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近红外光谱技术在化学分析方面的应用进展研究? 近红外光谱 技术在化学分析方面的应用进展研究 【摘要】本文简单阐述了近红外光谱( NIRS )分析技术的发展和应用现状,并且 也对近红外光谱分析技术在 石油化工 、农业、制药工业等化学分析领域的广泛应用作了详细 阐述 。相信随着近红外光谱技术的不断发展进步 , 尤其是随着仪器和光谱处理化学计量学软件的国产化及各类模型的开发 , 近红外光谱作为一种绿色、快速、高效、适合在线的分析技术将会在更多的领域得到开发和应用 , 并将逐渐代替传统的化学分析方法 , 有望为人类带来巨大的经济和社会效益。 【关键词】近红外光谱; 化学分析;石油化工;农业;制药; 1 绪论 1.1 引言 近红外光谱 ( NIRS ) 按 ASTM 定义 , 是指物质在波长 780nm~2526nm 之间的吸收光谱 , 这个范围的电磁波是人们认识最早的非可见光区域。根据经典力学理论和量子力学理论 , 化合物的近红外光谱产生取决于化学键振动的非谐性。由于含氢基团的非谐性常数最大 , 它们在近红外光谱中占主导地位。一般有机物在近红外光谱吸收主要是含氢基团 (OH, CH, NH, SH, PH) 等倍频和合频吸收。另外 , 有机物的一些主要结构和组成都可以在他们的近红外光谱中找到信号 , 而且谱图稳定 , 获取光谱容易 , 所以近红外光谱分析非常适用分析有机样品。加之光谱仪器 , 特别是测量附件技术的发展 , 近红外光谱仪已经能够非常方便和快速地测量固体样品 , 液体样品 , 均匀的和非均匀的样品 , 低温或高温下的样品 , 强酸和强碱等样品的光谱。因此 , 近红外光谱分析技术被广泛用于化学分析中 [1] 。 1.2 近红外光谱技术的发展过程 第一台近红外光谱仪的分光系统( 50 年代后期)是滤光片分光系统,测量样品必须预先干燥,使其水分含量小于 15% ,然后样品经磨碎,使其粒径小于 1 毫米 ,并装样品池。此类仪器只能在单一或少数几个波长下测定(非连续波长),灵活性差,而且波长稳定性、重现性差,如样品的基体发生变化,往往会引起较大的测量误差!“滤光片”被称为第一代分光技术。 70 年代中期至 80 年代,光栅扫描分光系统开始应用,但存在以下不足:扫描速度慢、波长重现性差,内部移动部件多。此类仪器最大的弱点是光栅或反光镜的机械轴长时间连续使用容易磨损,影响波长的精度和重现性,不适合作为过程分析仪器使用。“光栅”被称为第二代分光技术。 80 年代中后期至 90 年代中前期,应用“傅立叶变换”分光系统,但是由于干涉计中动镜的存在,仪器的在线可靠性受到限制,特别是对仪器的使用和放置环境有严格要求,比如室温、湿度、杂散光、震动等。“傅立叶变换”被称为第三代分光技术。 90 年代中期,开始有了应用二极管阵列技术的近红外光谱仪,这种近红外光谱仪采用固定光栅扫描方式,仪器的波长范围和分辨率有限,波长通常不超过 1750nm 。由于该波段检测到的主要是样品的三级和四级倍频,样品的摩尔吸收系数较低,因而需要的光程往往较长。“二极管阵列”被称为第四代分光技术。 90 年代末,来自航天技术的“声光可调滤光器”(缩写为 AOTF )技术的问世,被认为是“ 90 年代近红外光谱仪最突出的进展” .[9] AOTF 是利用超声波与特定的晶体作用而产生分光的光电器件,与通常的单色器相比,采用声光调制即通过超声射频的变化实现光谱扫描,光学系统无移动性部件,波长切换快、重现性好,程序化的波长控制使得这种仪器的应用具有更大的灵活性,尤其是外部防尘和内置的温、湿度集成控制装置,大大提高了仪器的环境适应性,加之全固态集成设计产生优异的避震性能,使其近年来在工业在线和现场(室外)分析中得到越来越广泛的应用,“声光可调滤光器”被称为第五代分光技术 [5] 。 近红外光谱的应用可追溯到 1939 年 , 在其后的 20 年间 , 由于缺乏仪器基础 , 实际应用非常有限 , 直到上世纪 60 年代美国 Norris 博士提出相对 NIR 分析技术 , 即物质的含量与近红外区内多个不同的波长点吸收峰呈线性关系 , 并利用 NIR 满反射技术测定了农副产品中的水分、蛋白、脂肪等 , 才使其成为实际分析技术 ,1980 年后 , 随着计算机技术的迅速发展 , 带动了分析仪器的数字化和化学计量学科的发展 , 加之近红外光谱在测样技术上所独有的不损害样品的特点 , 在各方面的应用研究迅速开展 . 特别是 1990 年以后 , 由于近红外光在光纤中良好的传输特性 , 在线分析成功地应用于各个领域 [4]. 1.3 现代近红外光谱技术的优越性 近红外光谱技术之所以能在短短的 10 多年内,在众多领域得到应用,进而在数据处理及仪器制造方面有如此迅速的发展,主要因为它在有机化合物的分析测定中有以下独特的优越性。 (1) 测试速度快 , 可缩短测试周期 由于光谱的测量过程一般可在 1min 内完成 ( 多通道仪器可在 1Sec 之内完成 ) , 通过建立的校正模型可迅速测定出样品的组成或性质 . (2) 分析效率高 通过一次光谱的测量和已建立的相应的校正模型 , 可同时对样品的多个组成或性质进行测定 . (3) 分析成本低 近红外光谱在分析过程中不消耗样品 , 自身除消耗一点电外几乎无其他消耗 , 与常用的标准或参考方法相比 , 测试费用可大幅度降低 . (4) 测试重现性好 由于光谱测量的稳定性 , 测试结果很少受人为因素的影响 , 与标准或参考方法相比 , 近红外光谱一般显示出更好的重现性 . (5) 样品测量一般勿需预处理 , 光谱测量方便 , 可通过相应的测样器件可以直接测量液体、固体、半固体和胶状类等不同物态的样品 . (6) 便于实现在线分析 由于近红外光谱在光纤中良好的传输特性 , 通过光纤可以使仪器远离采样现场 , 将测量的光谱信号实时地传输给仪器 , 调用建立的校正模型计算后可直接显示出生产装置中样品的组成或性质结果 . (7) 典型的无损分析技术 光谱测量过程中不消耗样品 , 从外观到内在都不会对样品产生影响。鉴于这一特点 , 该技术在活体分析和医药领域正得到越来越多的应用 [2] 。 1.4 现代近红外光谱技术的不足和局限性 首先 , 近红外光区常常是多个振动谱带藏于一个宽峰或者重叠峰下面 , 这就使得大多数近红外光谱有着不同于中红外光谱的信息特征。要精确近红外光谱带的归属是很困难的 , 因为每个近红外光谱带可能是若干个不同基频的倍频和合频带的组合 , 没有锐峰和基线分离的谱峰 , 大量的是重叠谱峰和肩峰。 其次 , 影响近红外谱带位置变化的因素也很多 , 如氢键、溶液稀释和温度升高 , 都可使谱带发生移动。 最后 , 近红外快速检测技术作为一种间接测量技术 , 其测定的准确度依赖于标准方法提供的数据以及化学计量学建立起来的数学模型。标准方法测定数据的准确性 , 数学模型应用的校正样品集是否足够的代表性以及算法的合理性等 , 直接决定了这项技术的精确程度 [2] 。 1.5 我国近红外光谱技术研究状况 我国从 20 世纪 80 年代开始涉足近红外光谱技术的研究 , 首先由北京农业大学用于农产品的品质分析。 " ** " 期间我国把近红外定标软件的研制列入国家攻关计划 , 组织 20 多家研究所联合完成了饲料和农产品的上百个项目的定标工作 , 之后又开发研制了滤光片式 NIR 分析仪 , 这些工作为我国的 NIR 研究奠定了一定的基础。但是由于其硬件系统和软件技术还不够完善方便 , 建成的模型也未能广泛的推广应用 ,NIR 的研究一度处于停滞状态 , 大量 NIR 光谱仪闲置起来 , 造成很大浪费。直到 20 世纪 90 年代中期 , 北京蔬菜研究中心在蔬菜、水果的品质分析方面做了大量的工作 , 研究出 40 多个数学模型 , 在大白菜和西红柿品质育种中发挥了重要作用。金同铭等还利用近红外光谱通过模式识别 , 判别蚕茧的性别。近年来 , 中国石油化工科学院又将 NIR 技术成功用于原油组成和炼油过程中多个指标 ( 辛烷值、密度、馏程等 ) 的同时监控 , 在对现有 NIR 光谱仪充分调研的基础上 , 还提出采用固定光路 ,CCD 器件做检测器的技术路线 , 研制出样机并形成自己的专利技术。 NIR 技术的研究和应用从新得到应有的重视。目前虽然我国 NIR 技术的研究在某些方面已达到国际先进水平 , 但总体情况与国际水平还有大的差距。只有加强协作 , 全国一盘棋 , 建立 NIR 研发中心 , 集中具有丰富经验的专家学者 , 充分利用有限的资金和样品资源 , 一方面充实完善模型数据库 , 另一方面开发价廉便携式的可用于现场检测的近红外光谱仪 , 通过现代网络技术 , 使建立的数学模型更广泛地与终端用户共享 , 并利用丰富的终端样品信息 , 不断修正完善现有模型 , 才能使 NIR 技术真正成为分析的巨人 , 在各个领域发挥作用 [1]. 2 近红外光谱技术在化学分析方面的应用 与传统的化学分析技术相比 , 近红外光谱分析速度快 , 可以实现瞬间分析。另外 , 还由于近红外光谱光子的能量低于可见光及紫外光子 ( 尤其是紫外光子 ) , 分析过程不需要很强的分析光源 , 不会造成人员伤害 , 同时不消耗或很少消耗试剂 , 所以被认为是一种安全的 " 绿色分析 " 技术 , 这使近红外光谱分析技术在石油化工、农业、制药工业等领域得到广泛的应用 [3] 。 2.1 近红外光谱分析技术在石油化工方面的应用 石油化工产品的主要成分是各种烃类化合物 , 其主要官能团是 C-H, 因此特别适合近红外分析 .1986 年 , 美国华盛顿大学工艺分析中心在《 Hydrocarbon Processing 》上发表了一篇用近红外光谱测定汽油辛烷值等质量指标的研究简报揭开了近红外光谱在石油产品品质分析研究方面的序幕 [6] 。 1989 年 Kelly 等人用短波近红外光谱成功测定了汽油辛烷值,标志着近红外光谱技术开始进入石油产品质量分析领域 . 从 1990 年开始 , 美国每年都有关于近红外光谱的专利被申请 , 其主要内容是应用近红外光谱分析技术测定汽油各种质量指标 , 如汽油辛烷值、芳烃含量、含氧化合物含量等 ,1995 年之后的专利也包括近红外仪器方面的内容如光纤传感检测、炼油厂生产工艺控制检测等内容 [10]. 石油产品的性能应该是由组成石油产品的不同化合物性能的综合贡献 , 而这些化合物的性能与构成化合物的分子结构有直接关系 . 但是 , 并不是所有的分子结构集团在近红外光谱中都有相应 . 近红外光谱能够测定的是那些对近红外光谱有相应的结构集团相关的石油产品质量指标 , 而不是所有石油产品质量指标 [7]. 近红外光谱在石油炼制中的应用已涉及石油加工的各个环节 , 并为石化工业带来了巨大的经济效益。如近红外光谱快速测定汽油族组成、测定调和汽油中芳烃、烯烃含量、测定汽油辛烷值、测定汽油中乙醇、测定汽油物性参数、对汽油模糊聚类分析、在汽油调和中的运用等等。由于近红外光谱在样品处理上所独有的优越性 , 使其在高分子合成和加工过程中得到广泛的应用 , 如采用近红外光谱可以测定单体的纯度、聚合物中残留单体的量、聚合度、相对分子质量、交联度、密度、熔融指数等许多指标 [8] 。近红外光谱在聚合物工业中的应用主要在以下几个方面 : 聚合过程的监测、 聚合物化学组成的测定、聚合物结构的测定、 聚合物物性指标的测定、聚合物类型的判别分析 . 2.2 近红外光谱分析技术在农业分析方面的应用 随着科学技术的快速发展和农业生产水平的提高,人们对品质要求也相应提高。尤其随着我国加入 WTO ,只有提高我国农产品的质量,才会在国际市场中具有竞争力。因此,加强品质育种成为当前农作物研究的主要内容。进行农作物品质育种,需要对种质材料进行化学成分分析,而常规的化学分析,不仅需要一系列的预处理,操作繁琐,更遗憾的是将样品破坏,被测定鉴定的好样品已经不能被利用。因此,严重影响育种效率。而应用先进的分析仪器,可以在不破坏样品的情况下测定样品化学成分,是最理想的方法。例如,核磁共振仪( NMR )的出现,使高油玉米育种得到成功 [15] 。但对于核磁共振仪能否同时测定多个指标,还没有报道。而近红外 光谱分析仪器 可以同时测定多个指标,完全满足品质分析的需要。目前, DuPont 公司利用近红外提高玉米含油量(个人通讯), Dyer 指出,“利用近红外单粒分析,我们可以在育种周期中节省一个世代。” [11] 近些年来 , 随着新型近红外仪器的出现和软件的升级 ,NIR 在我国农业领域的应用和研究出现了新局面 , 分析对象涉及到谷物、经济作物、果蔬、饲料、肥料和土壤等。在谷物分析方面 , 分析对象涉及小麦、大麦、玉米等 , 测量指标有水分、蛋白质、脂肪、灰分、淀粉、氨基酸 ( 赖氨酸、苏氨酸和胱氨酸 ) 等化学组成 , 在油料作物方面 , 分析对象涉及黄豆 ( 大豆 ) 籽粒、花生种子、油菜籽等 , 分析指标有水分、蛋白质、脂肪、油分 ( 含油量 ) 、芥酸和硫甙等含量。在水果和蔬菜方面 , 测量对象有黄瓜、大白菜、西红柿、鲜辣椒、苹果、柑橘等 , 分析指标有β - 胡萝卜素、糖分、维生素 C 、粗蛋白中性纤维、糖度、酸度和内部褐变等。在水果检测方面 , 逐渐发展到在线测量分析。在饲料方面 , 测量对象有植物性饲料 , 如黑麦草粉、玉米秸秆、水稻稻草、棉籽粕、菜籽粕、豆粕和玉米等 ; 动物性饲料 , 如鱼粉和肉骨粉等。在肥料方面 , 测定了复混肥中的总氮含量 ; 测定了肉鸡粪便风干样品的主要肥料成分 ( 总氮、磷、总钾、铵态氮和有效钾 ); 利用绵羊粪便的近外光谱 , 定量评定其中的可消化有机物水平和粗白含量。在土壤方面 , 分析指标包括总氮、碱解氮、水分、有机质含量等。 [12] 我国在小麦、菜豆品质分析中已有应用 NIRS 的报道。赵环环等利用傅立叶近红外漫反射光谱技术测定玉米中蛋白质含量 [14] 。中国农科院“ NIR 定标软件研制”列入国家“**”攻关计划,在专用 NIR 品质分析仪上分析了谷物农产品,中国农业大学和厦门大学等在傅里叶变换光谱仪( FTIR )上分析了近红外漫反射光谱分析( NIRDRSA )的研究 [15] 。舒庆尧等 [16] 利用近红外反射光谱测定小样本糙米粉的品质性状,表明用精米粉和糙米粉测定蛋白质含量均有很好效果,而建立表观直链淀粉含量( ACC )回归方程时小样本糙米粉要比精米粉差。利用 NIRS 技术对小样本品质性状的测定结果可以满足育种工作中对大量样本进行初筛的需要。而且,利用 NIRS 可同时对几提高稻米品质测定的效率,对水稻品质育种将起到很大的推动作用 .[13] 另外,近红外分析技术还用在病虫抗性鉴定上。南非 Coetzee 等用近红外分析芽鳞抽提物来预测对 ELDANA SACCHARINA 的抗性。他们目前仅研究环境因子对芽鳞抽提物的影响,以确定此方法是否可用于预测对 E.SACCHARINA 的抗性,此后将研究与抗 E.SACCHARINA 有关的化合物的遗传。这些信息有助于抗性栽培品种的选育和育种计划中抗性亲本的选择。吴秀琴等利用 78 份谷子品种进行抗栗芒蝇试验,近红外分析测定结果与田间鉴定结果吻合率 94.7% 。 [17] 利用 74 份谷子品种进行抗玉米螟试验,近红外分析结果与田间鉴定结果吻合率 82.7% 。因此,有望成为农作物抗虫鉴定的一条新途径。 [18] 2.3 近红外光谱分析技术在药物分析方面的应用 近红外光谱在药物分析中的应用始于 60 年代后期 , 在当时药物成分一般通过萃取以溶液形式测定。现在近红外光谱已广泛用于药物的生产过程控制。近红外光谱在医药分析中的应用包括 : 药物中活性成分的分析 , 如药剂中菲那西丁、咖啡因的分析。近红外光谱在活性成分分析时缺陷是难以满足低含量成分分析的要求 , 一般认为检测限为 0.11% 药物固态剂量分析 , 近红外光谱技术的这一应用被认为是药物分析的重大进步 , 它使近红外光谱技术不在仅局限在实验室当中 , 而是进入过程分析 , 聚合物光谱技术已用于制药过程的混合、造粒、封装、粉磨压片等过程。 [19] 无损形态剂量分析 , 这在成品药物的质量检验中非常重要 , 由于容易实现在线和现场分析 , 从而避免出现批次药物不合格的损失。 [20] 红外光谱快速检测中药复方制剂时分三级鉴定,即对于差异较大的(如不同种类、不同炮制品等)中药复方,仅需一般红外光谱图就可以做出判定,称其为一级鉴定;差异性较小的(如不同产地、不同年限等)中药复方可采用红外光谱图和二阶导数谱图相结合的方法对其并作出判定,此称为二级鉴定;当红外光谱图和二阶导数谱图差异较小时,则可凭借二维相关红外光谱加以判定,此为三级鉴定。这三级鉴定也是相互支持、相互佐证的,这样下来可以基本锁定中药复方制剂的“全貌”——便于鉴定其真伪、优劣及炮制差异等。 [21] 样品的无损处理指既不破坏单味中药的整体性(四气五味、升降沉浮、性味归经等的整体统一),又不破坏方剂配伍性(君臣佐使、相须相使等的整体统一)。在中药复方制剂现代化的进程中,利用红外光谱技术快速、有效、易行可控、产业化程度高的检测能力,可为生产过程的在线、现时检测和药检部门建立快速质检反应机制提供了新的手段,对企业生产的在线监控和药材市场质量监控有重要意义。 [22] 3 结语 以上简要介绍了近红外光谱分析在石油化工、农业、制药工业领域的一些应用。相信随着近红外光谱技术的不断发展进步 , 尤其是随着仪器和光谱处理化学计量学软件的国产化及各类模型的开发 , 近红外光谱作为一种绿色、快速、高效、适合在线的分析技术将会在更多的领域得到开发和应用 , 并将逐渐代替传统的化学分析方法 , 有望为人类带来巨大的经济和社会效益。 通过 30 年来大量的研究,近红外光谱分析技术发展很快。尽管还有各种不足,但随着研究的不断深入,都将会得到解决。而且, NIRS 已不仅用作品质分析,还可利用近红外光谱进行模式识别,把化学成分相近的化合物区分开。另外,对加工中产品质量的在线 (on-line or in-line) 检测与控制,带来了显著的经济效益和社会效益。近红外分析技术是 21 世纪的检测技术,将得到更大的发展和应用 [5] 。 [ ]查看更多 3个回答 . 3人已关注
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各种燃料等价热量换算表? 本文由 盖德化工论坛 转载自互联网 一、各种燃料等价热量换算表 名称 平均发热量 等价标煤(kg) KJ/kg Kcal/kg 重油 41868100001.429 渣油 3768190001.286 柴油 42705102001.457 汽油 43124103001.471 混合煤 2093750000.714 焦炭 2847068000.971 天然气 2558885001.214 焦炉煤气 1800343000.614 压力汽化煤气 1507236000.514 石油液化气 50242120001.714 水煤气 1046725000.357 沼气 2302355000.785 二、常用锅炉的耗煤(油)量 单位:kg/h 锅 炉 型号 SHL 20-30 链条炉 SGZ 10-13 煤粉炉 GKZ 10-13 煤粉炉 6.5-13 抛煤炉 K4—13 KZG2-8 卧式快装炉 SZY 20-13 油炉 ZZ 6.5-13 油炉 蒸发量t/h 10 10 10 6.5 4 2 20 6.5 煤 耗 量 无烟煤 2792 1396 1396 908 646 321 烟煤 3581 1793 1793 1164 828 412 劣烟煤 5347 2574 2574 1739 1236 613 贫煤 3839 1919 1919 1248 888 440 褐煤 6010 3001 3001 1958 1387 689 重油 1662 540 燃料耗用量计算公式:B=D(ig-igs)/Q.η 式中:B—燃料消耗量,㎏/ h; D—锅炉蒸发量,㎏/ h; η—锅炉热效率,%; Q—燃料低位发热量,k J/kg; ig—蒸汽的热焓值,k J/kg; igs—给水焓,k J/kg。 锅炉热效率估算表 锅炉容量(t/h) η ≤1 7.5—68 2—4 65.5—72.2 6.5—10 69.1—74.4 η估算取值:0.2t/h取20%, 1t/h取65%, 2t/h取70%, 4t/h取72% , 10t/h取75%, 20t/h油炉取83%, 35t/h取75%。 各种燃料的低位发热值(Qgd) 燃料 无烟煤 烟煤 褐煤 煤矸石 重油 Qgd 法定计量单位 (kJ/kg) 25121— 32657 20934— 29308 10467— 20934 4187— 8374 37681— 43961 原计单位 ( kcal/kg ) 6000— 7800 5000— 7000 2500— 5000 1000— 2000 9000— 10500 一种Qgd取值(kJ/kg) 20934 12560 40612 标煤为一假设煤种,低热值统一取29308kJ/kg 饱和蒸汽的热焓值 蒸汽绝对压力(kg/cm2) 1 2 3 4 5 热焓 值 法定单位(kJ/kg) 2675 2706 2724 2738 2748 原计单位( kcal/kg ) 638.8 646.3 650.7 635.9 656.3 蒸汽绝对压力(kg/cm2) 6 7 8 9 13 14 热焓 值 法定单位(kJ/kg) 2756 2763 2768 2773 2788 2789 原计单位( kcal/kg ) 658.3 659.9 661.2 662.3 665.6 666.2 三、各类油漆有机溶剂挥发量 油漆类别 有机溶剂挥发量/吨油漆 重量( kg) 体积( m3) 油脂漆类 71 11 天然树脂漆类 311 56 酚醛树脂漆类 341 56 沥青树脂漆类 420 76 醇酸树脂漆类 432 81 氨基树脂漆类 509 131 硝基树脂漆类 537 131 过氯乙烯漆类 668 156 乙烯树脂漆类 569 245 丙烯酸漆类 641 163 聚脂漆类 408 113 环氧树脂漆类 246 64 聚氨酯漆类 340 77 有机硅漆类 370 88 各种橡胶漆类 502 114 香蕉水 1000 243 四、燃料燃烧过程排放的污染物 燃烧1t煤碳排放的各污染物量 (单位:kg/t) 污染物 炉 型 电站锅炉 工业锅炉 采暖炉及家用炉 一氧化碳 0.23 1.36 22.7 碳氢化物 0.091 0.45 4.5 氮氧化物 9.08 9.08 3.62 二氧化硫 16.0S* 注:S*指煤的含硫量(%)。 燃烧1m3油排放的各污染物量 (单位:kg/m3 ) 污染物 炉 型 电站锅炉 工业锅炉 采暖炉及家用炉 一氧化碳 0.005 0.238 0.238 碳氢化物 0.381 0.238 0.357 氮氧化物 12.47 8.57 8.57 二氧化硫 20.0S* 烟尘 1.20 渣油燃烧2.73 蒸馏油燃烧1.80 0.952 注:S*指燃料理含硫量(%)。原油0.1-3.3%, 汽油<0.25%, 轻油0.5-0.75%, 重油0.5-3.5%。 燃烧100×104m3燃料气排放的各污染物量 (单位:kg/100×104m3 ) 污染物 炉 型 电站锅炉 工业锅炉 采暖炉及家用炉 一氧化碳 忽略不计 6.30 6.30 碳氢化物 忽略不计 氮氧化物 6200 3400.43 1843.24 二氧化硫 630 630 630 烟尘 238.5 286.2 302.0 五、燃料燃烧烟气量的计算 1、根据化学反应方程式和燃料元素工业分析数据按下式计算: (1) 固体燃料 Vy=0.0186XC+0.007XS+0.008XN+0.0124XW+0.111XH+1.016αVO-0.21VO+XGM (m3/kg) 式中:XC、XS、XN、XW、XH、XGM---分别为燃料中的碳、硫、氮、水分、氢、燃油雾化蒸汽的含量(%); α---空气过剩系数; VO---理论空气需要量; VO=0.0889(XC+0.375XS)+0.265XH-0.0333XO2 (m3/kg) (2)气体燃料 1) 理论空气需要量计算式 VO=0.0476[0.5XCO+0.5XH+1.5XH2S+Σ(m+n/4)XCmHn-XO2] (m3/m3) 式中:XCO、XH、XH2S、XCmHn、XO2-----分别为CO、H、H2S、CmHn、O2的容积浓度(%)。 (3)气量的计算 根据化学反应式计算出烟气各成分的容积。 1) 烟气中三原子气体的容积计算式 VRO2=0.01(XCO2+XCO+XH2S+ΣmXCmHn) (m3/m3) 2) 烟气中的氮容积计算式 VN2=0.79V0+0.01XN (m3/m3) 3) 烟气中水蒸汽容积计算式 VH2O=0.01(XH2S+XH2+Σn/2XCmHn+0.124α)+0.0161V0 (m3/m3) 4) 烟气总容积计算式 Vy=VRO2+VN2+VH2O+(α-1)V0 2、理论空气需要量的经验公式 (1) 固体燃料 V0=1.01×Q/1000+0.5 (m3/kg) (2) 液体燃料 V0=0.85×Q/1000+2 (m3/kg) (3) 气体燃料 当Q≤3000kcal(1256KJ)/m3时 V0=0.875×Q/1000 (m3/m3) 当Q>3000kcal(1256KJ)/m3时 V0=1.09×Q/1000-0.25 (m3/m3) 对于天然气 V0=1.105×Q/1000+0.02 (m3/m3) 3、烟气量计算的经验公式 (1)固体燃料 Vy=0.85×Q/1000+1.65+(α-1)V0 (m3/kg) (2) 液体燃料 Vy=1.11×Q/1000+(α-1)V0 (m3/kg) (3)气体燃料 当Q≤3000kcal(1256KJ)/m3时 Vy=0.725×Q/1000+0.25+1+(α-1)V0 (m3/m3) 当Q>3000kcal(1256KJ)/m3时 Vy=1.14×Q/1000+0.25+(α-1)V0 (m3/m3) 当Q<8250kcal(34543KJ)/m3的天然气 Vy=1+ αV0 (m3/m3) 当Q>8250kcal(34543KJ)/m3的天然气 Vy=0.38+0.075×Q/1000+αV0 (m3/m3) 注:Q以KJ为单位计算,分母1000变成4187。查看更多 0个回答 . 2人已关注
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简介
职业:高安市蓝正新型化工材料有限公司 - 电仪主管
学校:武汉工业学院 - 化学与环境工程学院
地区:辽宁省
个人简介:不开心的时候吃点东西开心下,开心的时候吃点东西庆祝下,无聊的时候吃点东西打发下。查看更多
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