固體燃燒ppt課件(已修改)
2025-01-29 16:53 本頁(yè)面
【正文】 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 1 第十一章固體燃料的燃燒 煤的燃燒 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 2 燃燒特征分類 表面燃燒：燃燒反應(yīng)在燃料表面進(jìn)行，通常發(fā)生在幾乎不含有揮發(fā)分的燃料中，如焦炭、木炭，氧氣與二氧化碳通過(guò)擴(kuò)散作用到達(dá)燃料表面進(jìn)行燃燒反應(yīng)。 分解燃燒：一般發(fā)生在熱分解溫度較低的燃料中，熱分解產(chǎn)生的揮發(fā)分在離開燃料后與氧氣接觸進(jìn)行同相燃燒反應(yīng)，如紙張、木材、煤等。 蒸發(fā)燃燒：發(fā)生在熔點(diǎn)較低的燃料中，先熔化呈液態(tài)，然后進(jìn)行蒸發(fā)和燃燒，如石蠟等鏈烷烴燃料。 冒煙燃燒：一些易分解的固體燃料當(dāng)溫度較低揮發(fā)分未著火時(shí)，將產(chǎn)生大量濃煙，從而使大量可燃成分散失在煙霧中。如木材紙張?jiān)诘蜏叵碌娜紵? 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 3 第一節(jié) 煤的燃燒過(guò)程 煤的燃燒需要經(jīng)歷干燥、揮發(fā)分析出、揮發(fā)分著火燃燒、焦炭著火燃燒、燃盡等幾個(gè)過(guò)程。 煤受熱，表面水分蒸發(fā)，干燥。溫度繼續(xù)升高，熱分解反應(yīng)，析出碳?xì)浠衔锖蜕倭?CO2， 稱為揮發(fā)分；在很短時(shí)間內(nèi)就可以析出全部揮發(fā)分的 90％左右，但需要較長(zhǎng)時(shí)間才可全部析出。 溫度足夠高，揮發(fā)分著火燃燒，一方面加熱焦炭，一方面爭(zhēng)奪氧氣，抑制焦炭不能燃燒，中心溫度 800左右。這 90％的揮發(fā)分的燃燒時(shí)間占全部燃燒時(shí)間 10％左右。 焦炭在大部分揮發(fā)分燃燒后才著火，溫度達(dá)到 1200度，出現(xiàn)藍(lán)火焰，是 CO燃燒。仍有少量揮發(fā)分析出，二至幾乎同時(shí)燃盡。由于焦炭發(fā)熱量很高，故在煤燃燒中起決定性作用。 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 4 揮發(fā)分對(duì)煤燃燒的影響 揮發(fā)分對(duì)粒煤燃燒具有雙重影響 有利影響： 揮發(fā)分與空氣的混合物著火溫度很低，因此先于焦炭著火燃燒，并形成包絡(luò)火焰，提高了焦炭的溫度，為其著火燃燒提供了條件；同時(shí)焦炭溫度升高也促進(jìn)了揮發(fā)份的析出。 揮發(fā)分析出在焦炭?jī)?nèi)部形成眾多空洞，增加了焦炭反應(yīng)表面積，利于提高燃燒速度。 不利影響： 揮發(fā)分的燃燒消耗了大量的氧氣，造成擴(kuò)散到焦炭表面的氧氣顯著減少，從而降低了煤顆粒的燃燒速度，特別是燃燒初期，對(duì)煤粒燃燒的抑制作用尤其明顯。 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 5 灰分對(duì)煤燃燒的影響 有利影響： 當(dāng)灰分中含有 Na、 K等元素時(shí)，對(duì)煤的燃燒油催化作用。 不利影響： 當(dāng)煤顆粒由外層逐漸燒向內(nèi)層的時(shí)候，灰分有可能形成包裹顆粒的灰殼，妨礙了氧氣的擴(kuò)散，不僅降低了燃燒速度，甚至導(dǎo)致不能燃燼。另外灰分升溫消耗了一部分熱量，降低了燃燒溫度并導(dǎo)致著火延遲。 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 6 ? ? ? ? 39。39。0 SSSASDo kCCCDCCW ????? ??0111 CDkWADo ?????011 CDkWWADoC ????????隨著燃燒的進(jìn)行，灰殼厚度將逐漸增大，從而導(dǎo)致煤粒的燃燒速率逐漸下降。 實(shí)驗(yàn)表明，只要灰殼的厚度不過(guò)分大（不超過(guò) ），灰分對(duì)燃燒速率的影響是比較小的 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 7 焦炭對(duì)煤燃燒的影響 焦炭在煤中所占的份額最大，焦炭的發(fā)熱量又占有煤的發(fā)熱量的主要部分，而其著火最遲、燃盡所需時(shí)間最長(zhǎng)（約占總?cè)急M時(shí)間的 90%），因此焦炭的燃燒在煤粒的燃燒過(guò)程中起著決定性的作用 。 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 8 第二節(jié)碳粒的燃燒過(guò)程 在燃燒過(guò)程中，碳的反應(yīng)包括初次反應(yīng)（碳與氧）和二次反應(yīng)（碳與二氧化碳及一氧化碳與氧），這兩次反應(yīng)都是在相界面上的異相反應(yīng)。 碳的異相反應(yīng)可以在外表面進(jìn)行，也可以在孔隙的內(nèi)表面進(jìn)行；異相反應(yīng)越強(qiáng)烈，越集中在外表面；反之，容易趨向內(nèi)表面。 異相反應(yīng)速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位表面積上完成的反應(yīng)物質(zhì)的量。 g/cm2s 碳的燃燒包括： 氧擴(kuò)散到碳表面； 氧吸附于碳表面； 氧與碳進(jìn)行表面反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物的脫附； 解析后的生成物從反應(yīng)表面擴(kuò)散到周圍環(huán)境。 碳在純氧中燃燒 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 9 碳的燃燒過(guò)程 初次反應(yīng)：碳與氧反應(yīng)，生成中間狀態(tài)的碳氧絡(luò)合物，然后離解為二氧化碳與一氧化碳。 243224343222223COCOOCCOCOOCOCOCOC????????二次反應(yīng)：二氧化碳在熾熱碳表面進(jìn)行還原反應(yīng)，吸熱；一氧化碳與氧氣進(jìn)行容積反應(yīng)，放熱。 222222COOCOCOCCO????Re100情況下 A、 溫度低于 700度：由于溫度不高， CO2不能進(jìn)行還原反應(yīng)， CO也不能與氧反應(yīng) 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 10 B、
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