燃烧所需空气体积计算-大气污染治理技术

（一）理论空气量

燃料燃烧所需氧气通常由空气提供，单位质量的燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量，以表示。它取决于燃料的组成，可由燃烧反应方程式计算。为建立燃烧反应方程式，通常假定：

①空气仅由氮和氧组成，其体积分数为79：21=3.76；

②燃料中的固定态氧参与燃烧反应；

③燃料中的硫主要被氧化为二氧化硫；

④计算理论空气量时，忽略NOx的生成量；

⑤燃料的化学组成式为CxHySOw，其中x、y、z、w分别代表碳、氢、硫和氧的原子数。燃料与空气中的氧完全燃烧的化学反应方程式如下：

CxHySzOw+（x+y/4+z-w/2）O2+3.76（x+y/4+z-w/2）N2→

xCO2+y/2H2O+zSO2+3.76（x+y/4+z-w/2）N2+Q（燃烧热）

式中Q为燃烧热，理论空气量为为

各种燃料燃烧所需的理论空气量见表2.4。

表2.4　燃料燃烧的理论空气量

【例2.1】某燃烧设备用重油作燃料，重油成分（按质量百分数）为：C88.3%，H 9.5%，S1.6%，H2O0.5%，灰分0.10%。计算燃烧1kg重油所需要的理论空气量。

解：已知1kg重油中各成分的含量如下：

所需理论氧气量为：

　　73.58+23.75+0.5=97.83（mol/kg）(www.xing528.com)

　　97.83×（1+3.76）=465.67（mol/kg）

即　465.67×22.4/1000=10.43（m3/kg）（标态）

答：燃烧1kg重油需要理论空气量10.43m3（标态）。

（二）空气过剩系数

燃料在燃烧装置中燃烧时，只供给理论空气量是很难使燃料燃烧完全，为了使燃料能够完全燃烧，实际上供给空气量应多于理论空气量，实际供给的空气量（Va）与理论空气量（）的比值称为空气过剩系数。即

α﹥1，其大小取决于燃料的种类、燃烧装置形式及燃烧条件等因素。不同燃料和炉型的空气过剩系数见表2.5。

表2.5　空气过剩系数α

续表

（三）空燃比AF

空燃比是指单位重量燃料完全燃烧所需要的空气质量，可由燃烧方程式直接求得。例如甲烷在理论空气下完全燃烧

CH4+2O2+7.52N2→CO2+2H2O+7.52N2

则空燃比

理论空燃比随着燃料中氢相对含量的减少，碳相对含量的增加而减少。例如汽油的理论空燃比为15，纯碳的理论空燃比约为11.5。根据燃烧方程式可以计算燃烧产物的生成量。