Tài liệu Giáo trình lò luyện kim - chương 4 docx

Chơng 4
Nhiên liệu và sự cháy của nhiên liệu

4.1. Nhiên liệu
4.1.1. Khái niệm chung
Nhiên liệu là loại vật chất mà khi cháy tỏa ra một lợng nhiệt lớn, lợng nhiệt
này có thể sử dụng một cách có hiệu quả trong công nghệ cũng nh trong đời sống.
Nhiên liệu phải thoả mãn các yêu cầu chung sau đây:
+ Sản phẩm cháy của nhiên liệu phải ở thể khí. Khi đó, sản vật cháy mới có thể
chuyển động thuận lợi trong lò, truyền nhiệt cho vật nung và thoát ra ngoài dễ dàng để
phản ứng cháy của nhiên liệu tiếp tục xẩy ra.
+ Sản phẩm cháy không gây tác động có hại đối với vật liệu gia công, không phá
hủy thiết bị, không độc hại đối với ngời và sinh vật xung quanh.
+ Có thể khống chế đợc quá trình cháy.
+ Trữ lợng lớn và giá thành khai thác, chế biến thấp.
Từ các yêu cầu chung ở trên, ta thấy chỉ những chất có nguồn gốc hữu cơ, gồm
các bon và hyđrô tạo thành, mới có thể thoả mãn đồng thời các yêu cầu đó. Các bon và
hyđrô khi bị oxy hoá đều có hiệu ứng nhiệt lớn, sản phẩm cháy ở thể khí và với nồng
độ không lớn là loại khí không độc hại.
4.1.2. Các loại nhiên liệu
a) Phân loại
- Căn cứ vào nguồn gốc hình thành, nhiên liệu đợc phân ra: thiên nhiên, nhân tạo.
- Căn cứ vào trạng thái, nhiên liệu đợc phân ra: nhiên liệu rắn, nhiên liệu lỏng,
nhiên liệu khí. Các loại nhiên liệu đợc sử dụng trong công nghiệp trình bày ở bảng
4.1.
Bảng 4.1 Phân loại nhiên liệu sử dụng trong công nghiệp
Trạng thái Nguồn gốc
Thiên nhiên Nhân tạo
Rắn Củi, gỗ, than bùn, than nâu, than
khói, than ăngtraxit,
Than củi, than cốc, than bụi,

Lỏng Dầu mỏ
ét xăng, dầu hoả, mazut,
Khí Khí đốt thiên nhiên Khí đốt lò cốc, khí lò cao, khí lò sinh
khí,
-57-
b) Nhiên liệu rắn
- Nhiên liệu rắn thiên nhiên: gồm các loại gỗ, than bùn, than nâu, than khói, than
antraxit.
Gỗ: Thành phần chủ yếu của gỗ là xen-luy-lô, nớc và một số oxyt kim loại
kiềm. Thành phần nguyên tố của gỗ nh sau: %C = 49,4 ữ 50,4; %H = 5,9 ữ 6,1; %O =
42,7 ữ 43,9; %N = 0,7 ữ 1. Nhiệt trị Q
d
= 1.878 ữ 4.460 Kcal/kg.
Gỗ có hàm lợng chất bốc cao (khoảng 80 %) dễ cháy, không chứa lu huỳnh,
hàm lợng tro nhỏ (A = 0,7 ữ 1,2 %), nhợc điểm của gỗ là chứa nhiều nớc (gỗ tơi
W = 40 ữ 60 %, gỗ khô W = 30%), nhiệt trị của gỗ thấp ( khi w = 50 %, Q
d
=1878
Kcal/kg), khối lợng thể tích nhỏ nên chi phí vận chuyển cao.
Gỗ là loại nhiên liệu đợc dùng nhiều trớc đây, song hiện nay gỗ là nguồn
nguyên liệu có giá trị của nhiều ngành công nghiệp khác nên rất hạn chế dùng để làm
nhiên liệu.
Than bùn: là loại than trẻ tuổi nhất vừa chuyển từ thực vật sang, chứa nhiều nớc,
mới khai thác W = 85 ữ 91 %, phơi khô kỹ vẫn còn W = 30 ữ 40 %, khối lợng thể tích
nhỏ 325 ữ 425 kg/m
3
. Thành phần nguyên tố trung bình của than: %C
c
= 57,8; %H
d

=6,0; %O = 33,4; %N
c
= 2,5; %S
c
=0,3; %A
k
= 9,7. Nhiệt trị Q
d
= 2.660 ữ 2.940
Kcal/kg.
Than bùn có u điểm: dễ bốc cháy, chứa ít lu huỳnh, dễ khí hóa. Nhợc điểm:
khối lợng thể tích nhỏ, độ bền cơ học thấp, nhiệt trị thấp, điểm chảy của tro thấp.
Than bùn chủ yếu dùng trong công nghiệp địa phơng, gần nơi khai thác.
Than nâu: than nâu do than bùn trải qua một thời kỳ biến đổi tạo thành, quá trình
chuyển biến từ thực vật sang khoáng vật đã hoàn thành. Thành phần nguyên tố của
than nâu: %C
c
= 72 ữ 78 ; %H
d
= 4,4ữ 5,6; %O = 15 ữ 21; %N
c
= 1,3 ữ 1,5; %S
c
= 0,4;
%A
k
= 11 ữ 30; %W
d
= 35 - 50. Nhiệt trị Q

d
= 2.660 ữ 4.100 Kcal/kg.
So với than bùn, than nâu có thành phần các bon cao hơn, khối lợng thể tích từ
800 ữ 900 kg/m
3
, độ bền cơ học cao hơn, hút nớc ít hơn, thành phần chất bốc thấp
hơn.
Than nâu có thể đợc dùng làm nhiên liệu cho các lò nhiệt độ không cao, khí hoá
để sản xuất khí đốt.
-58-
Than khói: Quá trình các bon hoá của than hoàn thiện hơn, độ hút nớc của than
bé, lợng chất bốc giảm, độ bền cơ học cao hơn. Theo công dụng than khói đợc phân
ra: than lửa dài, than khí đốt, than béo, than luyện cốc, than gầy. Than lửa dài và than
khí đốt có hàm lợng chất bốc còn khá cao, khi cháy sinh ra ngọn lửa dài, đợc dùng
đốt trực tiếp hoặc chế tạo khí đốt. Than béo một phần đốt trực tiếp, một phần để luyện
cốc. Than luyện cốc là loại than quý dùng để luyện than cốc, loại nhiên liệu quan trọng
trong các lò luyện và nấu gang. Than gầy chủ yếu dùng để đốt trực tiếp.
- Than không khói ( than antraxit): than không khói là loại than già tuổi nhất, độ bền
lớn, hút ẩm ít, hàm lợng các bon cao, lợng chất bốc thấp, khi cháy không sinh khói.
Hàm lợng tro và lu huỳnh trong than biến đổi trong phạm vi rộng. Than không khói
đợc dùng đốt trực tiếp, một phần đợc nhiệt luyện để thay thế một phần than cốc
trong nấu gang.
- Nhiên liệu rắn nhân tạo: than gỗ, than cốc, than antraxit nhiệt luyện.
Than gỗ: than gỗ đợc chế tạo bằng cách chng khô củi gỗ theo phơng pháp thủ
công hoặc dùng lò kín và nung bằng không khí nóng 350 - 400
o
C.
Thành phần hữu cơ của than gỗ: %C = 79,81 ữ 88,87 ; %H = 4,33 ữ 3,23; %
(O+N) = 15,86 ữ 7,90.
Than gỗ chứa ít lu huỳnh, trớc đây đợc sử dụng làm nhiên liệu cho lò đúc, lò

cao cở nhỏ nhng hiện nay ít dùng.
Than cốc: Than cốc đợc luyện bằng cách nung bột than có tính dính kết tốt (than
luyện cốc, than béo) trong môi trờng cách biệt với không khí tới nhiệt độ 850 -
1000
o
C sau đó làm nguội.
Quá trình luyện cốc nh sau: nghiền than đến độ hạt khoảng 3 mm, chất vào lò và
nung. Dới tác dụng của nhiệt, than đợc sấy khô và chng, trong than xẩy ra các phản
ứng phân hóa nhiệt. Giai đoạn quan trọng nhất đối với sự tạo thành than cốc là ở nhiệt
độ 400 - 500
o
C, than bị biến mềm và tiết ra chất bốc làm cho khối than trở nên xốp.
Tiếp tục nâng nhiệt độ, khối than sẽ chuyển sang trạng thái rắn ta thu đợc than cốc.
Than cốc đợc lấy ra khỏi lò và làm nguội bằng nớc sau đó sàng phân loại theo cỡ
hạt. Than cốc có đặc điểm: độ bền cơ và bền nhiệt cao, độ xốp than lớn, hàm lợng
chất bốc thấp, hàm lợng tro từ 8 - 14%. Than cốc chủ yếu dùng cho các lò cao luyện
gang và các lò đứng nấu gang.
-59-
Than antraxit nhiệt luyện: Than antraxit có độ xốp bé, khi bị nung nóng đột ngột,
nớc và chất bốc thoát ra mạnh làm cho than bị vỡ vụn nhiều gây khó khăn cho quá
trình chạy lò. Để tăng độ bền nhiệt của than antraxit ngời ta tiến hành nhiệt luyện.
Quá trình nhiệt luyện than tiến hành nh sau: đem than nung nóng chậm đến 1000 -
1100
o
C, giữ nhiệt trong một thời gian sau đó làm nguội, thu đợc than nhiệt luyện. Khi
nung nóng chậm, nớc và chất bốc trong than thoát ra ngoài, hàm lợng nớc và chất
bốc trong than giảm, đồng thời độ xốp của than tăng lên làm tăng đáng kể độ bền nhiệt
của than khi chạy lò. Than gầy nhiệt luyện đợc sử dụng thay thế một phần than cốc để
nấu gang trong lò đứng và luyện gang trong các lò cao cỡ nhỏ.
c) Nhiên liệu lỏng

Nhiên liệu lỏng dùng trong lò công nghiệp chủ yếu là dầu mazut và dầu điêzen là
các sản phẩm thu đợc khi gia công dầu mỏ.
Dầu mỏ nguyên khai là hỗn hợp của nhiều loại cacbua hyđrô và một lợng nhỏ
các tạp chất của oxy, nitơ và lu huỳnh. Các cacbua hyđrô trong dầu mỏ đợc chia ra
ba nhóm: mê-tan (C
n
H
2n+2
), náp-ten (C
n
H
2n
) và cacbua thơm (C
n
H
2n-6
). Dầu mỏ có khối
lợng riêng 750 - 1.000 kg/m
3
, nhiệt trị 9.800 - 10.500 kcal/kg. Mặc dù dầu mỏ có
nhiệt trị cao nhng ngời ta không dùng nó trực tiếp làm nhiên liệu vì trong nó chứa
nhiều sản vật quý.
Dầu mỏ đợc gia công bằng hai phơng pháp: chng phân trực tiếp và crăc-
kinh.
Khi chng phân trực tiếp, dựa vào nhiệt độ sôi khác nhau của các sản phẩm
trong dầu mỏ, ngời ta chng dầu mỏ ở những nhiệt độ cần thiết để tách riêng từng
loại. Các sản phẩm thu đợc khi chng phân trực tiếp gồm: ét-xăng nhẹ, ét-xăng nặng,
dầu hoả, ligrain, gajôin và mazut. Đem mazut chng trong chân không, tiếp tục thu
đợc các loại dầu nhờn và hắc-ín.
Crăc-king dầu mỏ là quá trình làm phân hóa nhiệt dầu mỏ ở 450 - 460

o
C để biến
những cacbuahyđrô nặng thành những cacbuahyđrô nhẹ hơn. Nhờ phơng pháp crăc-
king ngời ta tăng thêm đợc lợng dầu nhẹ thu hồi khi gia công dầu mỏ.
d) Nhiên liệu khí
So với nhiên liệu rắn và lỏng, nhiên liệu khí có nhiều u điểm hơn:
+ Dễ hoà trộn với không khí nên chỉ cần hệ số d không khí nhỏ cũng đảm bảo
đốt cháy hoàn toàn, giảm tổn thất nhiệt do khói lò mang ra ngoài.
-60-
+ Có thể đạt dợc nhiệt độ cháy cao nhờ nung nóng trớc không khí và nhiên
liệu.
+ Thiết bị đốt đơn giản, dễ khống chế nhiệt độ, chiều dài ngọn lửa và áp suất
trong lò.
+ Dễ vận chuyển từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ.
- Khí đốt thiên nhiên: Khí đốt thiên nhiên có ở các mỏ riêng hoặc ở các mỏ dầu. Thành
phần có thể cháy trong nó chủ yếu là mê tan(CH
4
), chiếm khoảng 75 - 98%, một ít
cacbuahyđrô nặng, hyđrô và CO, thành phần không thể cháy là CO
2
và N
2
.
Khí đốt thiên nhiên có năng suất toả nhiệt cao, Q
d
8.600 Kcal/m
3
.
- Khí đốt nhân tạo: Khí đốt nhân tạo gồm nhiều loại (bảng 4.2).
Bảng 4.2 Thành phần và nhiệt trị của khí nhân tạo

Thành phần theo thể tích (%) Q
d
Loại khí
đốt
CO
2
+H
2
S O
2
CO H
2
CH
4
C
m
H
n
N
2

kcal/m
3
Khí đốt
bán cốc

12 -15

0,2-0,5

7 - 12

8 - 12

45 - 62

5 - 8

2 - 10
5.300
-7.000
Khí đốt
lò cốc

2 - 3

0,7 - 1,2

4 - 8

53 - 60

19 - 25

1,6 - 2,3

7 - 15
3.700
- 4.000
Khí đốt

hơi nớc

5 - 7

0,1 - 0,2

35 - 40

47 - 52

0,3 - 0,6

-

2 - 6
2.400
- 2.500
Khí đốt
hỗn hợp

5 - 7

0,1 - 0,3

24 - 30

12 - 15

0,5 - 3

0,2 - 0,4

46 - 55
1.150
- 1.550
Khí đốt
không khí

0,5 - 15

-

32 - 33

0, 5 -0,9

-

-

64 - 66
900
- 1.030
Khí đốt
lò cao

8 - 14

-

23 - 31

10 -15

0,1 - 2,6

-

48 - 60
900
- 1.265

Khí đốt lò cao: là sản phẩm phụ khi luyện gang bằng lò cao, luyện 1 tấn gang thu
đợc 3.600 - 4.000 m
3
khí lò cao. Thành phần khí cháy chủ yếu của khí lò cao là CO
(hàm lợng 23 - 31%) và hyđrô (hàm lợng 10 - 15%). Nhiệt trị khí lò cao thấp (Q
d
=
900 - 1265 Kcal/m
3
), để nâng cao nhiệt độ cháy ngời ta thờng nung nóng trớc hoặc
hỗn hợp với khí lò cốc.
-61-
Khí lò cốc: là sản phẩm phụ thu đợc khi luyện than cốc, luyện 1 tấn than cốc thu
đợc 230 - 270 m
3
khí lò cốc. Thành phần có thể cháy của khí lò cốc chủ yếu là H
2
(53

- 60%) và CH
4
(19 - 225%), Q
d
= 3700 - 4000Kcal/kg.
Khí đốt không khí là sản phẩm thu đợc khi khí hóa than mà khí thổi là không
khí. Thành phần cháy chủ yếu là CO (32 - 33%). Nhiệt trị khí đốt không khí thấp, Q
d
=
3780 - 4600 Kcal/kg.
Khí đốt hơi nớc là sản phẩm thu đợc khi khí hóa than bằng hơi nớc. Thành
phần cháy chủ yếu là CO ( 35 - 40%) và H
2
(47 - 52 %). Nhiệt trị khí đốt hơi nớc
thấp Q
d
= 2400 - 2500 Kcal/kg và giá thành cao nên ít dùng trong luyện kim.
4.1.3. Thành phần của nhiên liệu
Thành phần nhiên liệu là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lợng của
nhiên liệu.
a) Thành phần nhiên liệu rắn và lỏng
Đối với các nhiên liệu rắn và lỏng, thành phần của chúng rất phức tạp, các
nguyên tố tạo thành chúng thờng không tồn tại một cách độc lập, mà hoá hợp với
nhau tạo thành các hợp chất. Việc phân tích chính xác thành phần nhiên liệu theo các
hợp chất tạo thành chúng rất khó khăn, bởi vậy trong tính toán nhiệt thờng ngời ta
coi nhiên liệu rắn và lỏng bao gồm các chất tồn tại độc lập:
- Các bon (C): là thành phần cháy chính của nhiên liệu rắn và lỏng. Phản ứng cháy
hoàn toàn của cácbon với oxy có hiệu ứng nhiệt lớn.
C +O
2

= CO
2
+ 8.137 Kcal/kg
- Hyđrô (H): dạng cháy đợc gồm hyđrô tự do và hyđrô hóa hợp với các chất cháy
đợc, dạng không cháy đợc là hợp chất với oxy. Phản ứng cháy của hyđrô với oxy:
H
2
+
2
1
O
2
= H
2
O + 34.180 Kcal/ kg
- Nitơ (N): là thành phần không cháy đợc, trong nhiên liệu rắn và lỏng nitơ chỉ
chiếm 1 - 2 % nên ít ảnh hởng.
- Lu huỳnh (S): có ba dạng là lu huỳnh hữu cơ, lu huỳnh sunphit và lu huỳnh
dạng muối. Hai dạng đầu có thể cháy còn lu huỳnh dạng muối không thể cháy. Lu
huỳnh là tạp chất có hại trong nhiên liệu cần hạn chế.
- Tro (A): gồm các khoáng chất SiO
2
, Al
2
O
3
, MgO, Fe
2
O
3

là các thành phần không
cháy đợc. Hàm lợng tro trong nhiên liệu càng cao thì chất lợng nhiên liệu càng
-62-
giảm do giảm hàm lợng chất cháy đợc, tổn hao nhiệt do nung nóng tro, tăng lợng
bụi trong sản phẩm cháy, gây khó khăn cho việc khống chế quá trình cháy.
- Nớc (W): gồm nớc hấp phụ bề mặt, nớc hấp thụ qua các lỗ xốp của nhiên liệu
và nớc kết tinh. Khi sấy nhiên liệu chỉ hai dạng đầu là có khả năng bốc hơi còn dạng
nớc kết tinh vẫn còn trong nhiên liệu.
Đối với nhiên liệu rắn và lỏng, thành phần của chúng đợc biểu diễn bằng bốn
cách:
+ Chất hữu cơ : C
h
+ H
h
+ O
h
+ N
h
= 100 %. (4.1)
+ Chất có thể cháy : C
c
+ H
c
+ O
c
+ N
c
+ S
c
= 100 %. (4.2)

+ Chất khô : C
k
+ H
k
+ O
k
+ N
k
+ S
k
+A
k
= 100 %. (4.3)
+ Thông dụng: %C
d
+ %H
d
+ %O
d
+ %N
d
+ %S
d
+%A
d
+ %W
d
= 100 % (4.4)
Để chuyển đổi từ thành phần này qua thành phần khác ngời ta dùng các hệ số
thế hoán cho ở bảng 4.3.

Bảng 4.3. Hệ số chuyển đổi thành phần nhiên liệu rắn và lỏng
Thành phần muốn chuyển đổi Thành
phần đã
biết
Chất hữu cơ Có thể cháy Chất khô Thông dụng
Chất hữu
cơ
1
100
S100
c


100
)AS(100
kk
+
100
)WAS(100
ddd
++

Có thể
cháy
c
S100
100


1

100
A100
k


100
)WA(100
dd
+

Chất khô
)AS(100
100
kk
+

k
A100
100


1
100
W100
d


Thông
dụng
)WAS(100

100
ddd
++

)WA(100
100
dd
+
d
W100
100


1

b) Thành phần nhiên liệu khí
Nhiên liệu khí thờng là hỗn hợp cơ học của một số khí, có thể phân tích chính
xác từng thành phần của chúng. Các thành phần có thể cháy trong nhiên liệu khí gồm:
CO, H
2
, CH
4
, C
m
H
n
, H
2
S. Các thành phần không thể cháy gồm CO
2

, N
2
, SO
2
, H
2
O, O
2
.
Trong các thành phần có thể cháy thì các cacbuahyđrô nh CH
4
, C
m
H
n
có năng suất toả
nhiệt cao, sau đó là H
2
và CO, còn H
2
S là thành phần có hại cần hạn chế.
Thành phần nhiên liệu khí đợc biểu thị bằng hai cách:
+ Thành phần khô:
CO
2
k
+ CO
k
+ H
2

k
+ CH
4
k
+ C
2
H
2
k
+ H
2
S
k
+ + N
2
k
= 100 % (4.5)
-63-
+ Thành phần ớt:
CO
2
u
+ CO
u
+ H
2
u
+ CH
4
u

+ C
2
H
2
u
+ H
2
S
u
+ + N
2
u
+ H
2
O
u
= 100% (4.6)
Công thức chuyển đổi giữa các thành phần nh sau:
100
OH100
.XX
u
2
ku

=
(4.7)
u
2
uk

OH100
100
.XX

=
(4.8)
Trong đó:
+

=
3,806
100
OH
u
2
(4.9)
Với là độ ẩm của nhiên liệu, tính bằng lợng nớc chứa trong một mét khối khí
khô [ g/m
3
].
4.1.4. Nhiệt trị của nhiên liệu
Năng suất toả nhiệt hay nhiệt trị của nhiên liệu là lợng nhiệt toả ra khi đốt cháy
hoàn toàn một đơn vị khối lợng nhiên liệu (nếu là nhiên liệu rắn và lỏng) hay một đơn
vị thể tích nhiên liệu ( nếu là nhiên liệu khí), đợc ký hiệu là Q [kcal/kg hoặc kj/kg và
kcal/ m
3
hoặc kj/m
3
]. Trong thực tế, ngời ta dùng hai khái niệm về nhiệt trị là nhiệt trị
cao và nhiệt trị thấp.

- Nhiệt trị cao là nhiệt trị của nhiên liệu xác định với điều kiện các sản vật cháy
nguội đến nhiệt độ ban đầu, nớc ở trong sản vật cháy ở thể lỏng và nguội đến 0
o
C, ký
hiệu là Q
c
.
- Nhiệt trị thấp là nhiệt trị của nhiên liệu xác định với điều kiện các sản vật cháy
nguội đến nhiệt độ ban đầu, nớc ở trong sản vật cháy ở thể hơi và nguội đến 20
o
C, ký
hiệu là Q
d
.
Để xác định nhiệt trị của nhiên liệu có hai phơng pháp: xác định bằng thực
nghiệm và tính toán.
Đối với nhiên liệu rắn và nhiên liệu lỏng, vì không biết thành phần cấu tạo chất,
nên để xác định nhiệt trị thờng tiến hành bằng thực nghiệm. Ngoài ra, có thể tính toán
gần đúng theo thành phần nguyên tố bằng các công thức thực nghiệm, trong đó công
thức đợc dùng nhiều là công thức của Men-đê-lê-ép:
Q
c
= 4,18 [81C
d
+ 300H
d
- 26( O
d
- S
d

)] [Kj/kg] (4.10)
Q
d
= 4,18 [81C
d
+ 246H
d
- 26( O
d
- S
d
) - 6W
d
] [Kj/kg] (4.11)
-64-
Đối với nhiên liệu khí có thể xác định bằng thực nghiệm hoặc tính toán theo
thành phần nhiên liệu. Công thức tính nhiệt trị của nhiên liệu khí khi biết thành phần
khí nh sau:
Q
c
= 4,18(30,2CO + 30,5H
2
+ 95CH
4
+152C
2
H
4
+ . . . +61H
2

S)[Kj/m
3
] (4.12)
Q
d
= 4,18(30,2CO + 25,7H
2
+ 85,5CH
4
+141C
2
H
4
+ . . . +56H
2
S) [Kj/m
3
] (4.13)
4.2. Sự cháy của nhiên liệu
4.2.1. Sự cháy của nhiên liệu rắn
Quá trình cháy của nhiên liệu rắn (chủ yếu là than) là quá trình cháy dị thể giữa
một chất là thể rắn (nhiên liệu) và một chất là thể khí (oxy của không khí). Tuy nhiên,
trong quá trình cháy cũng xẩy ra một phần quá trình cháy đồng thể đó là quá trình
cháy chất bốc.
Quá trình cháy của nhiên liệu rắn có thể chia ra các giai đoạn sau:
+ Nung nóng và bốc hơi nớc.
+ Phân hóa nhiệt nhiên liệu, thoát chất bốc và tạo thành cốc.
+ Cháy chất bốc.
+ Cháy các bon.
Khi cháy, sự cháy chất bốc xẩy ra trớc, tuy thời thời gian cháy chất bốc ngắn,

nhng nó có ý nghĩa quan trọng làm tăng nhiệt độ của nhiên liệu, thúc đẩy quá trình
cháy tiếp theo. Sự cháy của các bon là quá trình cháy chủ yếu của nhiên liệu rắn.
Quá trình cháy cac bon đợc đặc trng bởi các phản ứng sau:
- Cháy cac bon:
C + O
2
= CO
2
+ 399 254 kj/kmol
2C + O
2
= 2CO + 246 623 kj/kmol.
- Phân hủy khí CO
2
và hơi nớc:
C + CO
2
= 2CO - 162 530 kj/kmol
C + 2H
2
O = CO
2
+ 2H
2
- 65 294 kj/kmol
- Cháy tiếp khí CO:
2CO + O
2
= 2CO
2

+ 571 684 kj/kmol
Trong quá trình cháy, các phản ứng cháy cac bon xẩy ra trớc, các phản ứng phân hủy
khí CO
2
, hơi nớc và cháy CO là các phản ứng tiếp theo (phản ứng thứ cấp). Quá trình
cháy của các bon là quá trình cháy dị thể, do đó tốc độ khhuếch tán oxy tới bề mặt các
-65-
bon ảnh hởng lớn tới quá trình cháy. Lợng khí khuếch tán đến bề mặt vật rắn xác
định bởi công thức:

()
F CC
D
V
n0


= [g] (4.14)
Trong đó:
V - lợng khí khuếch tán [gam].
D - hệ số khuếch tán phân tử [cm
2
/s].
- chiều dày lớp chảy tầng bao quanh vật rắn [cm].
C
0
, C
n
- nồng độ chất khuếch tán trong dòng khí và ở gần mặt vật rắn [g/cm
3

].
F - bề mặt vật rắn [cm
2
].
- thời gian [s].
Tốc độ khuếch tán của oxy đến mặt than phụ thuộc vào tiêu chuẩn Re và tốc độ dòng
khí ():

2,0
e
kt
R
.031,0
=
[cm/s] (4.15)
Lợng oxy khuếch tán đến bề mặt than, một phần cháy còn một phần đợc bề mặt vật
rắn hấp thụ. Sự hấp thụ oxy của mặt than chủ yếu phụ thuộc vào bề mặt than và áp suất
khí, khi áp suất khí tăng lợng oxy đợc hấp thụ tăng.
Nghiên cứu tốc độ cháy các bon trong lớp nhiên liệu rắn gồm những hạt hình cầu,
ngời ta thấy tốc độ biến đổi bề mặt than phụ thuộc áp suất khí và tốc độ dòng khí nh
sau:

(4.16)
()
BpAK
4,0
+=
Trong đó:
K - tốc độ biến đổi bề mặt cầu [cm
2

/s].
, p - tốc độ và áp suất dòng khí, [m/s] và [at].
A, B: các hệ số thực nghiệm.
Từ phơng trình (4.16), ta nhận thấy khi tăng tốc độ hay áp suất dòng khí dẫn đến tốc
độ cháy các bon tăng.
4.2.2. Sự cháy của nhiên liệu lỏng
Quá trình cháy của nhiên liệu lỏng (chủ yếu là các loại dầu) vừa là quá trình cháy
dị thể (sự cháy các hạt rắn sinh ra khi phân huỷ nhiên liệu) vừa là quá trình cháy đồng
thể (cháy hơi dầu).
-66-
Để đốt cháy nhiên liệu lỏng cần phải tách nhiên liệu thành hạt nhỏ để tăng bề mặt
tiếp xúc giữa nhiên liệu và không khí, quá trình đó đợc gọi là quá trình biến bụi. Chất
để biến bụi dầu gọi là chất biến bụi. Hiện nay ngời ta dùng chất biến bụi là không khí
nén, hơi nớc và không khí áp suất cao. Khi chất biến bụi va chạm vào dòng nhiên liệu,
động năng chất biến bụi giảm, độ giảm động năng U
0
của chất biến bụi một phần
sinh công cơ học làm biến bụi nhiên liệu còn phần lớn năng lợng này biến thành nhiệt
làm tăng nhiệt hàm của hỗn hợp. Phần động năng làm biến bụi nhiên liệu ( U) phụ
thuộc vào tỉ số giữa khối lợng riêng của chất biến bụi (
2
) và khối lợng riêng của
nhiên liệu (
1
). Nếu bỏ qua tác động của độ nhớt thì tỉ số giữa U và U
0
có thể tính
gần đúng:

1

2
0
U
U






Nếu khối lợng riêng của nhiên liệu không đổi thì khối lợng riêng của chất biến bụi
càng lớn thì tỉ số này càng lớn và hiệu quả biến bụi càng cao.
Nếu gọi E là năng lợng cần thiết để phá vở bề mặt tự do giọt nhiên liệu thì E
= U, do đó xác định đợc đờng kính của các hạt bụi dầu:

()
[]


+
+

=
1
.
.E1
.12
d
2
2

1u
2

Hay:
()


+


=
1
.
.
.12
d
2
2
[m] (4.17)
Trong đó:
- hệ số sức căng bề mặt của nhiên liệu [N/m
2
].

1
2
G
G
=
- suất tiêu hao đơn vị của chất biến bụi (G

1
và G
2
là lu lợng nhiên liệu
và chất biến bụi) [kg/kg].

.
()
1u2
E1 +=
Kích thớc hạt dầu sau khi biến bụi dao động trong khoảng 0,05 - 0,5 mm.
Quá trình cháy của các hạt bụi dầu xẩy ra theo các giai đoạn sau:
- Hoà trộn giữa bụi dầu và không khí.
- Hỗn hợp đợc sấy nóng và bụi dầu bốc hơi.
- Phân huỷ các hợp chất cacbua hyđrô.
-67-
- Xẩy ra các phản ứng cháy.
Trên thực tế các giai đoạn trên có quan hệ mật thiết với nhau và không tách rời
nhau.
2
1
3







Hình 4.1 Quá trình cháy bụi dầu

1) Hạt dầu 2) Vùng hơi dầu
3) Vùng xẩy ra các phản ứng cháy
Xét các yếu tố ảnh hởng tới sự cháy của nhiên liệu lỏng ta nhận thấy, nếu kích
thớc hạt dầu càng nhỏ và quá trình trao đổi nhiệt giữa môi trờng với hỗn hợp chất
biến bụi và nhiên liệu tốt thì hỗn hợp đợc sấy nóng nhanh, dầu bốc hơi tốt và quá
trình cháy xẩy ra nhanh. Quá trình cháy còn phụ thuộc vào sự khuếch tán của oxy vào
vùng cháy và sự khuếch tán của sản phẩm cháy ra khỏi vùng này nên sự xáo trộn hỗn
hợp tốt cũng làm cho quá trình cháy xẩy ra nhanh hơn.
4.2.3. Sự cháy của nhiên liệu khí
Quá trình cháy của nhiên liệu khí là quá trình cháy đồng thể giữa khí cháy và oxy
của không khí. Quá trình cháy của nhiên liệu khí có thể chia ra:
+ Giai đoạn hoà trộn nhiên liệu và không khí tạo thành hỗn hợp cháy.
+ Giai đoạn cháy của hỗn hợp cháy.
Tốc độ và chất lợng cháy của nhiên liệu khí, nhiệt độ và chiều dài của ngọn lửa
trên thực tế chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ và chất lợng của quá trình hoà trộn. Nguyên
nhân tạo thành hỗn hợp là do sự khuếch tán của các phân tử khí do chênh lệch nồng độ
(khuếch tán phân tử) hoặc do sự va đập của các dòng khí chuyển động (khuếch tán xáo
trộn). Khi sự hòa trộn xẩy ra càng tốt thì quá trình cháy xẩy ra càng nhanh, cháy càng
hoàn toàn, chiều dài ngọn lửa ngắn hơn và nhiệt độ ngọn lửa cũng cao hơn.
Một yếu tố quan trọng khác ảnh hởng tới sự cháy của nhiên liệu khí và nhiệt độ
ngọn lửa là tỉ lệ giữa không khí và khí đốt trong hỗn hợp. Nếu lợng không khí đa vào
không đủ thì khí đốt cháy không hoàn toàn, nhiệt độ ngọn lửa thấp. Ngợc lại, nếu
lợng không khí đa vào d, nhiên liệu cháy hoàn toàn, tuy nhiên nhiệt độ ngọn lửa
cũng không cao do tốn nhiệt nung không khí d.
-68-
4.2.4. Khái niệm cháy hoàn toàn, cháy không hoàn toàn và hệ số không khí d
a) Khái niệm cháy hoàn toàn và cháy không hoàn toàn
Sự cháy của nhiên liệu thực chất là quá trình phản ứng hóa học giữa những thành
phần có thể cháy của nhiên liệu với oxy:

22
COOC =+

OHO
2
1
H
222
=+


22
SOOS =+
Nếu những thành phần có thể cháy trong nhiên liệu đều tham gia phản ứng cháy
và sản vật cháy tạo thành chỉ gồm những chất khí không thể cháy nh đợc nh CO
2
,
H
2
O, SO
2
thì gọi là quá trình cháy hoàn toàn. Ngợc lại, trong quá trình cháy, một
phần nhiên liệu không tham gia phản ứng hay trong sản vật cháy còn có cả những khí
cháy đợc nh CO, H
2
thì gọi là quá trình cháy không hoàn toàn.
Dựa vào nguyên nhân gây ra cháy không hoàn toàn ngời ta chia ra:
- Cháy không hoàn toàn hoá học: xẩy ra khi một phần những chất có thể cháy trong
nhiên liệu tham gia phản ứng cháy, vì một điều kiện nào đó không thể cháy đợc và bị

cuốn ra ngoài theo sản vật cháy. Nguyên nhân gây ra cháy không hoàn toàn hóa học có
thể là:
+ Cung cấp không khí không đủ.
+ Không khí và nhiên liệu hỗn hợp không tốt.
+ Phân hóa nhiệt.
Trong các nguyên nhân trên, hai nguyên nhân đầu có thể hạn chế đợc, nguyên
nhân thứ ba không thể hạn chế đợc, ví dụ phản ứng phân hoá của CO
2
:


22
OCO2CO2 +
Mức độ phân hóa của CO
2
phụ thuộc áp suất riêng phần và nhiệt độ của khí.
- Cháy không hoàn toàn cơ học: do nhiên liệu bị rơi vãi, rò rỉ trong quá trình đốt, làm
cho một phần không thể tham gia phản ứng cháy. Cháy không hoàn toàn cơ học phụ
thuộc nhiên liệu và thiết bị đốt, ví dụ than lọt qua mắt ghi, khí rò rỉ trên đờng ống
trớc mỏ đốt


-69-
b) Hệ số không khí d
Thông thờng khi đốt nhiên liệu, nếu lợng không khí sử dụng lấy đúng theo tỉ lệ
các phản ứng hóa học thì gây ra cháy không hoàn toàn, do đó ngời ta thờng lấy d so
với yêu cầu lý thuyết. Để đánh giá mức độ d không khí, ngời ta dùng khái niệm hệ
số d không khí xác định bằng công thức sau:

0

n
L
L
n =
(4.18)
Trong đó:
L
0
- thể tích không khí cần thiết theo lý thuyết để đốt cháy hết một đơn vị khối
lợng hay thể tích nhiên liệu [m
3
/kg hoặc m
3
/m
3
].
L
n
- thể tích không khí đợc sử dụng để đốt cháy một đơn vị khối lợng hay thể
tích nhiên liệu[m
3
/kg hoặc m
3
/m
3
].
Hệ số không khí d đợc chọn căn cứ vào nhiên liệu, cấu tạo của thiết bị đốt,
điều kiện vận hành. Bảng 4.4 cho giá trị hệ số không khí d thờng dùng trong thực tế.
Bảng 4.4 Hệ số không khí d
Nhiên liệu và kiểu thiết bị đốt Hệ số d không khí, n

Buồng đốt than đá thao tác thủ công 1,30 - 1,70
Buồng đốt than đá cơ khí hóa 1,20 - 1,40
Đốt than bụi 1,20 - 1,25
Đốt khí đốt, mỏ đốt không có ngọn lửa 1,03 - 1,05
Đốt khí đốt, mỏ đốt có ngọn lửa 1,10 - 1,15

4.3. Tính toán sự cháy của nhiên liệu
Tính toán sự cháy của nhiên liệu nhằm mục đích xác định lợng không khí cần
thiết để đốt cháy nhiên liệu, lợng sản vật cháy, thành phần, khối lợng riêng của sản
vật cháy và nhiệt độ cháy.
Để tính toán ngời ta dựa vào các giả thiết sau:
- Các chất khí đợc coi là khí lý tởng.
- Không tính đến thể tích sản vật cháy do phân hóa nhiệt.
- Thể tích khí đều đổi về điều kiện tiêu chuẩn.
- Trong không khí chỉ chứa oxy và nitơ với tỉ lệ thể tích: 21% O
2
và 79%N
2
.

-70-
4.3.1. Tính toán sự cháy của nhiên liệu rắn và lỏng
Để dơn giản trong tính toán, mọi tính toán đợc tiến hành với 100 kg nhiên liệu.
a) Tính lợng không khí lý thuyết cần dùng để đốt nhiên liệu :
- Chuyển đổi thành phần nhiên liệu về thành phần thông dụng:
C
d
+ H
d
+ O

d
+ N
d
+ S
d
+A
d
+ W
d
= 100 %
- Tính số kmol các chất có trong 100 kg nhiên liệu:

12
C
d
;
2
H
d
;
32
O
d
;
28
N
d
;
32
S

d
và
18
W
d
(kmol)
Riêng thành phần tro (A) không tham gia phản ứng cháy và không biến thành khí lò
nên không tính đến.
- Dựa vào phơng trình phản ứng cháy của các chất, tính lợng oxy cần để đốt
cháy nhiên liệu:

32
S
4
H
12
C
N
ddd
'
O
2
++= (kmol)
Do trong nhiên liệu đã có
32
O
d
kmol oxy nên lợng oxy cần cung cấp:

32

O
32
S
4
H
12
C
N
dddd
O
2
++= (kmol) (4.19)
Vậy thể tích oxy cần cung cấp để đốt cháy 100 kg nhiên liệu là:
4,22.
32
O
32
S
4
H
12
C
V
dddd
O
2

++=
(m
3
) (4.20)
Lợng nitơ đa vào theo không khí tính theo kmol là:









++=
32
O
32
S
4
H
12
C
21
79
N

dddd
N
2
(kmol) (4.21)









++=
32
O
32
S
4
H
12
C
.762,3N
dddd
N
2
(kmol) (4.22)
Lợng nitơ đa vào theo không khí tính theo thể tích là:

4,22.

32
O
32
S
4
H
12
C
.762,3V
dddd
O
2








++=
(4.23)
Vậy thể tích không khí cần cung cấp để đốt cháy 100 kg nhiên liệu là:
-71-

4,22.
32
O
32
S

4
H
12
C
.762,4VVV
dddd
NOkk
22








++=+=
(4.24)
b) Tính lợng sản vật cháy lý thuyết: Lợng sản vật cháy lý thuyết gồm hai phần:
+ Lợng sản vật cháy do nhiên liệu cháy sinh ra:









++++=

18
W
32
N
32
S
2
H
12
C
N
ddddd
nl
SVC
(kmol) (4.25)
+ Lợng khí do không khí mang vào:









++==
32
O
32
S

4
H
12
C
.762,3VN
dddd
N
kk
svc
2
(kmol) (4.26)
Vậy lợng sản vật cháy tổng cộng khi đốt 100 kg nhiên liệu là:








+++








++++=

32
O
32
S
4
H
12
C
.762,3
18
W
32
N
32
S
2
H
12
C
N
ddddddddd
SVC
(kmol) (4.27)
4,22.
32
O
32
S
4
H

12
C
.762,3
18
W
32
N
32
S
2
H
12
C
V
ddddddddd
SVC

+++








++++=
(m
3
)
(4.28)
c) Tính lợng không khí và sản vật cháy lý thuyết và thực tế khi đốt cháy 1 kg nhiên
liệu:
- Từ công thức (4.24) tính đợc lợng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên
liệu:

100
4,22
.
32
O
32
S
4
H

12
C
.762,4L
dddd
0








++=
[m
3
/kg] (4.29)
- Từ công thức (4.28) tính đợc lợng sản vật cháy lý thuyết khi đốt cháy 1 kg nhiên
liệu:
100
4,22
.
32
O
32
S
4
H
12
C

.762,3
18
W
32
N
32
S
2
H
12
C
V
ddddddddd
0

+++








++++=
[m
3
/kg]
(4.30)
- Lợng không khí thực tế cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu:

0n
L.nL
=
[m
3
/kg] (4.31)
- Lợng sản vật cháy thực tế sinh ra khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu:

()
00n
L.)1nVV +
=
[m
3

/kg] (4.32)
-72-
Các kết quả tính toán thờng đợc biểu diễn theo bảng (xem bảng 4.6).
d) Tính thành phần sản vật cháy:

100.
N
N
X%
n
1i
Xi
Xi
i

=
= [%] (4.33)
Trong đó: N
Xi
là số kmol của thành phần sản vật cháy X
i
.
e) Tính khối lợng riêng của sản vật cháy:
Khối lợng riêng của sản vật cháy xác định theo công thức:


=
=
=
n

1i
Xi
n
1i
XiXi
V
M.N
[kg/m
3
] (4.34)
Trong đó N
Xi
, M
Xi
, V
Xi
là số kmol, khối lợng kmol và thể tích của thành phần sản vật
cháy X
i
.
e) Tính nhiệt độ cháy của nhiên liệu:
Nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu là nhiệt độ mà sản vật cháy ở thể khí có
thể đạt tới khi đốt cháy nhiên liệu trong điều kiện lý tởng, tức là cháy hoàn toàn,
không có tổn thất, không có phân hóa nhiệt cũng nh không có không khí d.
Để tính toán, ngời ta giả thiết nhiệt độ cháy lý thuyết t
đo
cần tìm nằm trong
khoảng t
1
đến t

2
và:

(4.35)



=
<<
C100tt
ttt
o
12
2do1
Khi đó, nhiệt độ cháy lý thuyết xác định theo công thức sau:

()
112
12
1
tổng
do
ttt
ii
ii
t +


= (4.36)
Trong đó:

=
=
n
1i
1t,Xi
i
1
i.
100
X%
i
- nhiệt hàm của sản vật cháy ở nhiệt độ t
1
, i
Xi,t1
là nhiệt hàm của
thành phần X
i
ở nhiệt độ t
1
.

=
=
n
1i
2t,Xi
i
2

i.
100
X%
i
- nhiệt hàm của sản vật cháy ở nhiệt độ t
2
, i
Xi,t2
là nhiệt hàm
của thành phần X
i
ở nhiệt độ t
2
.
i
tổng
là nhiệt hàm tổng cộng của sản vật cháy:
-73-

n
nkknlH
tổng
V
LiiQ
i
++
=
[kcal/m
3
] hay [kj/m

3
] (4.37)
ở đây i
nl
= c
nl
.t
nl
là nhiệt hàm của nhiên liệu và i
kk
= c
kk
.t
kk
là nhiệt hàm của
không khí. Khi không nung nóng nhiên liệu và không khí thì i
nl
, i
kk
bằng không.
Trong các tính toán trên nhiệt hàm của các chất đợc tra theo bảng cho sẵn.
Nhiệt độ cháy thực tế của nhiên liệu tính theo công thức sau:

dott
t.t =
Trong đó là hệ số nhiệt độ, phụ thuộc loại lò và dạng nhiên liệu, tra theo bảng.
Bảng 4.5 Bảng tra hệ số nhiệt độ
Loại lò Dạng nhiên liệu

Lò buồng Khí lò sinh khí 0,73 - 0,78

Lò buồng Rắn 0,66 - 0,70
Lò liên tục Rắn 0,70 - 0,75

Dới đây khảo sát một ví dụ tính toán sự cháy với nhiên liệu là than có thành
phần cháy nh sau:
85,32%C
c
, 4,56%H
c
, 4,07%O
c
, 1,80%N
c
, 4,25%S
c
, 7,78%A
k
, 3,00%W
d
.
Và hệ số d không khí n = 1,25.
- Đổi thành phần cháy sang thành phần thông dụng:
Đổi thành phần tro A
k
sang A
d
:

55,7
100

3100
.78,7
100
W100
AA
d
kd
=

=

= [%]
Hệ số thế hoán từ thành phần cháy sang thành phần thông dụng:

(
)
(
)
8945,0
100
355,7100
100
WA100
K
dd
=
+
=
+
=

Thành phần thông dụng của nhiên liệu:
A
d
= 7,55 %
W
d
= 3,00 %
C
d
= 0,895 x 85,32 = 76,32 %
H
d
= 0,895 x 4,56 = 4,08 %
O
d
= 0,895 x 4,07 = 3,64 %
N
d
= 0,895 x 1,80 = 3,64 %
S
d
= 0,895 x 4,25 = 3,80 %
-74-
- Tính toán xác định lợng không khí lợng và thành phần sản vật cháy cho 100 kg
nhiên liệu (kết quả trình bày ở bảng 4.6).
m
3
22,4 x 36,53
818,2

1016

Cộng
kmol







36,53
100
45,34
100
N
2
kmol
27,782
Từ
không
khí
vào
0,059


27,84
76,22
34,80
76,75

O
2
kmol









1,85
4,09
SO
2
kmol


0,119




0,119
0,33
0,12
0,26
H
2

O
kmol

2,04



0,167

2,207
6,04
2,21
4,87
Sản vật cháy
CO
2
kmol
6,36






6,36
17,41
6,36
14,03
m
3

35,167 x 22,4
787,8

984,7

Cộng
kmol
7,385 + 27,782
35,67
100
43,96
100
N
2
kmol
3,762 x 7,385
27,78
79,0
34,73
79,00
Không khí
O
2
kmol
6,360
1,020
0,119
-0,114
-
-

7,385
21,0%
9,23
21,00
Số
lợng
kmol
6,36
2,04
0,119
0,114
0,059
0,167
-


kmol
kg
12
2
32
32
28
18
-


Khối
lợng

kg
76,32
4,08
3,8
3,64
1,61
3
7,55
100

Hàm
lợng
%
76,32
4,08
3,8
3,64
1,61
3
7,55
100
Thành phần (%)

Thành phần (%)
Bảng 4.6 Bảng kết quả tính lợng không khí, lợng và thành phần sản vật cháy cho 100 kg nhiên liệu
Nhiên liệu
Thành
phần
C
H

S
O
N
W
A
=
n = 1
n = 1,25


-75-
- Lợng không khí lý thuyết:

878,7
100
8,787
L
0
== [m
3
/kg]
- Lợng không khí thực tế:

847,9
100
7,984
L
n
== [m
3

/kg]
- Lợng sản vật cháy lý thuyết:

182,8
100
2,818
V
0
== [m
3
/kg]
- Lợng sản vật cháy thực tế:

16,10
100
1016
L
n
== [m
3
/kg]
- Thành phần sản vật cháy:
CO
2
14,03 %
H
2
O 4,87 %
SO
2

0,26 %
O
2
4,08 %
N
2
76,75 %
= 100 %
- Tính khối lợng riêng của sản vật cháy:
Khối lợng của sản vật cháy:
CO
2
6,36 . 44 = 279,84
H
2
O 2,21 . 18 = 39,73
SO
2
0,12 . 64 = 7,62
O
2
1,85 . 32 = 59,32
N
2
76,75 . 28 = 974,44
= 1360,9 kg
Khối lợng riêng của sản vật cháy:

34,1
1016

9,1360
==
[kg/m
3
]
- Nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu: Nhiên liệu và không khí không đợc nung
nóng trớc nên ta có:
-76-

n
d
tæng
V
Q
i =

Theo c«ng thøc Men-®ª-lª-ep:

()
ddd
d
dd
d
WH96S25
8
O
H6,344C8,80Q +++
⎟
⎟
⎠

⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−+=

Q
d
= 81.76,32 + 246.4,08 - 26.( 3,64 - 3,8) - 6.3
Q
d
= 7171 [kcal/kg]
Khi n = 1,25 cã V
n
= 10,16 m
3
/kg, ta cã:

9,705
16,10
7172
i
tæng
== [kcal/m
3
]
TÝnh i
1
= i

1800
o
C
:
CO
2
→ 0,1403. 1031 = 144,7 [kcal/m
3
]
H
2
O → 0,0487. 819,3 = 39,90 [kcal/m
3
]
SO
2
→ 0,0026. 1018 = 2,65 [kcal/m
3
]
O
2
→ 0,0409. 669,1 = 27,37 [kcal/m
3
]
N
2
→ 0,7675. 635,3 = 487,59 [kcal/m
3
]

i
1800
o
C
= 702,2 [kcal/m
3
]
TÝnh i
2
= i
1900
o
C
:
CO
2
→ 0,1403. 1095 = 153,6 [kcal/m
3
]
H
2
O → 0,0487. 873,2 = 42,52 [kcal/m
3
]
SO
2
→ 0,0026. 1072 = 2,79 [kcal/m
3
]
O

2
→ 0,0409. 710,5 = 29,06 [kcal/m
3
]
N
2
→ 0,7675. 673,2 = 516,68 [kcal/m
3
]

i
1900
o
C
= 744,7 [kcal/m
3
]
NhiÖt ®é ch¸y lý thuyÕt:

()
112
12
1
tæng
do
ttt
ii
ii
t +−
−

−
=

()
1809180018001900
2,7027,744
2,7029,705
t
do
=+−
−
−
= [
o
C]
-77-
Thoả mãn điều kiện t
1
< t
đo
< t
2
.
4.3.2. Tính toán sự cháy của nhiên liệu khí
Đối với nhiên liệu khí, mỗi kmol chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn đều có thể tích
22,4 m
3
, do đó quan hệ giữa các thành phần trong phản ứng cháy theo kmol tơng ứng
với quan hệ thể tích. Bởi vậy, các tính toán tiến hành theo phầm trăm thể tích. Các
bớc tính toán tơng tự với nhiên liệu rắn hoặc lỏng.

-78-