天然气燃烧后烟气量计算讲解学习
天然气燃烧后烟气量计算 精品文档
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1Nm3的天然气燃烧后到底能产生多少烟气量，很多人在纠结这个问题，如果按照化学方程式的质量守恒定律来计算，毫无疑问，能够计算出来，但是过程非常繁琐，现在推荐一种简单易懂的计算方法：
天然气燃烧过程 CH4+2O2=CO2+2H2O
从化学方程式，我们可以发现，1份天然气燃烧需要2份氧气，而空气中氧气的含量为21%，所以燃烧1份天然气需要9.52份空气：
天然气Nm3 氧气量Nm3 空气中氧气量 所需空气量Nm3 理论产生的烟气量Nm3
1 2 21% 9.52 10.52
也就是说1Nm3天然气燃烧后理论上可以产生10.52Nm3的烟气，但是大部分内燃机为了保证天然气充分燃烧，在燃烧时通入的空气往往大于2倍的天然气，这个空气过量值叫作空气过量系数，数值约为2，即1份天然气在燃烧时实际上需要4份氧气（19.05份空气）：
天然气Nm3 氧气量Nm3 空气中氧气量 所需空气量Nm3 空气过量系数 理论产生的烟气量Nm3 实际烟气量Nm3 精品文档
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 1 2 21% 9.52 2 10.52
20.05
当然这个过量系数也不一定都为2，每种内燃机或者锅炉可能有所不同，具体看厂家提供的数据。
注：以上单位都为标准立方，可根据烟气温度利用公式P1.V1/T1=P2.V2/T2换算单位。
1.燃气的燃烧计算
1 【例】 已知天然气的容积成分如下：CH4 92.1%；C2H6 3%；C3H8 1.5%；i-C4H10 0.05%；n-C4H10 0.05%；CO2 2%；N2 1%；O2 0.3%。天然气与空气的温度20agtt℃；空气的含湿量10adg/m3干空气，天然气的含湿量不计。
试求：
（一）高热值及低热值；
（二）燃烧所需理论空气量；
（三）完全燃烧时的烟气量（1和2.1时）；
【解】查表得各组分参数如下：
项目含量高热值低热值密度理论空气量理论烟气量组分（%）（kJ/Nm3）（kJ/Nm3）（kJ/Nm3）（Nm3/Nm3）（Nm3/Nm3）CH492.1039842359060.729.5210.52C2H63.0070351643971.3616.6618.16C3H81.50101270932442.0123.8025.80i-C4H100.051130481228572.6930.9434.44n-C4H100.051338851236492.7030.9434.44CO22.00001.980.001.00N21.00001.250.001.00O20.30001.430.001.00（一）求高热值和低热值
根据混合法则，按式（1-2）求得
nnhhhhrHrHrHH2211
0005013388500050113048015010127003070351921039842.....40448（kJ/m3）
nnllllrHrHrHH2211
000501236490005012285701509324403064397921035906.....36523（kJ/m3）
（二）求理论空气需要量
由所含组分计算，按式（1-3）求得
]5.1)4(5.05.0[2112220OSHHCnmCOHVnm
天燃气成份烟气量计算
HyOySyNyWy
12.501.911.500.491.05
挥发物Vr(%)
名称单位
理论空气量Nm3/kg
RO2容积Nm3/kg
N2理论容积Nm3/kg
H2O理论容积Nm3/kg
平均过量空气
系数a
实际水蒸汽容
积V
H2O1.60595252
烟气总容积V
y13.6866405
过量空气容积V
K2.12663065
过量氧气容积VO20.44659244
过量氮气容积VN21.68003821
RO2容积份额r
RO211.32%
H2O容积份额r
HO211.73%
三原子气体容
积份额r
q23.06%
O2容积份额RO23.26%
N2容积份额RN273.68%0.21(V
k-V
ko)
0.79(V
k-V
ko)V
H2Oo
1.2
V
O2/V
y
V
N2/V
yr
Ro2+r
H2oV
H2Oo+0.0161(a-1)V
ko
V
RO2/V
y
V
HO2/V
yV
RO2+V
N2o+V
H2O+(a-1)V
ko符号
V
ko
V
RO2
V
N2o应用基成分
(%)煤种(油)及应用基含量
低位发热量：Q
dwy kJ/Kg
理论空气量及理论烟气量的计算Cy
82.50
0.05
计算公式得值
10.633
1.550
8.404
1.572煤种采用新汶
Ⅱ类烟煤，其
成分组成为：
挥发份V
daf
42.84%，碳C
ar
47.43%，氢H
ar
3.21%，氧O
ar
6.57%，氮N
ar
0.87%，硫S
t.ar
3.00%，灰分
A
ar 31.32%，水
分M
ar 7.6%，
低位发热量
Q
net,ar
18.85MJ/kg
轻柴油新汶Ⅱ类烟煤
灰基Aykg0.00010.01%灰基
碳基Cykg0.865586.55%碳基
氢基Hykg0.124912.49%氢基
氧基Oykg0.00660.66%氧基
硫基Sykg0.00250.25%硫基
氮基Nykg0.00040.04%氮基
低位发热量QrkJ/kg43543低位发热
量10400kcal/kgAy
0.05
22211
0.79(Vk-Vko)0.111*Hy+0.0124*Wy+0.0161*V
烟气计算
对于气体燃料
1、理论空气量的计算：
当QL＜10468kJ/m3时：
V0=0.209QL/1000（m3/m3）
当QL＞14655kJ/m3时：
V0=0.260QL/1000-0.25（m3/m3）
以上各式中：
V0——燃料燃烧所需理论空气量（标态），m3/kg或m3/m3；
QL——燃料应用基低位发热值（标态），kJ/kg或kJ/m3。
2、实际烟气量的计算：
当QL＜10468kJ/m3时：
Qy =0.725QL/4187+1.0+(α-1) V0（m3/m3）
当QL＞14655kJ/m3时：
Qy =1.14QL/4187-0.25+(α-1) V0（m3/m3）
以上各式中：
Qy——实际烟气量（标态），m3/kg；
α——过剩空气系数，α=α0+Δα；
α0——炉膛过量空气系数；
Δα——漏风系数。
3、烟气总量的计算：
Q总=B×Qy
以上各式中：
Q总——烟气总量（标态），m3/a，
B——燃料消耗量，kg/a。
4、燃烧天然气二氧化硫产生量的计算：
GSO2=2.857V×CH2S×10-3
以上各式中：
GSO2——二氧化硫产生量，kg；
V——气体燃料的消耗量（标态），m3； CH2S——气体燃料中H2S的体积，%。
烟尘一般是指燃煤产生的，气体燃料时，无此项指标。
天然气的平均低位发热量（LHV）随其成分不同而稍有变化。假设其平均值为 34,600
kJ/Nm3，密度为0.72 kg/Nm3或稍高，按质量算，其LHV约为48,000 kJ/kg （比柴油、汽油高15%），其所需的当量燃烧空气量为9.67 Nm3/Nm3 （12.38 kg/Nm3），因此其理论烟气量为10.67 Nm3/Nm3。按质量计，每立方米天然气的理论烟气量为13.1 kg/Nm3. 通常会使用过量空气，如果过量空气系数为A，则烟气体积为 V = 1 + 9.67*A (Nm3/Nm3)，烟气质量为0.72 + 12.38*A (kg/Nm3)。
环保统计方面烟气量计算
A、固体燃料燃烧产生的烟气量计算
一、理论空气量计算
L=0.2413Q/1000+0.5
L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg
Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg;
二、理论烟气量计算
V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L
V:理论干烟气量，单位是m3/kg;
C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量；
L：理论空气量
理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24
三、实际产生的烟气量计算
V0=V+ (a –1)L
V0:干烟气实际排放量，单位是m3/kg
a: 空气过剩系数，可查阅有关文献资料选择。
按上述公式计算，1千克标准煤完全燃烧产生7.5 m3，一吨煤碳燃烧产生10500标立方米干烟气量。
B、液体燃料燃烧产生的烟气量计算
一、理论空气量计算
L=0.203Q/1000+2.0
L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg;
Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg;
二、理论烟气量计算
V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L
V:理论干烟气量，单位是m3/kg;
C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量；
L：理论空气量
理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24
三、燃烧一吨重油产生的烟气量
按上述公式计算，一吨重油完全燃烧产生15000标立方米干烟气量。
B、天然气燃烧产生的烟气量计算
一、理论空气量计算
L=0.0476[0.5CO+0.5H2+1.5H2S+∑(m+n/4)CmHn-O2]
L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/ m3;
二、三原子气体容积计算
V1=0.01(CO2+CO+H2S+∑CmHn
三、烟气氮容积计算
V2=0.79L+N/100
四、水蒸气容积计算
V3=0.01(H2+H2S+∑n/2CmHn-O2+0.124d)+0.0161L
烟气量及焓的计算
烟气量及焓的计算
枣林:
燃料燃烧所需理论空气量:
1n，，0V,0.5H，0.5CO，(m，)CH，1.5HS,O ,k2mn22,,214，，
133 ，，,，0.5，0，0.5，0，2，10.96，1.5，0,10.9,0.52m/m21
Vk 取1.05 ,,,0Vk
33则: V,1.05，0.52,0.55m/mk
燃料燃烧产生烟气量:
V,V，V,0.01(CO，CO，mCH，HS)二氧化碳和二氧化硫: ,ROCOSO2mn2222
33 ,0.01，(1.68，0，1，10.96，0),0.13m/m
n，，00V,0.01，H，HS，，CH，120，(d，Vd)水蒸气: ,HOmnrkk222,,2，，
取值0.01和0.58 d,drk
033V,0.01，,,0，0，2，10.96，120，(0.01，0.52，0.58),0.59m/m则: HO2
0033V,0.79V，0.008N,0.79，0.52，0.008，76.46,1.02m/m氮气: Nk22
烟气的焓:
内差法计算出600?时1m3气体、空气的焓:
(c,)(c,)(c,)(c,),CONHOk(?) 222(kJ/m3) (kJ/m3) (kJ/m3) (kJ/m3)
600 1216 886 1017 906 003空气焓: I,V(c,),0.52，906,471.12kJ/mkkk
烟气焓
0003I,V(c,)，V(c,)，V(c,),0.13，1216，1.02，886，0.59，1017,1661.83kJ/myRORONNHOHO222222
当>1时: ,
00o3I,I，,I,I，(,,1)I,1661.83，(1.05,1)，471.12,1685.39kJ/m yykyk
刘家:
燃料燃烧所需理论空气量:
1n，，0V,0.5H，0.5CO，(m，)CH，1.5HS,O ,k2mn22,,214，，
固体燃料燃烧产生的烟气量计算
固体燃料燃烧产生的烟气量计算
一、理论空气量计算
L=0.2413Q/1000+ 0.5
L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg;
Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg;
二、理论烟气量计算
V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L
V:理论干烟气量，单位是m3/kg;
C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量；
L：理论空气量
理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24
固体燃料燃烧产生的烟气量计算
三、实际产生的烟气量计算
V0=V+ (a –1)L
V0:干烟气实际排放量，单位是m3/kg
a: 空气过剩系数，可查阅有关文献资料选择。
按上述公式计算，1千克标准煤完全燃烧产生7.5 m3，一吨煤碳燃烧产生10500标立方米干烟气量。
液体燃料燃烧产生的烟气量计算
一、理论空气量计算
L=0.203Q/1000+2.0
L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg;
Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg;
二、理论烟气量计算
V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L
V:理论干烟气量，单位是m3/kg;
C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量；
L：理论空气量
理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24
三、燃烧一吨重油产生的烟气量
按上述公式计算，一吨重油完全燃烧产生15000标立方米干烟气量。
天然气燃烧产生的烟气量计算一、理论空气量计算L=0.0476[0.5CO+0.5H2+1.5H2S+∑(m+n/4)CmHn-O2]L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/ m3;二、三原子气体容积计算V1=0.01(CO2+CO+H2S+∑CmHn三、烟气氮容积计算V2=0.79L+N/100四、水蒸气容积计算V3=0.01(H2+H2S+∑n/2CmHn-O2+0.124d)+0.0161L五、烟气量计算V=V1+V2+V3+(a-1)L按上述公式计算，一立方米天然气完全燃烧产生11标立方米干烟气量
天然气燃烧烟气相变传热计算
3200KG/H（湿烟气）入口温度65度，出口温度30度，过剩系数1.1 总压力100000Pa
假设天然气全部为CH4
C质量分数：75%；H质量分数25%
完全燃烧理论烟气量（Nm3）：
CO2：1.866*0.75=1.3995；H2O：11.1*0.25=2.775；V0：13.27143；N2：10.48443
实际烟气量（过剩系数1.1）：
V：15.98607；水分压：17359Pa；饱和温度：57.09度；湿烟气H20质量分数：11.27%
干烟气质量百分比：
O2：2.27%；CO2：15.65%；N2：82.08%
干烟气比热（Cp）:
1.01KJ/KG℃
烟气初始状态含湿量（d2）:d2=0.622*17359/(100000-17359)=0.13；
焓值：h2=1.01*65+d2*(2501+1.86*65)=408.20 KJ/KG干烟气
冷却至30度(饱和)时和含湿量：d1=0.0276
焓值：h1=1.01*30+d1*(2501+1.86*30)=100.83KJ/KG干烟气
冷凝水量：mw=290.7KG/h(干烟气的质量流量*含湿量差){2839.39*（0.13-0.00276）
冷凝水：hw=42536.7KJ/h=（291.7*4.18*35）
干烟气质量流量：m=3200*（1-0.1127）=2839.36KG/h
烟气传热量：Q=m*h2-(m*h1+hw)=819114.7kj/h
天然气燃烧后烟气量计算
天然气燃烧后烟气量计算
首先，了解天然气的组成对烟气量的计算是非常重要的。天然气主要由甲烷（CH4）组成，同时还包含少量乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）和水蒸气（H2O）。这些化学组分的百分比可以根据具体的天然气样品进行测定。
接下来，我们需要了解天然气的燃烧反应式。天然气的燃烧反应式可以表示为：
CH4+2O2→CO2+2H2O
根据反应式，我们可以看到每个甲烷（CH4）分子燃烧后会产生一个二氧化碳（CO2）分子和两个水蒸气（H2O）分子。而乙烷（C2H6）和丙烷（C3H8）等其他成分的燃烧反应也可以通过类似的方式进行计算。
然后，我们需要知道燃烧产物的分子量。二氧化碳的分子量为44
g/mol，水蒸气的分子量为18 g/mol。根据这些数据，我们可以计算天然气燃烧后产生的烟气量。
假设我们有一个包含100g天然气的样品。首先，我们需要计算甲烷（CH4）的质量百分比。假设甲烷的质量百分比为90%，其他成分占比为10%。即甲烷的质量为100g*90%=90g。
接下来，我们可以根据甲烷的质量计算产生的二氧化碳和水蒸气的质量。每个甲烷分子燃烧后产生一个二氧化碳分子和两个水蒸气分子，所以二氧化碳和水蒸气的质量分别为：
二氧化碳的质量 = 90 g * (1 mol / 16 g) * (44 g/mol) = 247.5
g 水蒸气的质量 = 90 g * (1 mol / 16 g) * (18 g/mol) * 2 =
202.5 g
最后，我们可以将二氧化碳和水蒸气的质量相加，得到天然气燃烧后产生的总烟气量。即：247.5g+202.5g=450g。
总结一下，天然气燃烧后产生的烟气量可以通过计算不同成分的燃烧产物的质量，然后将其相加得到。这个计算过程基于天然气的组成和燃烧反应式。同时，需要注意的是这个计算过程仅针对理想条件下的燃烧，实际情况可能存在其他因素导致烟气量的变化。
天然气燃烧后烟气量计算 2
天然气燃烧后烟气量计算
1Nm3 的天然气燃烧后到底能产生多少烟气量，很多人在纠结这个问题，如果按照化学
方程式的质量守恒定律来计算， 毫无疑问，能够计算出来，但是过程非常繁琐，现在推荐一
种简单易懂的计算方法：
天然气燃烧过程 CH4+2O 2=CO 2+2H 2O
从化学方程式，我们可以发现， 1 份天然气燃烧需要 2 份氧气，而空气中氧气的含量为
21%，所以燃烧 1 份天然气需要 9.52 份空气：
3 3
空气中氧气量 所需空气量 3
理论产生的烟气量 3
天然气 Nm 氧气量 Nm Nm Nm
1 2 21% 9.52 10.52
也就是说
1Nm3 天然气燃烧后理论上可以产生
10.52Nm3 的烟气，但是大部分内燃机为
了保证天然气充分燃烧，
在燃烧时通入的空气往往大于
2 倍的天然气， 这个空气过量值叫作
空气过量系数，数值约为
2，即
1 份天然气在燃烧时实际上需要
4 份氧气（
19.05 份空气）：
空气过量
天然气 Nm3氧气量 Nm3空气中氧气量 所需空气量 Nm3 理论产生的烟气量 Nm3 实际烟气量 Nm3 系数
1 2 21% 9.52 2 10.52 20.05
当然这个过量系数也不一定都为 2，每种内燃机或者锅炉可能有所不同，具体看厂家提
供的数据。
注：以上单位都为标准立方，可根据烟气温度利用公式 P1.V1/T1=P2.V2/T2 换算单位。
天然气燃烧后烟气量计算 3
天然气燃烧后烟气量计算
Prepared on 22 November 2020
天然气燃烧后烟气量计算
1Nm3的天然气燃烧后到底能产生多少烟气量，很多人在纠结这个问题，如果按照化学方程式的质量守恒定律来计算，毫无疑问，能够计算出来，但是过程非常繁琐，现在推荐一种简单易懂的计算方法：
天然气燃烧过程CH4+2O2=CO2+2H2O
从化学方程式，我们可以发现，1份天然气燃烧需要2份氧气，而空气中氧气的含量为21%，所以燃烧1份天然气需要份空气：
天然气Nm3 氧气量Nm3 空气中氧气量 所需空气量Nm3 理论产生的烟气量Nm3
1 2 21%
也就是说1Nm3天然气燃烧后理论上可以产生的烟气，但是大部分内燃机为了保证天然气充分燃烧，在燃烧时通入的空气往往大于2倍的天然气，这个空气过量值叫作空气过量系数，数值约为2，即1份天然气在燃烧时实际上需要4份氧气（份空气）：
天然气Nm3 氧气量Nm3 空气中氧气量 所需空气量Nm3 空气过量系数 理论产生的烟气量Nm3 实际烟气量Nm3
1 2 21% 2
当然这个过量系数也不一定都为2，每种内燃机或者锅炉可能有所不同，具体看厂家提供的数据。
注：以上单位都为标准立方，可根据烟气温度利用公式T1=T2换算单位。