第二章　燃料特性与理论空气量

第一节　燃料的种类和成分

我国用于谷物干燥的燃料按形状分为：固体、液体和气体三种；按来源分又为天然燃料和人工燃料。

固体天然燃料包括：木柴、褐煤、烟煤、无烟煤、谷壳、茎秆及玉米芯等；固体人工燃料包括：木炭、焦炭、煤粉和煤球等。

液体天然燃料为石油；液体人工燃料为汽油、煤油、柴油和重油等。

气体天然燃料为天然气；气体人工燃料有高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气及裂化煤气等。

上述各种燃料主要由碳（C）、氢（H）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、灰分（A）、水分（W）七种成分组成。其中，碳、氢、硫能燃烧放热，碳含量占固体燃料可燃基的72%～96%，是基本可燃成分；氢燃烧时发热量较大，但在固体中含量很少；硫虽能燃烧放热，但其燃烧产物二氧化硫（SO₂）有臭味，损害谷物品质，此外与水结合会变成亚硫酸（H₂SO₃），对金属有强烈的腐蚀作用，因此硫对谷物干燥是不利的成分。燃料中氧、氮、灰分及水分的存在，相对减少了燃料中的可燃成分含量，而降低了燃料的发热值。水分和灰分多的燃料不易燃烧，故把含水分、灰分多的燃料称为劣质燃料。

固体和液体燃料成分按质量分数表示，而气体的成分则用体积分数表示。根据对燃料进行分析的方法不同，固体燃料的成分有四种表示方法。

1.应用基

应用基是表示实际应用的成分，在各成分的代号右上方标有“y”，各代号表示各成分的百分数。其表示公式为：

　　 （2-1）

进行燃烧计算时，要采用应用基成分。

2.分析基

为了避免因雨水或其他不稳定水混入燃料中而影响其成分的分析，特设定出分析基，即在分析燃料之前，先用风干法（热风温度为45～50℃）去除燃料的外部水分。这种除水后的成分质量分数称为分析基。在各成分代号右上角标有“f”，即：

　　 （2-2）

3.干燥基

为了消除燃料外部及内部水分对燃料的影响，先将燃料加热到102～105℃，然后进行分析。在成分代号的右上角标注“g”，即：

　　 （2-3）

4.可燃基

除去全部水分和灰分以后进行成分分析，在成分代号上标有“r”，即：

　　 （2-4）

在上述四种“基”中，由于各种“基”所含的内容不同，各成分所占的百分数也不同。如以碳为例：C^y<C^f<C^g<C^r。

如已知可燃基的C^y，则可按下列换算公式进行换算：

　　 （2-5）

　　 （2-6）

　　 （2-7）

C^r后边的公式称为换算系数，四种“基”之间的换算系数如表2-1所示。

以上分析叫元素分析，元素分析较复杂；工业上常用的还有工业分析，主要测定燃料中的水分W、灰分A、挥发分V、固定碳C_gl及发热量。

工业分析的方法是先将燃料中内、外部水分除掉，然后在隔绝空气情况下加热至850℃并持续7min，燃料中的氢、氧、氮、硫及部分碳就会挥发出来。这部分挥发出的气体称为挥发分，以符号V表示。逸出挥发分后的固体残余物称焦炭。焦炭又由灰分和未挥发的碳组成。这部分未挥发的碳称为固定碳，以符号C_gd表示。

挥发分含量多的燃料易燃烧，但其燃烧物中烟气较大，用于直接干燥易污染谷物；反之挥发分含量少的燃料（如无烟煤）则着火困难，火焰较短，燃烧产物中煤烟较少，用于直接干燥有利于保证谷物品质。

工业分析的各种成分关系也有四种“基”，不同“基”间的各成分百分数换算方法与上述元素分析相同。工业分析四个“基”的成分表达式如下。

应用基：

　　 （2-8）

分析基：

　　 （2-9）

干燥基：

　　 （2-10）

可燃基：

　　 （2-11）

煤的分类主要以挥发分含量为依据，大体分为三类：无烟煤V^r<10%，烟煤V^r=10%～15%，褐煤V^r>40%。

我国部分煤、油及气体燃料的分析资料如表2-2～表2-4所示。