標準狀態下)燃料完全燃燒時所產生的熱量，作為該燃料的發熱量。
常用熱值單位為kcal/m3，國際單位為kJ/m3，其換算關系為：
??? 1kcal=4.1868kJ
燃氣的熱值可分為高熱值和低熱值。高熱值用Qh或Hh表示，是指一標準立方米燃氣完全燃燒后，其煙氣被冷卻至原始溫度，而其中的水蒸氣以凝結水狀態排出時所放出的熱量。低熱值用QL或HL表示，是指一標準立方米燃氣完全燃燒后，其煙氣被冷卻至原始溫度，但其中的水蒸氣仍是蒸汽狀態時所放出的熱量。
煤氣是混合氣體，其熱值可由煤氣組成的各單一氣體的熱值，按混合法則來計算：
??? Q=Q1r1+Q2r2+…+Qnrn??? (3-2)
式中Q一煤氣的高熱值或低熱值；
Qn——煤氣中各可燃組分的高或低熱值；
rn一——煤氣中各可燃組分的容積成分。
3. 燃燒的空氣需要量和燃燒產物量
燃燒必須具備三個條件，即：有可燃物質的存在；充分的供應空氣或氧；可燃物質達到著火溫度以上。
燃燒所需的氧氣，一般從空氣中直接獲得。如若不考慮干空氣中少量的二氧化碳和其他氣體，則干空氣的容積成分含氧為21%，氮79%；重量成分，含氧為23.2%，氮76.8%。干空氣中氮與氧的容積比為：
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燃燒所需理論空氣量，是指1m3(標準狀態下)(或kg)燃氣按燃燒反應式完全燃燒所需空氣量，單位m3/m3(標準狀態下)，或m3/kg(標準狀態卜)。例如氫氣的燃燒。
? H2+0.5O2+0.5×3.76N2＝H20+0.5×3.76N2??? (3-4)
上述反應式表明，1m3(標準狀態下)氫氣完全燃燒需0.5m3(標準狀態下)氧氣或2.38m3(標準狀態下)空氣，燃燒后生成2.88m3(標準狀態下)煙氣[如果和純氧反應，則生成1m3(標準狀態下)水蒸氣]。
在實際燃燒中，因燃氣與空氣混合不均勻性等因素影響，只供給理論空氣量V0不能完全燃燒，因此實際空氣量V應大于理論空氣量。實際空氣量與理論空氣量的比值α稱為過剩空氣系數。
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二、煤氣壓力
1. 壓力表示法
煤氣壓力，是指氣體的壓力強度，即氣體對容器壁單位面積上作用的垂直力。其表示方法有如下幾種。
① 用單位面積上所承受的力來表示，單位為kg/cm2。
② 液柱表示法。用盛有蒸餾水或水銀的玻璃管的垂直高度表示，用蒸餾水則稱水柱高，單位為mmH2O；用水銀則稱水銀柱高或汞柱高，單位為mmHg。
③ 大氣壓表示法。大氣的重量對地表面的壓力，稱為大氣壓力。大氣壓有標準大氣壓(或物理大氣壓)和工程大氣壓之分。
國際上用Pa作壓力標準單位，1Pa=1N·m-2。
以上各種壓力單位的換算關系見表3-1。
表3-1 各種壓力單位的換算關系
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單位名稱 | Pa | Bar(巴) | atm |
1 Pa | 1 | 10-5 | 9.86923×10-6 |
1 Bar(巴) | 105 | 1 | 0.986923 |
1 atm | 101325 | 1.01325 | 1 |
1at或kgf/cm2 | 98066.5 | 0.980655 | 0.767839 |
1 mmHg | 133.322 | 1.33322×10-3 | 1.31579×10-3 |
1 mmH2O | 9.80638 | 0.098064×10-3 | 0.096781×10-3 |
? | at或kgf/cm2 | mmHg | mmH2O |
1 Pa | 0.101972×10-4 | 7.5006×10-3 | 0.102 |
1 Bar(巴) | 1.01972 | 750.06 | 10200 |
1 atm | 1.03323 | 760 | 10335.2 |
1at或kgf/cm2 | 1 | 735.59 | 10002.8 |
1 mmHg | 1.35951×10-3 | 1 | 13.5958 |
1 mmH2O | 0.099997×10-3 | 0.0735537 | 1 |
2. 表壓力、絕對壓力和相對壓力
根據所取的基準不同，壓力可分為絕對壓力和相對壓力。氣體壓力以絕對真空為基準則稱為絕對壓力；以大氣壓為基準則稱為相對壓力。一般壓力表讀數為相對壓力，即為表壓力。
表壓、絕對壓力和相對壓力之間的相互關系：
? ?P=B+Pb
式中P——為絕對壓力，Pa；
B——大氣壓力，Pa；
Pb——表壓力，Pa。
Pb可以是正壓，也可以是負壓。
負壓用真空度表示：
三、煤氣組分和重度
1. 煤氣組分表示法
煤氣是由一些可燃氣體和不可燃氣體組成的混合氣體，表示其各組分的方法有質量成分、容積成分、摩爾成分、絕對表示成分。
(1) 質量成分?煤氣的質量組分或質量百分比是指混合氣體中各組分的質量與混合氣體總質量比值的百分數。
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式中G——煤氣各單一組分的質量。
(2) 容積成分?煤氣容積組分或容積(體積)百分比是指混合氣體中某一組分的容積與混合氣體總容積比值的百分數。
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式中Vi——煤氣各單一組分容積。
(3) 摩爾成分摩爾是物質粒子數的量度單位，任何物質以克計之質量等于其相對分子質量時為1mol。摩爾法是指混合氣體中各組分的摩爾數與混合氣體總摩爾數比值的百分數。
式中Mi——氣體質量與氣體相對分子質量之比。
客服1