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飽和温度

鎖定
飽和温度(saturation temperature)是指液體和蒸氣處於動態平衡狀態,即飽和狀態時所具有的温度ts。飽和狀態時,液體和蒸氣的温度相等。飽和温度一定時,飽和壓力也一定;反之,飽和壓力一定時,飽和温度也一定。壓力升高,會在新的温度下形成新的動態平衡狀態。物質的某一飽和温度必對應於某一飽和壓力。最佳的飽和温度並非一個固定值,它隨外界條件變化而變化 [1] 
中文名
飽和温度
外文名
Saturation temperature [2] 
沸    點
等於同樣壓力下的飽和温度
冷凝温度
等於相同壓力下的飽和温度
學    科
冶金
飽和狀態
動態平衡

飽和温度概念釋義

如果在一密閉的容器中未充滿液體,則部分液體分子將進入上部空間,稱為“蒸發”。隨着空間內蒸氣分子數目增加,它所產生的蒸氣壓力也提高,到一定的時候,空間內的蒸氣分子數目不再增加,此時,離開液體的分子數與從空間返回液體的分子數達到了動態平衡,也叫達到了“飽和狀態”。這時蒸氣所產生的壓力叫“飽和壓力”。對同一種物質,飽和壓力的高低與温度有關。温度越高,分子具有的能量越大,越容易脱離液體而氣化,相應的飽和壓力也越高。一定的温度,對應一定的飽和壓力,二者不是獨立的。因此,在飽和狀態下,飽和壓力所對應的温度也叫“飽和温度” [3] 

飽和温度概念區別

飽和温度沸點

在氣化階段容器內的氣液具有相同的温度。沸點與壓力的關係,和飽和温度與飽和壓力的關係相同。因此,沸點就等於同樣壓力下的飽和温度。二者雖然數值相等,但意義卻不同。飽和温度是對於蒸發過程而言的,而沸點是對於沸騰過程。蒸發發生在氣液交互的表面,而沸騰發生在液體內部具有氣化核心的地方。所以二者的區別一定要把握清楚。把氣液共存的狀態叫處於飽和狀態。對飽和蒸氣繼續加熱,蒸氣的温度才升高,超過飽和温度,叫過熱蒸氣

飽和温度冷凝温度

冷凝過程是蒸發的反過程。對純物質冷凝温度也叫液化温度,它等於相同壓力下的蒸發温度。飽和温度則可將二者統一起來 [4] 

飽和温度飽和温度應用

飽和温度是指鼓入爐內的空氣和水蒸氣混合達到飽和狀態的温度。空氣中混入水蒸氣的多少用飽和温度來控制。空氣在某一狀態下,能混合一定量的的水蒸氣,過量則析出水分。此現象稱為該混合氣體達到了飽和狀態。飽和狀態下含有一定量的水蒸氣,此水蒸氣的表示方法用該水蒸氣佔有的分壓和飽和温度來衡量。飽和温度與飽和分壓是相對應的。一定的飽和温度就有一定的飽和氣壓,所以測量濕空氣的飽和温度即可知道其含水蒸氣量。
空氣中含水蒸汽量的多少對爐內反應温度有調節作用。也就是説,爐內反應温度與吹入空氣的飽和温度有一定的直接關係。若爐內反應温度偏高,則應選擇較高的飽和温度。相反,若爐內反應温度偏低,則應選擇較低的飽和温度。

飽和温度選擇策略

如何選擇煤氣發生爐中合適的飽和温度
在實際生產中,為了提高產量和質量,往往要判斷和選擇合適的飽和温度,可以根據下列方法判斷和選擇 [5] 
(1)煤炭品種和礦點改變的情況固定的礦點一半品味變化不大。經化驗其灰分、灰分熔點及水分含量有改變時,則應根據其相應的變化來調整飽和温度。
(2)用插釺的方法探測爐內火層温度根據爐內的温度及料層鬆緊狀況適當調整飽和温度,觀察探火釺在火層段的顏色,若為紅色而不亮, 則估計温度在一,這説明火層温度偏低,則適當降低飽和温度若觀察探火釺在火層段的顏色為黃色併發亮, 則估計温度在以上,這説明火層温度偏高,可適當提高飽和温度。
(3)根據煤氣化驗數據來分析煤氣的組成經化驗分析,可以反應爐內氣體是否正常。對一定的爐型氣化固定的煤種時,在規程中均規定煤氣主要組成的百分含量, 如氫氣、一氧化碳及二氧化碳等。在控制範圍內, 證明爐內氣化正常,否則不正常。氫氣含量偏低時, 可能有兩個原因:第一是飽和温度偏低,發生爐內温度並不低,水蒸氣分解率不低,則氫氣含量偏低的原因是沒有足夠多的水蒸汽量第二是有足夠多的水蒸氣, 但發生爐內温度偏低,從而水蒸氣分解率低。第一種情況可以通過採取提高飽和温度的辦法來提高氫氣含量, 而第二種情況則不宜提高飽和温度,而是先提高爐內温度,甚至先應降低飽和温度, 然後待發生爐內反應温度提高後,再適當提高飽和温度。
另外在查看氫氣含量偏小的同時, 應看二氧化碳含量的多少。若二氧化碳同時偏小,爐温經插釺探測正常時,則氫氣偏低的原因多半是水蒸氣量偏少。此種情況宜增加飽和温度。
煤炭氣化作為潔淨煤技術的重要途徑之一,廣泛應用於冶金、建材、玻璃化工等行業。調節好飽和温度,可以提高煤氣的產量和質量, 提高煤的利用效率,從而提高生產效率。
參考資料
  • 1.    駱純珊主編. WWER-1000壓水堆核電廠熱工水力及工程熱力學基礎[M]. 北京:原子能出版社, 2012.03:8.
  • 2.    術語在線—權威的術語知識服務平台  .術語在線[引用日期2020-11-14]
  • 3.    劉暉, 康勇. 新的水飽和壓力與飽和温度計算方法[J]. 壓縮機技術, 2005(6):26-27.
  • 4.    顧惠新. 水蒸汽飽和温度與飽和壓力關係測定實驗裝置的製作[J]. 大學物理, 1992, 11(4):29-29.
  • 5.    王仁明. 煤氣發生爐飽和温度對生產的影響[J]. 科技傳播, 2014(1).