如何计算少氧化加热炉炉温：实例分析

一台少无氧化加热炉，要求炉温1300℃，燃用低位发热量为17375kJ/m³的焦炉煤气，其成分（体积分数）为：CO₂2.6%，H₂60.8%，CH₄24%，C_mH_n（计算时定为C₂H₆）2%，O₂0.3%，N₂3.7%。确定空气系数α及该α值时的不完全燃烧气体成分及其燃烧温度。

1.不完全燃烧时的气体成分

焦炉煤气完全燃烧时需O₂量计算见表3-22。

表3-22 焦炉煤气完全燃烧时需O₂量计算

参照表3-21数据，初步选取空气系数α=0.48时：

O₂需要量=88.75×0.48m³=42.6m³

带入N₂量=3.76×（42.6-0.3）m³=159m3

X+Y=2.6+6.7+24+2×2=37.3

2Z+2W=2×60.8+4×24+6×2=229.6

2X+Y+Z=2×2.6+6.7+2（42.6-0.3）=96.5

归并后 Y=37.3-X

Z=59.2-X

W=55.6+X

炉温1300℃时，平衡反应常数

即 X²+132X-1100=0

则 Y=37.3-8=29.3

Z=59.2-8=51.2

W=55.6+8=63.6

空气系数还可选大些，选用α=0.5时为

O₂需要量=88.75×0.5m³=44.4m³

带入N₂量=37.6×（44.4-0.3）m³=166m³

X+Y=2.6+6.7+24+2×2=37.3

2Z+2W=2×60.8+4×24+6×2=229.6

2X+Y+Z=2×2.6+6.7+2×（44.4-0.3）=100.1

按，同样求得

X=8.8　Y=28.5　Z=53.9　W=60.9

(www.xing528.com)

故平衡反应空气系数应选择α=0.48。

不完全燃烧生成气成分的计算值汇总见表3-23。

2.不完全燃烧时的燃烧温度

不完全燃烧生成气的发热量为

表3-23　α=0.48、α=0.5时不完全燃烧生成气成分汇总表

Q=126.53CO+108.06H₂=（126.53×9.33+108.06×20.20）kJ/m³=3363kJ/m³

确定煤气预热300℃，空气预热500℃。

α=0.48时，1m³焦炉煤气标态下的不完全燃烧生成气体积为

α=0.48时，1m³焦炉煤气标态下不完全燃烧所需单位空气量为

不完全燃烧时焦炉煤气的有效发热量为

Q^y=Q_d-V_yQ=（17375-3.148×3363）kJ/m³=6788kJ/m³

不完全燃烧时的理论燃烧温度为

取高温系数η_g=0.75，则不完全燃烧时实际燃烧温度t=（0.75×1679）℃=1259℃

在氧化区（高温区）二次燃烧时标态下所需单位空气量为

二次燃烧时（α=1.05）标态下的燃烧生成气量为

二次燃烧时理论燃烧温度

取高温系数η_g=0.65。

在氧化区二次燃烧时的实际炉温

t=0.65×2197℃=1428℃

实测炉温值：

不完全燃烧区（加热区）：1280℃；

二次燃烧区（高温区）：1390℃。