焙烧过程的热工计算---燃料的计算(一)

    (一)燃料的计算
    燃烧计算的任务是根据燃烧反应的物质平衡和热平衡计算燃烧反应的基本参数(需空气量、燃烧产物量及其成分、密度、发热量、燃烧温度等).为计算方便，在计算中作下列假设：气体体积按标准状态(0℃,101.325千帕)计算；在标准状态下，每千克分子气体的体积为22.4米³;元素的千克分子量接近似随计算；不考虑热分解产物，只计算燃饶反应产物；不考虑空气中的水气和稀有气体，认为空气由21%氧和79%的氮组成，因此，空气体积为其中氧体积的4.762倍，空气中氮体积为氧体积的3.762倍，湿空气的水分按饱和湿度计算；计算空气量和燃烧产物时均认为在完全燃烧条件下进行。
    燃烧计算有分析计算法和图解计算法，此处只介绍分析计算法。
    A  气体燃料的燃烧分析计算
    每1米³气体燃料燃烧需氧的体积总计：

    上面计算的L_O、L_n均为干空气量,实际上空气中含有水蒸气,精确计算时应考虑空气中的水蒸气,因此,实际湿空气消耗量和实际湿燃烧产物量为:
                L^W_n=(1+0.0012q^d_H2o)L_n,m³/kg(或m³)                   (6)
                V^W_n=V_n+0.0012q^d_H2o×L_n,m³/kg(或m³)                   (7)[next]
    B  液体和固体燃料燃烧的分析计算
    每千克燃料燃烧时需氧的千克分子数总计:

    式中  A^op———燃料中灰分的重量,kg;
         1.293———空气的密度,kg/m³.
    若考虑空气中的水分影响，可按式6和式7进行修正。
    C  各种燃烧计算的经验公式[next]
    D  燃烧温度的计算
    焙烧炉内温度的高低是保证焙烧工艺顺利完成的关键条件之一。决定炉内温度的基本因素是燃料燃烧时气体燃烧产物所能达到的温度。假设燃料完全燃烧，不向外散热，燃料燃烧生成热全部包含于燃烧产物中，此条件下的燃烧温度称为理论燃烧温度，它是某种成分的燃料在一定的燃烧条件(n,t_a,t_ƒ)下所能达到的最高温度。共计算式为：

    式中  t_th———理论燃烧温度,℃;
          Q_o———空气预热带入的物理热Oo=lnca ta;
          Q_ƒ———燃科带入的物理热Q_ƒ= c_ƒ·t_ƒ;
          Q_t·d———燃烧产物热分解所损失的热量；
          C_c·p———燃烧产物在t_c·p下的平均比热；
          c_a———温度为t_a时空气的平均比热；
          c_ƒ———在t_ƒ时燃料的比热；
          t_a———空气的预热温度,℃;
          t_ƒ———燃料的预热温度,℃.
    生产中炉子的散热是不可避免的，故炉温不可能达到理论燃烧温度。炉子实际达到的最高温度称为实际燃烧温度，其经验计算式为：
                          t_r=ηt_th                          (9)
    式中  t_r———实际燃烧温度,℃;
          η———高温系数，焙烧设备的高温系数为0.65～0.85.