组分含量对水基热气溶胶灭火剂燃速影响规律的研究_周晓猛

2006年1月第8卷第1期中国工程科学Engineering Science

Jan .2006Vol .8No .1

研究报告

[收稿日期]　2004-10-09

[基金项目]　国家重点基础研究发展计划(九七三)资助项目(2001CB409600)

[作者简介]　周晓猛(1975-)男,山东济宁市人,中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室博士研究生

组分含量对水基热气溶胶灭火剂

燃速影响规律的研究

周晓猛1,廖光煊1,潘仁明2

(1.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥　230026;

2.南京理工大学化工学院,南京　210094)

[摘要]　水基热气溶胶灭火剂是以替代哈龙为目的而研制的新一代灭火剂。通过水基热气溶胶灭火剂在燃烧

器中燃烧,产生以水蒸气和惰性气体为主体的气溶胶灭火介质,经冷却后,排放到被保护空间,对火灾实施有效扑救。因此,水基热气溶胶灭火剂在燃烧器中的燃烧速度,对其灭火效率有重要影响。研究了硝酸钾、催化剂(caty1)、水分、淀粉等组分含量对水基热气溶胶灭火剂的平均质量燃速的影响规律。

[关键词]　灭火剂;气溶胶;哈龙;替代物;燃烧速度[中图分类号]

X932

[文献标识码]

A

[文章编号]

1009-1742(2006)01-0072-05

1　前言

由于哈龙灭火介质对大气臭氧层的破坏作用,

联合国通过了一系列公约对其进行限用或禁用[1,2]

。气溶胶灭火剂是为替哈龙灭火介质而开发

的新一代灭火剂[3,4]

。已经产业化的气溶胶灭火剂如EBM 、气龙等,在灭火时产生的灭火介质中由于含有大量的碱金属氧化物固体颗粒,其灭火介质具有能导电、易腐蚀等缺陷[5～8]。为了克服气溶胶灭火剂的这些不足,作者所在的气溶胶研究小组开发了一种称之为水基热气溶胶的新型灭火剂,此灭火剂产生的灭火介质中不仅水汽质量分数在50%以上;而且不含碱金属氧化物固体颗粒(固体颗粒质量分数低于1.0%[9]

)。由于水汽在灭火过程中不仅对火灾具有窒息作用,还可以通过汽化吸收热量—冷凝释放热量—再汽化吸收热量—再冷凝释放热量的循环过程分散热量,降低火场局部温度[8]

,因此,水基热气溶胶灭火剂不但具有传统气溶胶灭火剂灭火高效的长处,而且具有无污染,无腐蚀等优点,故广泛应用。水基热气溶胶灭火剂的灭火效率主要由2个因素决定:一为灭火浓度,它反映了灭火剂产生的灭火介质灭火能力;二为灭

火介质的释放速度,即灭火剂燃烧速度,它反映了灭火剂产生的气溶胶灭火介质在着火空间达到灭火浓度所需的时间[10,11]。然而,如果水基热气溶胶灭火剂的燃烧速度过快,燃烧器中由于燃烧产生的惰性气体不能及时释放而压力急剧升高,达到一定程度后就会发生爆炸。为了选择水基热气溶胶灭火剂在燃烧器中适宜的的燃烧速度,作者研究了硝酸钾、催化剂(caty1)、水分、淀粉等组分含量对水基热气溶胶灭火剂的平均质量燃速的影响规律。

2　实验

1.1　实验样品

实验用水基热气溶胶灭火剂为红褐色粉状混合物,由主氧化剂、可燃物、催化剂、燃速调节剂及少量水分组成,平均粒径在150μm 以下。氧系数是指实际存在的氧化剂(元素O )量与被氧化组分(可燃物)经燃烧氧化成最终产物时所需的氧化剂(元素O )量之差。对水基热气溶胶灭火剂而言,氧化性元素为O ,可燃元素为C ,H ,N 和金属元素。为了将在燃烧过程中产生的不完全燃烧产物,如CO ,NO 等量降低到最小,配方中各组分氧系数之和设计为零,也就是说金属元素转化为全价氧

化物,C ,H 分别转化为CO 2和H 2O ,N 转化为N 2时,不存在多余或不足的氧量。

1.2　实验装置与测试方法

1)实验装置由点火启动器、计时器、燃烧器、点火具等组成,燃烧测量装置如图1所示。利用该装置可测定燃速和记录观察实验现象。实验用的点火具与燃烧器的形状尺寸有良好的匹配关系,点火具能瞬间全面点燃灭火剂。在点火瞬间由计时器记录燃烧时间,并由此推算灭火剂的平均质量燃速

。

图1　燃烧测量装置图

Fig .1　The combustion measure devise 2)灭火装置中燃烧器结构如图2所示。图

1图2　全尺度灭火装置中燃烧器结构图Fig .2　Burner construction in full -scale

fire extinguishing device

所示燃烧测量装置中的燃烧器结构和图2中全尺度灭火装置使用的灭火器有较好的相似性。例如:水基热气溶胶燃烧过程中产生的液态产物都可以由沟槽排出,燃烧过程比较稳定,起始段和结束段燃烧速度基本相同。因此,燃烧速度的测量结果可真实

反映灭火过程中的燃烧速度。1.3　实验方案及相关条件

1)测定w (KNO 3)对水基热气溶胶灭火剂燃烧速度影响实验条件如下:初温10℃;试样100.0±0.5g ;燃烧器为圆筒型,尺寸见图3;秒表计时,精确度为±0.01s ;点火装置由NGI -1型点火具、导线和电源组成。

2)测定w caty l 对水基热气溶胶灭火剂燃烧速度影响实验条件:w caty l =0.5%～2.0%;灭火剂由w 氧化剂=83.0%(包括KNO 3);w 可燃物=16.8%(包括淀粉)和w (H 2O )=0.2%组成。其他条件同1)。

3)测定w (H 2O )对水基热气溶胶灭火剂燃烧速度影响实验条件:w (H 2O )=0～0.58%;w catyl =0;其他条件同2)。

点火电压6V ;w (KNO 3)=0～77.7%

图3　燃烧器结构图

Fig .3　Burner co nstruction in combustion

measure device 4)测定w 淀粉对水基热气溶胶灭火剂燃烧速度影响实验条件:w catyl =0;其他条件同2)。

2　实验结果与讨论

2.1　KN O 3的加入量对水基热气溶胶灭火剂平均

质量燃速的影响

图4是不同KNO 3含量配方中灭火剂平均质量燃速实测值。燃速每点平行测3次,取平均值。由图4可知,随着KNO 3含量增加,水基热气溶胶灭火剂的燃速总体上呈上升趋势,当w (KNO 3)在0～58.59%范围内变化时,对燃烧速度影响不敏感;当w (KNO 3)在58.59%～79.62%范围内变化时,

随KNO 3含量的微量增加燃速急剧增大。

实验中可以观察到当灭火剂中加入KNO 3后,在燃烧过程中灭火剂表面有液态物质生成,并均匀地覆盖在燃烧表面上。理论分析可知液态物质是由

73第1期周晓猛等:组分含量对水基热气溶胶灭火剂燃速影响规律的研究

图4　KNO3含量与对应灭火剂的燃速关系曲线

Fig.4　The relation curve betw een combustion

rate and concentration of KNO3

K2O和KOH组成的混合物,反应式为[12,13]

KNO3+Fuel※K2O

K2O+H2O※KOH

在高温燃烧的条件下,K2O和可燃物分解产物可进行下列反应[14]:

K2O+C※CO+2K+

2K2O+C※CO2+4K+

这些反应均为吸热反应,故由K2O和KOH组成的混合物覆盖在燃烧面上能使火焰温度降低,并减少已经汽化的可燃烧分子裂解成自由基的能量,抑制燃烧反应。同时,由表1可知,随KNO3的加入,灭火剂的活化能降低,故燃烧反应随KNO3含量增加又呈现加快趋势。当KNO3含量较低时,由于液态物质生成量很小,故加快作用强于遏制作用,因此灭火剂的燃烧速度随KNO3含量增加而上升;当KNO3含量达到一定量时,K2O和KOH 组成的混合物对燃烧的强烈遏制作用占踞主导地位,故灭火剂的燃烧速度随KNO3增加而下降;但当KNO3含量进一步增加时,灭火剂初期的快速燃烧反应使生成的液态物质不能在燃烧面上形成积累,从而没有形成对燃烧反应的抑止作用,故此时燃速随KNO3含量增加而增加。

表1　KNO3加入量和活化能间的关系

Table1　The KNO3content and

co rrespo nding active energy

试样123 w(KNO3)/%18.0946.3567.55

活化能/kJ·mol-1151.0191.2848.05

2.2　催化剂对燃速的影响

图5是催化剂(caty1)含量与燃烧速度之间的关系曲线。其中,每个燃烧速度数据重复测量3次,取平均值。由图5可知w caty为0%～1.0%范围内时,燃烧速度随caty1含量的增加而上升,当w caty1在1.0%～2.0%范围内时,燃烧速度随caty1含量的增加而下降。

图5　caty1含量与对应的灭火剂燃速曲线图

Fig.5　The relation curve between combustion

rate and catalyzer content

水基热气溶胶灭火剂是由颗粒状的氧化剂和还原剂组成的自身含氧的固体燃烧剂,与复合推进剂相比,其组成、燃烧特性极为相似。为此作者借助复合推进剂的燃烧模型来分析提高水基热气溶胶灭火效率的基本途径。

美国科学家Summerfield在分析复合推进剂组成特征和燃烧特征的基础上,提出了复合推进剂的GDF燃烧模型,并建立了复合推进剂线形燃速与压力p之间的关系式[15]:

1/r=a/p+b(d)/p1/3(1)其中:a为化学反应时间参数,与推进剂的性质有关。b(d)值大小反映了扩散火焰的扩散混合速度对燃速的控制程度,与推进剂的粒度有关。

表达式分别如下:

a=

ρp R u T g

M g

×

c s(T s-T0)-Q s

λg(T g-T s)B·ex p(-E g/R u T g)

1/2

(2)

b(d)=μ1/3ρp

R u T g

M g

5/6

×

c s(T s-T0)-Q s

λg(T g-T s)(p0D g0)

1/2

(3)其中D g0为标准大气压下气体扩散系数的平均值; p0为标准大气压;T0为标准温度;C s为比热; Q s为灭火剂汽化时净放热量[16]。

由式(1),式(2)和式(3)可知,采用以下

74中国工程科学第8卷

途径将有利于燃速的提高:a .提高灭火剂导热系数和增加反应放热量;b .降低反应活化能;c .降低热容,增强气相燃烧反应向固相的热反馈。作者采用催化剂的主要成分是铝粉和Fe 2O 3。增加铝粉含量可以提高灭火剂的导热系数,增加反应放热量,故灭火剂燃烧速度有随铝粉含量增加而上升的趋势;Fe 2O 3通常在水基热气溶胶灭火剂配方中作为正催化剂使用,它一方面降低了复合推进剂的反应活化能,另一方面提高了反应过程中的热反馈,故Fe 2O 3对灭火剂燃烧也有增强作用[17]。然而,当在灭火剂组分中加入铝粉和Fe 2O 3时,灭火剂燃烧生成的液态残液不仅变得粘稠,且量也增加。由于灭火剂燃烧表面的液态残液会减少气相反应向固相的热反馈,所以燃烧速度又随铝粉含量增加而下降。

2.3　水分对水基热气溶胶灭火剂燃烧速度的影响

表2列出不同水分含量下水基热气溶胶灭火剂燃速实测值。燃速每点平行测3次,取平均值。

表2　不同水分含量对应的灭火剂燃速Table 2　The water content and corresponding

combustio n rate

w (H 2O )/%0.580.130.060R m /g ·cm -2

·s -1

·10

-2

1.99

2.94

3.00

3.12

由表2可知水分含量越高,燃烧速度越慢,水分含量与燃速基本呈反比关系。水分对灭火剂燃烧

速度的影响是由于水为惰性物质,在100℃时发生汽化并吸收大量的热,因而在灭火剂燃烧时,水分使得燃烧速度降低。

2.4　淀粉对水基热气溶胶灭火剂燃速的影响

表3为不同淀粉含量下水基热气溶胶灭火剂燃烧速度实测值。燃速每点平行测3次,取平均值。

表3　不同淀粉含量及对应的燃速Table 3　The amylum content and corresponding

combustio n rate

序号12345w 淀粉/%

5.010.015.020.0R m /g ·cm -2·s -1·10-23.83

3.18

1.62

1.44

1.41

从图6及表3可知随着淀粉含量的增加,燃烧速度变慢;w 淀粉低于10.0%时,灭火剂的燃烧速度随淀粉含量增加显著下降,当w 淀粉高于10.0%

时,燃烧速度随淀粉含量增加下降趋势趋于和缓。

因为和木粉相比较,淀粉的燃烧活化能更高,由复合推进剂的GDF 燃烧模型可以得出,活化能升高,燃烧速度下降

[15]

。

图6　不同淀粉含量与对应的燃速Fig .6　The relation curve between combustion

rate and amy lum content

3　结论

1)KNO 3的加入,可以大幅度提高水基热气溶胶灭火剂的产气速率,这有利于减少喷射时间,提高灭火效率。

2)适量加入金属催化剂caty 1可以提高燃速,caty1加入量过大,水基热气溶胶灭火剂燃烧速度降低。

3)降低灭火剂中的含水量有利于提高水基热气溶胶灭火剂的燃烧速度。

4)在灭火剂中加入淀粉,灭火速度降低,由此可以通过改变水基热气溶胶灭火剂可燃物中木粉和淀粉的比率来调节燃速。

参考文献

[1]Tapsco tt R E .Halo n fire ex tinguishing substitutes [J ].Fire &Safety M agazine ,2001,6～11

[2]

Tapsco tt R E ,Skaggs S R ,Dierdo rf D .Perfluoroalkyl idodides and other new -generation Halon -replacements [A ].ACS

Symp .Ser ,

1995,

611(Halon

Replacements )[C ].151～60

[3]陈继承.中国淘汰哈龙行动[M ].北京:中国环境科学出版社,2000.3～126

[4]潘仁明,周晓猛.“哈龙”替代物的现状和发展趋势[J ].民爆器材,2001,(4):30～34

[5]

余明高,廖光煊,等.哈龙替代产品的研究现状及发展趋势[J ].火灾科学,2002,11(2):108～112

75第1期周晓猛等:组分含量对水基热气溶胶灭火剂燃速影响规律的研究　

[6]松全才,丁士友,金韶华.活性高效灭火组合物及

其制备方法[P].中国专利:99116719.7,1997

-04-02

[7]卞建峰.郭鸿宝.气溶胶灭火机理及其应用探讨

[J].消防技术与产品信息,2001,7(4):40～42 [8]景中兴.高效灭火剂及其制备方法[P].中国专

利:93105871.6,1994-11-30

[9]周晓猛,潘仁明,刘玉海,等.充装条件对水基热

气溶胶灭火剂燃速影响规律的研究[J].火灾科

学,2002,11(2):76～78

[10]王清安.城市火灾与燃烧[M].合肥:中国科技大

学工程热物理系,1990.175～148

[11]Drakin N V.P rocess and apparatus for ex tinguishing

fires by a gas-aerosal mixrure[P].Eur.Pa t.A ppl.

EP976,423[12]Jia F,Gslea E R,Patel M K.T he numerical

simulation o f fire spread w ithin a compartment using an

integrated gas and solid phase combustion model[J].

J Appl Fire Sci,1999,8(4):327～352

[13]Zhegrov E F.M ulticomponent aerosal-fo rming fire

ex tinguishers co ntaining flame suppressants and

combustion inhibitors[P].PCT Int.Appl.WO

0015,305

[14]Drakin N V.Process and apparatus fo r ex tinguishing

fires by a gas-aerosol mix ture[P].Eur.Pat,Appl.

EP976423

[15]吴颐伦.碱金属碳酸氢盐干粉灭火剂灭火机理

[J].消防技术与产品信息,2001,(12):29～32 [16]王克秀,等.固体推进剂及燃烧[M].北京:国防

工业出版社,1983.129～133

The Influence of Compositions of Water Aerosol

Fire-extinguishing Agent on Its Combustion Rate

Zhou Xiaomeng1,Liao Guangxuan1,Pan Renming2

(1.State Key Laboratory of Fire Science,US TC,Hefei　230027,China;

2.Nanjing U niversity of Science and Tec hnology,Nanjing　210094,China)

[A bstract]　The w ater aerosol fire-extinguishing agent(WAE)is a new generation of Halon replacement. When the fire is taking place,WAE will rapidly burn and generate a great deal of inert g as,hot mist and a little amount of particulates.After those combustion product are cooled in the cooling layer,they w ill be discharged into the ambience and ex tinguish the fire.So,to WAE,the combustion rate has an important effect on the fire ex tinguishing efficiency.This article mainly discusses the influence law of WAE's compositions on combustion rate.

[Key words]　fire extinguishing agent;aerosol;Halon replacement;combustion rate

(cont.from p.57)

A New Algorithm of Fractal Image Coding

Wang Xiuni1,Jiang Wei1,Wang Licun2

(1.College of Information Science and Engine ering,Shandong University,

Jinan　250100,China;2.School of Com munication and In form ation Engineering,

U niversity of Electronic Scienc e and Technology,Chengdu　610054,China)

[A bstract]　Because it takes too much of time in fractal im age coding,the paper analyses the factors that affect the speed of fractal image coding,and proposes a novel idea by using the refo rmed variance(tentatively) to improve image fractal compression performance.A theorem is proved that the IFS canno t change the image blocks'refo rmed variance.Mo reover,it gives a novel fractal im age compression method based on the reformed v arianc e.The simulatio n results illuminate that the new method can run fast,at the same time it can improve the PSN R w hen com pared w ith other fast algorithms.

[Key words]　fractal coding;image com pression;variance

76中国工程科学第8卷

烟气流量计算公式

锅炉烟尘测试方法 1991—09—14发布1992—08—01实施 国家技术监督局 国家环境保护局发布 1、主题内容与适用范围 本标准规定了锅炉出口原始烟尘浓度、锅炉烟尘排放浓度、烟气黑度及有关参数的测试方法。 本标准适用于GBl3271有关参数的测试。 2、引用标准 GB l0180 工业锅炉热工测试规范 GB l327l 工业锅炉排放标准 3、测定的基本要求 3.1 新设计、研制的锅炉在按GBl0180标准进行热工试验的同时，测定锅炉出口原始烟尘浓度和锅炉烟尘排放浓度。 3.2 新锅炉安装后，锅炉出口原始烟尘浓度和烟尘排放浓度的验收测试，应在设计出力下进行。 3.3 在用锅炉烟尘排放浓度的测试，必须在锅炉设计出力70%以上的情况下进行，并按锅炉运行三年内和锅炉运行三年以上两种情况，将不同出力下实测的烟尘排放浓度乘以表l中所列出力影响系数K，作为该锅炉额定出力情况下的烟尘排放浓度，对于手烧炉应在不低于两个加煤周期的时间内测定。 表1 锅炉实测出力占锅炉设计出力的百分数,% 70-《75 75-《80 80-《85 85-《90 9 0-《95 》=95 运行三年内的出力影响系数K 1.6 1.4 1.2 1.1 1.05 1 运行三年以上的出力影响系数K 1.3 1.2 1.1 1 1 1 3.4 测定位置： 测定位置应尽量选择在垂直管段，并不宜靠近管道弯头及断面形状急剧变化的部位。测定位置应距弯头、接头、阀门和其他变径管的下游方向大于6倍直径处，和距上述部位的上游方向大于3倍直径处。 3.5 测孔规格： 在选定的测定位置上开测孔，在孔口接上直径dn为75mm，长度为30mm左右的短管，并装上丝堵。 3.6 测点位置、数目： 3.6.1 圆形断面：将管道断面划分为适当数量的等面积同心圆环，各测点均在环的等面积中心线上，所分的等面积圆环数由管道直径大小而定，并按表2确定环数和测点数。 表2 圆形管道分环及测点数的确定 管道直径D,mm 环数测点数 《200 1 2 200-400 1-2 2-4 400-600 2-3 4-6 600-800 3-4 6-8 800以上4-5 8-10

锅炉烟气量估算方法完整版

锅炉烟气量估算方法集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

常用锅炉烟气量估算方法 烧一吨煤，产生1600×S%千克SO2，1万立方米废气，产生200千克烟尘。3L!p+A)H#y&z9H#^ 烧一吨柴油，排放2000×S％千克SO2，1.2万立米废气；排放1千克烟尘。 烧一吨重油，排放2000×S％千克SO2，1.6万立米废气；排放2千克烟尘。 大电厂，烟尘治理好，去除率超98%，烧一吨煤，排放烟尘3-5千克。4b4p3u#E0W 普通企业，有治理设施的，烧一吨煤，排放烟尘10-15千克；)u%S!h+k%X,g0] 砖瓦生产，每万块产品排放40-80千克烟尘；12-18千克二氧化硫。 规模水泥厂，每吨水泥产品排放3-7千克粉尘；1千克二氧化硫。9^)e8|$w/q+P 乡镇小水泥厂，每吨水泥产品排放12-20千克粉尘；1千克二氧化硫。;~#I+I8I!]"h8q 物料衡算公式：8v;_$M*U'V8T;~ 1吨煤炭燃烧时产生的SO2量＝1600×S千克；S含硫率，一般0.6-1.5%。若燃煤的含硫率为1%，则烧1吨煤排放16公斤S O2。,C8Sr9W"L&J 1吨燃油燃烧时产生的SO2量＝2000×S千克；S含硫率，一般重油1.5-3%，柴油0.5-0.8%。若含硫率为2%，燃烧1吨油排放40公斤SO2。'J5D"G3m2C$\*U6p 排污系数：燃烧一吨煤，排放0.9-1.2万标立方米燃烧废气，电厂可取小值，其他小厂可取大值。燃烧一吨油，排放1.2－1.6万标立方米废气，柴油取小值，重油取大值。 【城镇排水折算系数】0.7~0.9，即用水量的70-90%。2E#C1W&]'g3V+Q+Q 【生活污水排放系数】采用本地区的实测系数。。*B-t?G1f:U)N)j 【生活污水中COD产生系数】60g/人.日。也可用本地区的实测系数。9S1s-]1`*h3m._9E*t!A%@'i 【生活污水中氨氮产生系数】7g/人.日。也可用本地区的实测系数。使用系数进行计算时，人口数一般指城镇人口数；在外来较多的地区，可用常住人口数或加上外来人口数。 【生活及其他烟尘排放量】按燃用民用型煤和原煤分别采用不同的系数计算： 民用型煤：每吨型煤排放1~2公斤烟尘9E-R)m)O1A9H9Y4C(C 原?煤：每吨原煤排放8~10公斤烟尘 一、工业废气排放总量计算 1.实测法/d2G%D.c1d*].x-C

影响飞行的六大气象因素(新版)

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 影响飞行的六大气象因素(新版)

影响飞行的六大气象因素(新版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 国航飞行在韩国失事，引起众人关注，那么影响飞机安全的因素究竟有哪些呢？据有关报道称，国航CA129航班在韩国釜山附近失事时，釜山机场正值大雾，能见度低。那么，影响飞机飞行的气象因素有哪些呢？有关专家向记者介绍了6大气象因素。 1．气压、气温、大气密度。这些因素影响飞机起飞和着陆时的滑跑距离，影响飞机的升限和载重以及燃料的消耗。 专家指出，飞机的准确落地和高空飞行离不开场压和标准大气压，而气温对飞机的载重和起飞、降落过程的滑跑距离影响较大。随气温的升高，空气密度变小，产生的升力变小，因此飞机载重也随着减小，同时起飞滑跑距离变长。 2．风。风影响着飞机起飞和着陆的滑跑距离和时间。专家介绍说，一般飞机都是逆风起降，侧风不能过大，否则无法起降。航线飞行，顺风减少油耗，缩短飞行时间，顶风则相反。但易造成飞行事故的是风切变，它占航空事故的20%左右，这是风的不连续性造成的，具有时

胶体的稳定性和聚沉作用

8.4 胶体的稳定性和聚沉作用 8.4.1 溶胶的稳定 根据胶体的各种性质。溶胶稳定的原因可归纳为: (1) 溶胶的动力稳定性 胶粒因颗粒很小，布朗运动较强，能克服重力影响不下沉而保持均匀分散。这种性质称为溶胶的动力稳定性。影响溶胶动力稳定性的主要因素是分散度。分散度越大，颗粒越小，布朗运动越剧烈，扩散能力越强，动力稳定性就越大，胶粒越不溶易下沉。此外分散介质的粘度越大，胶粒与分散介质的密度差越小，溶胶的动力稳定性也越大，胶粒也越不溶易下沉。 (2) 胶粒带电的稳定作用 下图表示的是一个个胶团。蓝色虚线圆是扩散层的边界，虚线圆以外没有净电荷， 呈电中性。因此，当两个胶团不重迭时，如左图，它们之间没有静电作用力，只有胶粒间的引力，这种引力与它们之间距离的三次方成反比，这和分子之间的作用力（分子之间的作用力与分子之间距离的六次方成反比）相比，是一种远程力，这种远程力驱使胶 团互相靠近。当两个胶团重迭时，如右图，它们之间就产生静电排斥力。重叠越多，静电排斥力越大。如果静电排斥力大于胶粒之间的吸引力，两胶粒相撞后又分开，保持了溶胶的稳定。胶粒必须带有一定的电荷才具有足够的静电排斥力，而胶粒的带电量与ζ电势的绝对值成正比。因此，胶粒具有一定的ζ电势是胶粒稳定的主要原因。 (3) 溶剂化的稳定作用 物质和溶剂之间所起的化合作用称为溶剂化，溶剂若为水，则称水化。憎液溶胶的胶核是憎水的，但它吸附的离子都是水化的，因此增加了胶粒的稳定性。由于紧密层和分散 层中的离子都是水化的，这样在胶粒周围形成了水化层。实验证明，水化层具有定向排列 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － 胶核 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － 胶核

实验 溶胶的制备及其稳定性

实验溶胶的制备及其稳定性 一、实验目的 1．了解溶胶的制备方法 2．了解影响溶胶聚沉的因素 3．了解大分子物质对溶胶的保护作用 二、实验原理 胶体是指一种或几种物质以一定的分散程度（粒子直径在1~100nm）分散在另一种物质中所形成的体系。其中以固体分散在水中的溶胶最为重要。以下讨论的都是指这种水溶胶。 溶胶的基本特征为： ◆它是多相体系，相界面很大； ◆胶粒大小在1～100nm； 它是热力学不稳定体系（要依靠稳定剂使其形成离子或分子吸附层，才能得到暂时的稳定）。要制备出比较稳定的溶胶必须满足两个条件： （1）固体分散相粒子大小必须在胶体分散度的范围内。 （2）胶粒在液体介质中要保持分散，不聚结（一般需加稳定剂）。 溶胶的制备方法通常可分为两类: a.分散法：即把较大的物质颗粒变为胶体大小的质点。常用的分散法有： （1）机械作用法，如用胶体磨或其它研磨方法把物质分散； （2）电弧法，以金属为电极通电产生电弧，金属受高热变成蒸气，并在液体中凝聚成胶体质点； （3）超声波法，利用超声波场的空化作用，将物质撕碎成细小的质点，它适用于分散硬度低的物质或制备乳状液； （4）胶溶作用，由于溶剂的作用，使沉淀重新“溶解”成胶体溶液。 b.凝聚法：即把物质的分子或离子聚会成胶体大小的质点。常用的凝聚法有： （1）凝结物质蒸气； （2）变换分散介质或改变实验条件（如降低温度）使原来溶解的物质变成不溶； （3）在溶液中进行化学反应，生成一不溶解的物质。 溶胶的性质与其结构有关。本实验用AgNO3和过量的KI所制备的AgI 溶胶（A）的胶团结构表示式如下：

[(AgI)m ·n I －·)(x n -K + ]-x ·x K + 此溶胶由m 个AgI 组成胶核。由于KI 过量，溶液中还剩有K +、NO 3－、I －等离子。因 为胶核可有选择地吸附与其组成相类似离子的倾向，所以I － 在胶核表面优先吸附，使胶核 带上了负电荷。溶液中与其电性相反的K +（反离子）也部分被吸附在胶核表面形成吸附层，胶核和吸附层构成胶粒，剩下的其余反离子松散的分布在胶粒外面，形成扩散层。扩散层和胶粒合称为胶团。在溶胶中胶粒是独立运动单位。因此AgI 溶胶（A ）的胶粒是带负电的。 本实验用过量的AgNO 3和少量的KI 制成的AgI 溶胶（B ）的胶团结构简图如下： [(AgI)m ·n Ag ＋·)(x n -NO 3－ ]+x ·x NO 3－ 同理可推断出AgI 溶胶（B ）的胶粒是带正电的。 由于胶粒带电是导致其具有稳定性的原因之一。因此，电解质的加入或带相反电荷溶胶的混合，都将破坏胶团的双电层结构，使溶胶发生聚沉。电解质能使溶胶聚沉，其起主要作用的是与胶粒带相反电荷的离子，这种离子价态越高，聚沉溶胶的能力越强。一般说来，反号离子的聚沉能力是： 三价 ＞ 二价 ＞ 一价 但不成简单的比例。此外，电解质在溶胶中的浓度越大，必越有利于溶胶的聚沉。 通常把能使溶胶聚沉所需的电解质的最低浓度称为聚沉值（m mol ? L -1 ）。 聚沉值＝10001??V V M 式中：M 为外加电解质溶液浓度（mol ?L -1），V1为发生聚沉时所加电解质溶液的最小体积（mL ），为发生聚沉时溶胶的总体积（mL ）。正常电解质的聚沉值与胶粒电荷相反离子价数的6次方成反比。 亲液胶体（如动物胶、蛋白质等）的稳定性主要决定于胶粒表面的溶剂化层，因此加入少量盐类不会引起明显的沉淀。但若加入酒精等能与溶剂紧密结合的物质，则能使亲液胶体聚沉。亲液溶胶的聚沉常常是可逆的，即加入过多的酒精等物质时，聚沉的亲液溶胶又能自动地转变为胶体溶液。当在憎液溶胶里加入适量的大分子物质溶液，可提高憎液溶胶对电解质的稳定性，这种作用叫大分子对溶胶的保护作用。 三、仪器与试剂 烧杯（200mL 、100mL ），玻璃漏斗，试管，滤纸，酒精灯。 酸碱：HCl （0.1 mol ·L －1），NH 3·H 2O （2 mol ·L － 1）。 盐类：FeCl 3 （5%），KI （0.1mol ·L －1、0.01mol ·L －1），KCl （2.5mol ·L － 1）， AgNO 3（0.1mol ·L －1、0.01mol ·L －1），AlCl 3（1%）， K 2CrO 4（0.1mol ·L － 1）， K 3[Fe(CN)6]（0.01mol ·L －1），HCl （0.000043 mol dm -?），其它：明胶（0.5％）。

工业炉窑烟气湿度计算方法

工业炉窑烟气湿度计算方法 〔摘要〕本文指出国标《工业炉窑烟尘测试方法》(cb以y79一88)烟气湿度及流理计算方法的局限性，认为该方法仅适用于饱和或非饱和烟气，对于烟气中的水是汽液两相共存的情况，利用该方法计算得的烟气湿度大于实际值，并提出了解决方法。 1前言 为得到管道中流动烟气的湿度和流量，国标《工业炉窑烟尘测试方法))(gd9(为7一88) 规定了测试和计算方法，提出了相应的计算方法。通过分析，本文认为该方法在解决实际问题时存在局限性。 2国标中相应的计算公式 在国标《工业炉窑烟尘测试方法》中给出了烟气湿度、体积百分数、流量等计算公式，即 烟气湿度计算公式 式中际一为烟气的含湿量，岁纯干空气;m一为单位时间冷凝水量，岁而n;卿一为测量状态下流量计读数，时/而n;tc一为流量计前烟气的绝对温度，k;尸r为流量计前压力计的读数，姗任19;b。一为大气压力，n切任19;肠一为冷凝器后烟气的含湿量，岁kg干空气。 g柑按式(2)计算: 式中p，一为冷凝器出口烟气温度t(℃)相应的饱和水蒸气分压为，潮妇g。 烟气中水蒸气含量的体积百分数瑞计算公式 在标准状态下，干烟气密度端计算公式

式中味的单位为甲n时干烟气;c仇，仇，姚，co分别为各种烟气成分的体积百分数，%。 在标准状态下，湿烟气密度认计算公式 式中而的单位为甲n时的湿烟气。 烟气流速计算公式 式中v。为测定断面上的平均流速，m/s; icp一为皮托管修正系统;卜为管道内湿烟气的密度，kg/m3湿烟气;h一j为测定断面的烟气平均动压，}20i g为重力加速度9.81 m/护。 在测定工况下的烟气流量计算公式 式中q一为测定工况下的烟气流量，衬湿烟气/h;f为测定断面面积。 3公式中存在的问题 3.1烟气含湿量计算公式 为说明存在的问题，下面简要推导一下公式(1)、(2)。 公式(l)左这第一项为冷凝下来的水经过转化后，烟气所具有的含湿量，左边第二项为在冷凝状态下，饱和状态烟气的含湿量。管道中烟气的总含湿量为两项之和。对于左边第一项，其推导过程为 在非标定工况下，当通过流量计的流量为缪时，通过的实际流量为 根据气体状态方程

锅炉烟气量估算方法

常用锅炉烟气量估算方法 烧一吨煤，产生1600×S%千克SO2，1万立方米废气，产生200千克烟尘。3 L! p+ A) H# y& z 9 H# ^ 烧一吨柴油，排放2000×S％千克SO2，1.2万立米废气；排放1千克烟尘。 烧一吨重油，排放2000×S％千克SO2，1.6万立米废气；排放2千克烟尘。 大电厂，烟尘治理好，去除率超98%，烧一吨煤，排放烟尘3-5千克。4 b4 p3 u# E0 W 普通企业，有治理设施的，烧一吨煤，排放烟尘10-15千克；) u% S! h+ k% X, g0 ] 砖瓦生产，每万块产品排放40-80千克烟尘；12-18千克二氧化硫。 规模水泥厂，每吨水泥产品排放3-7千克粉尘；1千克二氧化硫。9 ^) e8 |$ w/ q+ P 乡镇小水泥厂，每吨水泥产品排放12-20千克粉尘；1千克二氧化硫。; ~# I+ I8 I! ]" h8 q 物料衡算公式：8 v; _$ M* U' V8 T; ~ 1吨煤炭燃烧时产生的SO2量＝1600×S千克；S含硫率，一般0.6-1.5%。若燃煤的含硫率为1 %，则烧1吨煤排放16公斤SO2 。, C8 S r9 W" L& J 1吨燃油燃烧时产生的SO2量＝2000×S千克；S含硫率，一般重油1.5-3%，柴油0.5-0.8%。若含硫率为2%，燃烧1吨油排放40公斤SO2 。' J5 D" G3 m2 C$ \* U6 p ?排污系数：燃烧一吨煤，排放0.9-1.2万标立方米燃烧废气，电厂可取小值，其他小厂可取大值。燃烧一吨油，排放1.2－1.6万标立方米废气，柴油取小值，重油取大值。 【城镇排水折算系数】0.7~0.9，即用水量的70-90%。2 E# C1 W& ]' g3 V+ Q+ Q 【生活污水排放系数】采用本地区的实测系数。。* B- t G1 f: U) N) j 【生活污水中COD产生系数】60g/人.日。也可用本地区的实测系数。9 S1 s- ]1 `* h3 m. _9 E * t! A% @' i 【生活污水中氨氮产生系数】7g/人.日。也可用本地区的实测系数。使用系数进行计算时，人口数一般指城镇人口数；在外来较多的地区，可用常住人口数或加上外来人口数。 【生活及其他烟尘排放量】按燃用民用型煤和原煤分别采用不同的系数计算： 民用型煤：每吨型煤排放1~2公斤烟尘9 E- R) m) O1 A9 H9 Y4 C( C 原煤：每吨原煤排放8~10公斤烟尘

烟气露点计算及烟囱冷凝水量计算方法及结果

7 烟气露点计算及烟囱冷凝水量计算方法及结果 7.1 烟气中水蒸汽露点温度的计算 当已知烟气中的含湿量dg(g/kg 干烟气)时，可按下式计算烟气中的水蒸汽露点温度（水露点）t DP : 1) 当dg=3.8g/kg ～160g/kg 时： t DP.O = ]} )/804(lg[ 21433.0{491.7]} )/804(lg[ 21433.0{908.236dg P d dg P d g d g g g d g g +?+-+?+??ρρ , ℃; (7.1-1) 2) 当dg=61g/kg ～825g/kg 时 t ’DP ·O =]} )/804(lg[20974.0{4962.7]} )/804(lg[ 20974.0{1.238dg P d dg P d g d g g g d g g +?+-+?+??ρρ , ℃; (7.1-2) 式中： Pg ——烟气的绝对压力， kPa ； dg ——烟气含湿量 g/kg 干烟气； ρg ——干烟气密度 kg/Nm 3。 7.2 烟气酸露点温度的计算 a. 按燃煤成分为基准的计算方法 燃煤锅炉的烟气酸露点按下述公式计算： t Dp =t Dp.o +n sp S 05 .1.) (3 1β℃ (7.2-1) 式中： t Dp.o ——烟气中纯水露点温度，按7.1确定。 S SP 。——燃料折算硫分，%·g/kcal ，按可燃硫S c.ar 计算： S sP =S c.ar × ar net Q .4182 (7.2-1a) n ——指数，表征飞灰含量对酸露点影响的程度； n=αfly ·A sP 。 α fly ——飞灰份额，对煤粉炉αfly =0.8～0.9；

胶体溶液的稳定性

胶体溶液的稳定性 胶体分散系统的稳定性主要取决于水化作用与胶粒的电荷二因素，现将亲水胶和疏水胶的稳定性分别讨论如下： （a）亲水胶体的稳定性 主要靠其强的溶剂化作用与胶粒的水化层。由于胶粒周围的水化层阻碍了粒子的相互聚结，水化层越厚，稳定性越大。因此，凡能破坏胶粒水化层的因素，均能引起亲水胶体的不稳定。如在亲水胶体中添加少量电解质时，不会因相反电荷的离子作用而引起凝结。一旦水化层被除去，形成了疏水胶粒后，则很容易发生凝结面析出沉淀。例如阿拉伯胶、琼脂等胶液中添加乙醇脱水后，胶粒失去水化层，遇阳离子即发生凝结。同样，若在亲水胶体中加入大量电解质，由于电解质离子本身具强烈的水化性质，加入后，脱掉了胶粒的水化层，也必引起凝结与沉淀。此作用称为盐析。 在亲水胶体中加入大量乙醇、丙酮、糖浆等脱水剂，亦可使溶剂化了的胶粒水化层破坏，脱水而析出。或者虽未析出，但对电解质的敏感性增加而更易盐析。亲水胶体若久经光、热、空气等影响而发生化学变化，其变化产物又具有较小的溶解度时，也会出现凝结现象。如在胶体溶液中加入不相混合的液体后通电，或猛烈振摇，或煮沸、冰冻时，均能产生部分或全部胶粒的凝结。紫外线与X射线亦能使胶液对电解质敏感。 （b））疏水胶体的稳定性 由于其胶粒不能水化而主要靠粒子表面带相同电荷，互相排斥才免于凝结而得稳定。但疏水胶粒只有在构成吸附层的吸附离子和部分异性离子存在时才能带电而具一定程度稳定性。若将疏液胶体（一般指溶胶）中少量电解质用透析法除去，胶粒失去电荷，胶体就产生凝结而沉淀。因此，胶体中必须有少量电解质的存在作稳定剂，其正负电荷组成胶粒的双电层结构，使疏水胶粒带一定量电荷而达到一定程度的稳定作用。电解质的加入量必须适当，若加入过多，随着外加离子浓度的增加，可将原来分布在扩散层中的异性离子挤到吸附层中，使其离予吸附层较远的扩散层中异性离子向吸附层靠近，使扩散层逐渐变薄，降低了起稳定作用的电位。当电位降至临界值下，胶粒发生凝结。可见溶胶对电解质是敏感的。

烟气流量及含尘浓度的测定

实验一烟气流量及含尘浓度的测定 一、实验意义和目的 大气污染的主要来源是工业污染源排出的废气，其中烟道气造成的危害极为严重。因此，烟道气(简称烟气)的测试是大气污染源监测的主要内容之一。测定烟气的流量和含尘浓度对于评价烟气排放的环境影响、检验除尘装置的功效有重要意义。通过本实验应达到以下目的： (1)掌握烟气测试的原则和各种测量仪器的使用方法； (2)了解烟气状态(温度、压力、含湿量等参数)的测量方法和烟气流速、流量等参数的计算方法； (3)掌根烟气含尘浓度的测定方法。 二、实验原理 (一)采样位置的选择 正确地选择采样位置和确定采样点的数目对采集有代表性的并符合测定要求的样品是非常重要的。采样位置应取气流平稳的管段．原则上避免弯头部分和断面形状急剧变化的部分，与其距离至少是烟道直径的1.5倍，同时要求烟道中气流速度在5m/s化以上。而采样孔和采样点的位置主要根据烟道的大小及断面的形状而定。下面说明不同形状烟道采样点的布置。 1.圆形烟道 采样点分布见图1-1(a)。将烟道的断面划分为适当数目的等面积同心圆环，各采样点均在等面积的中心线上，所分的等面积圆环数由烟道的直径大小而定。 2.矩形烟道 将烟道断面分为等面积的矩形小块．各块中心即采样点，见图1-1(b)。不同面积矩形烟道等面积分块数见表1-1。 烟道断面面积/m2等面积分块数测点数 <1 2×2 4 1～4 3×3 9 4～9 4×3 12 3.拱形烟道 分别按圆形烟道和矩形烟道采样点布置原则,见图1-1(c)。 图1-1 烟道采样点分布图 （a）圆形烟道；（b）矩形烟道；（c）拱形烟道 (二)烟气状态参数的测定

胶体的稳定性和聚沉作用

胶体的稳定性和聚沉作用 摘要：化学物品胶体已经广泛应用于现代生活，了解胶体的稳定性和聚沉作用对于我们高效利用有很大帮助。 关键词：稳定性胶体聚沉电解质 溶胶的稳定 根据胶体的各种性质。溶胶稳定的原因可归纳为: （1）溶胶的动力稳定性 胶粒因颗粒很小，布朗运动较强，能克服重力影响不下沉而保持均匀分散。这种性质称为溶胶的动力稳定性。影响溶胶动力稳定性的主要因素是分散度。分散度越大，颗粒越小，布朗运动越剧烈，扩散能力越强，动力稳定性就越大，胶粒越不溶易下沉。此外分散介质的粘度越大，胶粒与分散介质的密度差越小，溶胶的动力稳定性也越大，胶粒也越不溶易下沉。 (2) 胶粒带电的稳定作用 下图表示的是一个个胶团。蓝色虚线圆是扩散层的边界，虚线圆以外没有净电荷，呈电中性。因此，当两个胶团不重迭时，如左图，它们之间没有静电作用力，只有胶粒间的引力，这种引力与它们之间距离的三次方成反比，这和分子之间的作用力（分子之间的作用力与分子之间距离的六次方成反比）相比，是一种

远程力，这种远程力驱使胶 团互相靠近。当两个胶团重迭时，如右图，它们之间就产生静电排斥力。重叠越多，静电排斥力越大。如果静电排斥力大于胶粒之间的吸引力，两胶粒相撞后又分开，保持了溶胶的稳定。胶粒必须带有一定的电荷才具有足够的静电排斥力，而胶粒的带电量与ζ电势的绝对值成正比。因此，胶粒具有一定的ζ电势是胶粒稳定的主要原因。 (3) 溶剂化的稳定作用 物质和溶剂之间所起的化合作用称为溶剂化，溶剂若为水，则称水化。憎液溶胶的胶核是憎水的，但它吸附的离子都是水化的，因此增加了胶粒的稳定性。由于紧密层和分散层中的离子都是水化的，这样在胶粒周围形成了水化层。实验证明，水化层具有定向排列结构，当胶粒接近时，水化层被挤压变形，它有力图恢复定向排列结构的能力，使水化层具有弹性，这成了胶粒接近时的机械阻力，防止了溶胶的聚沉。 以上影响溶胶稳定的三种因素中，尤以带电因素最重要。 溶胶的聚沉 溶胶中的分散相颗粒相互聚结而变大，以至最后发生沉降的现象称为聚沉。一般ζ电势的绝对值大于0.03伏时，溶胶是稳定的。造成溶胶聚沉的因素很多，如浓度、温度、光的作用、搅拌、外加电解质、胶体相互作用和高分子化合物的作用等，其中尤以外加电解质和胶体相互作用最为重要。

烟气流量计算公式

锅炉烟尘测试方法 1991-０９-１4发布19９2—０8—０1实施 国家技术监督局?国家环境保护局发布?1、主题内容与适用范围?本标准规定了锅炉出口原始烟尘浓度、锅炉烟尘排放浓度、烟气黑度及有关参数得测试方法。 本标准适用于GBl３271有关参数得测试。?2、引用标准?GB l018０工业锅炉热工测试规范?GB l327l 工业锅炉排放标准 3、测定得基本要求 3、１新设计、研制得锅炉在按GBl0180标准进行热工试验得同时,测定锅炉出口原始烟尘浓度与锅炉烟尘排放浓度。?３。2 新锅炉安装后,锅炉出口原始烟尘浓度与烟尘排放浓度得验收测试,应在设计出力下进行。 3。3在用锅炉烟尘排放浓度得测试,必须在锅炉设计出力70％以上得情况下进行,并按锅炉运行三年内与锅炉运行三年以上两种情况,将不同出力下实测得烟尘排放浓度乘以表l中所列出力影响系数K,作为该锅炉额定出力情况下得烟尘排放浓度,对于手烧炉应在不低于两个加煤周期得时间内测定。?表１ 锅炉实测出力占锅炉设计出力得百分数,% 70-《７5 75—《８0 80—《85 8５—《９０90－《９5 》=95 运行三年内得出力影响系数Ｋ 1.6 １。４１、2 1.１ 1.05１ 运行三年以上得出力影响系数K 1.3 1。2 １.１1１ 1 3、４测定位置: 测定位置应尽量选择在垂直管段,并不宜靠近管道弯头及断面形状急剧变化得部位。测定位置应距弯头、接头、阀门与其她变径管得下游方向大于６倍直径处,与距上述部位得上游方向大于3倍直径处。 ３、5 测孔规格: ?在选定得测定位置上开测孔,在孔口接上直径dn为75mm,长度为30mm左右得短管,并装上丝堵、 3、6 测点位置、数目: ３.6．１圆形断面:将管道断面划分为适当数量得等面积同心圆环,各测点均在环得等面积中心线上,所分得等面积圆环数由管道直径大小而定,并按表２确定环数与测点数。?表2圆形管道分环及测点数得确定 20０－4０0 1-２２-４?4０?管道直径Ｄ,mm 环数测点数?《200 1 ２? 8003－4 6－8 - 600 ０－600 2－3 4－6 ? ８00以上４-５8—10 ?当测定现场不能满足３、4条所述要求时,对圆形管道应增加与第一测量直径成90°夹角得第二测量直径,总测点数增加一倍、 测点距管道内壁距离如图1所示,按表3确定。 图1 测点距圆形管道内壁得距离表示法(以3环为例) 表3 测点距管道内壁距离(以管道直径D计) ? 测点数环数 1 2 ３4 5 10、１4６0。０６7 0.044 0、０33 0.022 0。７50 0.29４０。195 0、1 2 0、85４0、２50 0、14６０、1050.082 ?3 46 ?4 ０。93３0。7０60。３21 0、227 5 0.85４0。679 0。３４４

锅炉烟气量、烟尘、二氧化硫的计算

一、烟气量的计算： 0V －理论空气需求量（Nm 3 /Kg 或Nm 3 /Nm 3 （气体燃料））； ar net Q ?－收到基低位发热量（kJ/kg 或kJ/Nm 3 （气体燃料））； daf V －干燥无灰基挥发分（％） ； V Y －烟气量（Nm 3/Kg 或Nm 3/Nm 3（气体燃料））； α－过剩空气系数, α=αα?+0。 1、理论空气需求量 daf V >15％的烟煤： daf V <15％的贫煤及无烟煤： 61.04145Q ar net 0+= ?V 劣质煤ar net Q ?<12560kJ/kg ： 455.04145 Q ar net 0+= ?V 液体燃料： 21000Q 85.0ar net 0+? =?V 气体燃料，ar net Q ?<10468kJ/Nm 3： 1000 Q 209.0ar net 0?? =V 气体燃料，ar net Q ?>14655kJ/Nm 3 ： 25.01000 Q 260.0ar net 0-? =?V 2、实际烟气量的计算 （1）固体燃料 无烟煤、烟煤及贫煤： 0ar net Y )1(0161.177.04187 1.04Q V V -++?α＝ ar net Q ?<12560kJ/kg 的劣质煤： 0ar net Y )1(0161.154.04187 1.04Q V V -++?α＝ （2）液体燃料： 0ar net Y )1(0161.14187 1.1Q V V -+?α＝ （3）气体燃料： ar net Q ?<10468kJ/Nm 3时： 0ar net Y )1(0161.10.14187 0.725Q V V -++?α＝ ar net Q ?>14655kJ/Nm 3 时： 0ar net Y )1(0161.125.04187 1.14Q V V -+-?α＝

脱硫烟气量计算

项目名称符号单位公式及计算设计煤种校对煤种一炉内石灰石脱硫 收到基硫份St,ar%已知 1.91 1.94燃煤中的含硫量燃烧后氧化成SO2的份 额 (3)P4Ks脱硫除尘表11 炉内脱硫效率η1%脱硫除尘表80.0080.00 Ca/S（钙硫比）β脱硫除尘表 1.3 1.3炉膛出口过剩空气系统αl烟风量表 1.18 1.18空气的绝对湿度（含湿量）(2)P327d g水/kg空气烟风量表 4.12 4.12反应方程式 S + O2= SO2 分子量 32 64 St,ar*Ks △m SO2 1除去的SO2量（质量流量）△m SO2kg/kg煤2*Ks*St,ar0.0380.039 除去的SO2量（体积流量）（1）P129△ＶＳo2 Nm3/kg煤2*Ks*St,ar*22.4/64=0.7*Ks*St,ar =△m SO2*22.4/64 0.01340.0136 反应方程式CaCO3 + SO2 + 0.5*O2 = CaSO4 + CO2 摩尔量 1 0.5 1 △Ｖso2 △Ｖo2 △Ｖco2 2脱硫消耗的O2量（体积流量）（1）P129△Ｖo2Nm3/kg煤0.5*△ＶＳo2=0.35*Ks*St,ar*0.00670.0068脱硫消耗的O2量（质量流量）△m O2kg/kg煤64/22.4*△Ｖo20.019100.01940 3脱硫消耗的理论干空气量（体积流量）（1）P128△Ｖ0CFB Nm3/kg煤△Ｖo2 /0.21=1.66*Ks*St,ar0.031830.03233脱硫消耗的实际湿空气量（体积流量）（1）P128△ＶCFB Nm3/kg煤α（1+0.0016d)*△Ｖ0CFB0.037810.03840 CaCO3煅烧增加的CO2排放（体积流量）（1）P128△Ｖ'Co2Nm3/kg煤β*△ＶＳo2=β*Ks*St,ar*η10.01740.0177

烟气行业颗粒物流量工况与标况换算计算公式

工况烟气与标况烟气换算公式： 101325 273273Xsw -1C'Cw s a s P B t +?+??=）（Cw —实际烟气状况下颗粒物断面浓度平均值，3 /mg m ； C ’—标准状态下颗粒物断面浓度平均值，3/mg m ； Ts —测定断面平均烟温，℃；a B —测定期间的大气压，Pa s P —测定断面烟气静压，Pa； Xsw —测定断面烟气平均含湿量，%。

标况到折算的换算公式： σ αα?=C'C C —折算成过量空气系数为α时的颗粒物或气态污染物排放浓度，3/mg m ；C’—标准状态下颗粒物或气态污染物实测平均浓度，3 /mg m ；α—在测点实测的过量空气系数； s α—有关排放标准中规定的过量空气系数。标准过量空气系数的换算公式： 2 s 2121Xo -=α2Xo —有关排放标准中规定的基准氧含量。

排放率换算公式： -6 10Qsn c'G ??=G —颗粒物或气态污染物排放率，kg/h; C’—标准状态下颗粒物或气态污染物实测平均浓度，3 /mg m ；Qsn —标准状态下干排烟气量，h m /3。标况烟气流量： ∑-=n 1 Qsn Q n Q —标准状态下干烟气排放总量；Qsn —标准状态下干排烟气量，h m /3。 工况流量与标况流量换算公式：

)1(101325273273Xsw Ps Ba t Qs Qsn s -?+?+?=Qsn —标准状态下干烟气流量，h m /3； Ba —大气压力，Pa； Ps —烟气静压，Pa； s t —烟温，℃； Xsw —烟气中含湿量，%。湿烟气流量： Vs F 3600Qs ? ?=Qs —工况下湿烟气流量，h m /3； F —测定断面的面积，2m 。烟气流速的计算： Vp Kv Vs ?=

胶体稳定性的DLVO 理论

65 胶体稳定性的DLVO 理论 胶体(憎液溶胶)是一个高度分散的系统，它有很大的表面自由能，且具有自发降低表面自由能的倾向，这就是说，在本质上，憎液溶液胶属于热力学不稳定系统。某些物理条件的改变，特别是电解质的加入，会显著地影响它的稳定性，使它聚集而沉淀。早在一个世纪前，Schulze(舒尔茨)和Hardy(哈迪)就经验发现，异号离子的电荷数对溶胶的聚沉影响很大。电荷数(价数)愈高，聚沉能力愈大。如果将使溶胶聚沉的电解质最低浓度称为聚沉值，则一价、二价和三价异号离子的聚沉值之比约为66)31(:)21(:1，这个规律称为Schulze —Hardy 规则。怎样解释这个规则，就成了胶体稳定性理论必须面对的首要任务。直到上个世纪的四十年代，这个问题才被两位前苏联学者Дерягин(杰里亚金)、Ландау(朗道)和两位荷兰学者Verwey(弗威)和Overbeek(奥弗比克)所解决，因此，称为DLVO 理论。本专题就专门来介绍这个理论。鉴于理论是建立在数学解析的基础上，下面的介绍只取推导的结果，而将介绍的重心放在物理意义上。 1．DLVO 理论 这个理论完全着眼于溶胶粒子的作用势能与粒子间距的关系。认为粒子间存在着两个相互制约的作用力，一是van der Waals 引力，它要使粒子兼并而聚沉。另一是扩散双电层重迭所引起的静电斥力，它是维护溶胶稳定的原因。因此，溶胶是否能够相对地稳定就取决于这两种力谁占据优势，DLVO 理论的首要任务便是分别计算粒子之间的引力和斥力势能与粒子间距的定量关系。 (1) 粒子间的van der Waals 引力势能 如所周知，分子之间是存在短程的van der Waals 引力的，这种力的大小与分子间距的7次方成反比。它包括分子间的偶极—偶极作用，偶极与诱导偶极的作用和分子间的色散作用。后者亦称London 力，在胶体中常常起着主要的作用，量子力学算得，London 力的引力势能与分子间距的关系可由下式表示 662A 4 3???=?=x x h V βνα (65-1) 式中h 为Planck 常数, ν为分子的特征振动频率，α为分子的极化率，x 为分子间距，负号表示吸引。由于νh 近似地等于分子的解离势，故可近似认为β具有简单的加和性。 1937年，Hamaker(哈梅克)假设溶胶粒子间的引力势能等于一个粒子中的任意一个分子与另一粒子中的任意分子之间的引力势能的加和。从而导得溶胶粒子间的引力势能表示式为 H Ar V 12A ?= (65-2) 式中r 为粒子半径，H 为粒子表面间的最短距离，A 为物性常数，称为Hamaker 常数。不过，式(65-2)只适用于r H <<的情况，由式(65-2)可见，对于指定得溶胶，离子间的引力势能仅与粒子和粒子间的几何因素有关，而且导得的粒子间引力势能随距离增大的衰减要比式（65-1）所示的慢得多。 现在的关键在于Hamaker 常数A 的确定和计算。原则上，有两种计算方法：一是微观法，即根据溶胶粒子所含的分子或原子数，以及它们的解离势和极化率等微观性质，按粒子

燃煤锅炉烟气量计算

燃煤锅炉烟气量计算 2010-12-10 14:43:55| 分类：默认分类 | 标签：燃烧 so2 二氧化硫排放量烟尘|举报|字号订阅 煤和油类燃烧产生大量烟气和烟尘，烟气中主要污染物有尘、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等。各种污染物排放量的经验数据和计算方法如下： 通常情况下，煤中的可燃性硫占全硫分的70%～90%，一般取80%。根据硫燃烧的化学反应方程式可以知道，在燃烧中，可燃性硫氧化为二氧化硫，1克硫燃烧后生成2克二氧化硫，其化学反应方程式为： S+O2＝SO2 根据上述化学反应方程式，有如下公式： G＝2×80%×W×S%×（1－η）＝16WS（1－η） G——二氧化硫排放量，单位：千克（Kg） W——耗煤量，单位：吨（T） S——煤中的全硫分含量 η——二氧化硫去除率，% 【注：燃油时产生的二氧化硫排放量G＝20WS（1－η）】 例：某厂全年用煤量3万吨，其中用甲地煤1.5万吨，含硫量0.8%，乙地煤1.5万吨，含硫量3.6%，二氧化硫去除率10%，求该厂全年共排放二氧化硫多少千克。 解：G＝16×（15000×0.8＋15000×3.6）×（1－10%） ＝16×66000×0.9＝950400（千克） 经验计算： 根据生产过程中单位产品的经验排放系数进行计算，求得污染物排放量的计算方法。只要取得准确的单位产品的经验排放系数，就可以使污染物排放量的计算工作大大简化。因此，我们要通过努力，不断地调查研究，积累数据，以确定各种生产规模下的单位产品的经验排放系数。如生产1吨水泥的粉尘排放量为20～120千克。

废气： 燃烧1吨煤，排放9000～12000万Nm3燃烧废气；燃烧1吨油，排放10000～18000万Nm3废气，柴油取小值，重油取大值。 SO2： 燃烧1吨煤，产生16S千克SO2。S为燃煤硫份，一般为0.6～1.5%。如硫份为1.5%时，燃烧1吨煤产生24千克SO2 。 燃烧1吨油，产生20S千克SO2。S为燃油硫份，一般为重油0.5～3.5%，柴油0.5～0.8%。如硫份为2%时，燃烧1吨油产生40千克SO2 。 烟尘： 燃烧1吨煤，产生1.5A～4A千克烟尘。A为燃煤灰份，一般为15～30%，。如灰份为15%时，燃烧1吨煤产生30千克烟尘（此算法仅适用于手烧炉、链条炉、往复炉、振动炉，一般振动炉在3A，其余一般在2A）。 燃烧1吨柴油，产生1.2千克烟尘；燃烧1吨重油，产生2.7千克烟尘。 注：计算SO2、烟尘排放量时要考虑除尘设施的去除率η，公式如下 排放量＝产生量×（1－η） 炉渣：燃烧1吨煤，产生0.144A/15吨炉渣。如燃煤灰份为30%时，燃烧1吨煤产生0.288吨炉渣（此算法仅适用于手烧炉、链条炉、往复炉。振动炉经验系数为燃烧1吨煤产生0.126A/15吨炉渣）

烟气露点计算及烟囱冷凝水量计算方法及结果

7 烟气露点计算及烟囱冷凝水量计算方法及结果 7.1 烟气中水蒸汽露点温度的计算 当已知烟气中的含湿量dg(g/kg 干烟气)时，可按下式计算烟气中的水蒸汽露点温度（水露点）t DP : 1) 当dg=3.8g/kg ～160g/kg 时： t DP.O =]} )/804(lg[21433.0{491.7]} )/804(lg[21433.0{908.236dg P d dg P d g d g g g d g g +?+-+?+??ρρ , ℃; (7.1-1) 2) 当dg=61g/kg ～825g/kg 时 t ’DP ·O =]} )/804(lg[20974.0{4962.7]} )/804(lg[20974.0{1.238dg P d dg P d g d g g g d g g +?+-+?+??ρρ , ℃; (7.1-2) 式中： Pg ——烟气的绝对压力， kPa ； dg ——烟气含湿量 g/kg 干烟气； ρg ——干烟气密度 kg/Nm 3。 7.2 烟气酸露点温度的计算 a. 按燃煤成分为基准的计算方法 燃煤锅炉的烟气酸露点按下述公式计算： t Dp =t Dp.o +n sp S 05.1.)(3 1 β ℃ (7.2-1) 式中： t Dp.o ——烟气中纯水露点温度，按7.1确定。 S SP 。——燃料折算硫分，%·g/kcal ，按可燃硫S c.ar 计算： S sP =S c.ar ×ar net Q .4182 (7.2-1a) n ——指数，表征飞灰含量对酸露点影响的程度； n=αfly ·A sP 。 αfly ——飞灰份额，对煤粉炉αfly =0.8～0.9；

锅炉废气排放量计算解析

1.工业废水排放量＝工业新鲜用水量×80％ 2.燃煤废气量计算公式∶ Ｖ＝（α＋ｂ）×Ｋ×Ｑ低×Ｂ÷10000 式中：Ｖ—燃煤废气量（万标立方米） α—炉膛空气过剩系数（见表１） ｂ—燃料系数（见表２） Ｋ＝1.1 Ｑ低—煤的低位发热值，取Ｑ低＝5200大卡 Ｂ—锅炉耗煤量（吨） 3.燃煤二氧化硫排放量计算公式∶ Ｇ＝2×0.8×Ｂ×Ｓ×（1－η） 式中：Ｇ—燃煤二氧化硫排放量（吨） Ｂ—锅炉耗煤量（吨） Ｓ—煤中全硫分含量。 η—二氧化硫脱除率。 4.煤粉炉、沸腾炉和抛煤机炉燃煤烟尘产生量计算公式∶

Ｇ＝ ( Ｂ×Ａ×ｄfh ) / ( １－Ｃ fh ) ×1000 其他炉型燃煤烟尘产生量计算公式∶ Ｇ＝Ｂ×Ａ×ｄfh×1000 燃煤烟尘排放量＝Ｇ×（1－η） 燃煤烟尘排放量＝Ｇ×η 式中：Ｇ—燃煤烟尘产生量（千克） Ｂ—锅炉耗煤量（吨） Ａ—煤的灰份，有化验的取实测值、无化验的取Ａ＝26.99％ｄfh—烟气中烟尘占灰份量的百分数（见表3），取中间值Ｃfh—烟尘中可燃物的百分含量，煤粉炉取4～8％、沸腾炉取15～25％ η—除尘器的除尘效率。 5.燃煤氮氧化物产生量计算公式∶ ＧＮＯＸ＝1630×Ｂ（β×ｎ＋10-6×Ｖy×ＣＮＯＸ） 式中：ＧＮＯＸ—燃煤氮氧化物产生量（千克） Ｂ—锅炉耗煤量（吨）

β—燃料氮向燃料型NO的转变率（％）；与燃料含氮量n 有关。普通燃烧条件下，燃煤层燃炉为25～50％，燃油锅炉32～40％，煤粉炉20～25％。 ｎ—燃料中氮的含量（％），见表4 Ｖy—1千克燃料生成的烟气量（标米3／千克），取7.8936标米3／千克。 ＣＮＯＸ—燃烧时生成的温度温度型NO的浓度（毫克／标米3），通常可取70ppm， 即93.8毫克／标米3。 6.燃煤炉渣产生量≈耗煤量÷3 7.对于一般锅炉燃烧一吨煤，约产生下列污染物： Ⅰ产生0.78936万标立方米燃料燃烧废气； Ⅱ产生32.00千克二氧化硫； Ⅲ产生0.33333吨炉渣； Ⅳ产生53.98千克烟尘； Ⅴ产生9.08千克氮氧化物。 8.对于废水中污染物的排放量：