燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)（元素分析、成分分析）

2017-03-09

1. 燃料的元素分析成分：C、H、O、N、S、A、M

碳（C）

燃料中主要的可燃成分。1kg碳完全燃燒時(shí)可釋放33900kJ的熱量。含碳量高的煤，發(fā)熱量也高。但碳的著火點(diǎn)也高，所以含碳量高的煤著火和燃燒均較困難。煤的含碳量隨地質(zhì)年代增長(zhǎng)而增加。煤的含碳量約為可燃成分總量的30～90％之間。

氫（H）

燃料中重要的可燃成分。 1kg氫完全燃燒時(shí)可釋放125600kJ的熱量。氫極易著火燃燒，含氫量高的燃料，不僅發(fā)熱量高，而且容易著火燃燒。煤中氫的含量只有2～4％左右。地質(zhì)年代愈久的煤，含氫量愈少。

硫（S）

固體燃料中的硫包括三種形態(tài)，即有機(jī)硫、硫化鐵硫和硫酸鹽硫。前兩種硫能參加燃燒，稱(chēng)為可燃硫，后一種硫不參加燃燒，算在灰分中。可燃硫雖然能夠燃燒，但其放熱量很少，僅為9050kJ/kg。硫的燃燒產(chǎn)物二氧化硫和三氧化硫氣體部分愈煙氣中的水蒸氣結(jié)合生成亞硫酸及硫酸，會(huì)對(duì)鍋爐低溫受熱面產(chǎn)生腐蝕，另一部分隨煙氣排入大氣中，會(huì)污染環(huán)境。所以燃料中的硫是一種有害成分。

氧（O）和氮（N）

燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃成分相對(duì)減少，使燃燒放出的熱量降低。氧的含量隨燃料地質(zhì)年代的增長(zhǎng)而降低，氧在無(wú)煙煤中僅有1～3％，在泥煤中最高可達(dá)35％。氮是一種有害元素。煤燃燒時(shí)，部分氮與氧化合生成有害氣體，污染大氣。氮在煤中的含量占可燃成分的0.5～2.5％。

水分（M）

燃料中的主要雜質(zhì)。由于它的存在，不僅使燃料中可燃元素相對(duì)減少，發(fā)熱量降低，而且燃料燃燒時(shí)水分汽化還要吸收熱量，使?fàn)t膛溫度降低，燃燒著火困難，排煙帶走的熱損失增加，同時(shí)還可能加劇尾部低溫受熱面的低溫腐蝕和堵灰。煤中的水分由外水分和內(nèi)水分兩部分組成。內(nèi)水分是凝聚或吸附在煤炭?jī)?nèi)部毛細(xì)孔中的水分，也稱(chēng)固有水分。內(nèi)水分要將煤加熱到105℃左右并持續(xù)一段時(shí)間才能除去。外水分是煤炭在開(kāi)采、貯運(yùn)過(guò)程中受外界影響而吸附或凝聚在煤炭顆粒表面的水分，它可以通過(guò)自然干燥除去。

灰分（A）

灰分是燃料中不可燃的固體礦物雜質(zhì)。它不僅使固體燃料的發(fā)熱量降低，燃燒困難，而且增加運(yùn)煤、出灰的工作量和運(yùn)輸費(fèi)用。此外，灰分中一部分飛灰在鍋爐中隨煙氣流動(dòng)，造成受熱面和引風(fēng)機(jī)磨損，排入大氣污染環(huán)境。若灰的熔點(diǎn)過(guò)低，會(huì)造成爐排和受熱面結(jié)渣，影響傳熱和正常燃燒。固體燃料中灰分含量變化很大，一般為5～50％。液體燃料中灰分很少，在0.1％以下。氣體燃料基本不含灰分。

2. 燃料成分分析基準(zhǔn)

固體燃料和液體燃料的組成成分均用質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示：

C + H + O+ N + S + M + A = 100%

四種分析基：收到基、空氣干燥基、干燥基、干燥無(wú)灰基

收到基

用準(zhǔn)備燃燒的燃料成分總量為基準(zhǔn)進(jìn)行分析得出的各種成分，稱(chēng)為收到基成分（舊標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為應(yīng)用基成分）。其組成為：

Car + Har+ Oar + Nar + Sar + Mar + Aar = 100 %

空氣干燥基

用經(jīng)自然風(fēng)干除去水分的燃料成分總量為基準(zhǔn)進(jìn)行分析得出的成分，稱(chēng)為空氣干燥基成分（舊標(biāo)準(zhǔn)為分析基），其組成為：

Cad + Had+ Oad + Nad + Sad + Mad + Aad = 100 %

干燥基

以烘干除去全部水分的燃料成分總量為基準(zhǔn)分析得出的各種成分稱(chēng)為干燥基成分，其組成為：