華北電力大學(xué)鍋爐原理課件第五章燃燒過程及理論基礎(chǔ)-資料下載頁
2025-05-12 10:19本頁面
【正文】 ???（ 1） 動力區(qū) （ 化學(xué)動力控制區(qū) ） ? 溫度較低：碳表面化學(xué)反應(yīng)速度遠小于氧氣向表面的擴散速度 ， 氧氣供應(yīng)充分 ， 足夠反應(yīng)所需 。燃燒速度取決于化學(xué)反應(yīng)速度 ， 反應(yīng)處于動力區(qū) 。 ? K很小 （ 溫度很低 ） ， 1/k很大 ， 所以 ? 氧氣從遠處擴散到固體表面 ， 消耗不多 ? k服從阿定律的 ， 與 k的規(guī)律一樣 ksk ?11 ??0kCw ?0CC b ?0kCw ?（ 2） 擴散區(qū) （ 擴散控制區(qū) ） 溫度增加 ， k急劇增大 ， 耗氧量急劇增加 ， 消耗掉擴散來的氧 氣 ， 還處于 “ 待料 ” ， 燃燒速度取決于擴散 ， 反應(yīng)處于擴散區(qū) 。 k很大 （ 溫度很高 ） ， 1/k很小 ， 所以 ， ? ? 與溫度 T的關(guān)系十分微弱 ， 而且擴散燃燒速度隨 的增大而增大 ksk ?11 ?? 0Cw ks??ks?（ 3） 過渡區(qū) ? k與大小相差不多 ， 服從： kCwks11 ???動力與擴散燃燒理論應(yīng)用 討論 ? 不同溫度區(qū)域內(nèi) ， 為提高反應(yīng)速度 ， 有不同的措施： ? 溫度較低時 ， 提高燃燒速度的關(guān)鍵： 提高溫度 ， 氧氣很充足 ， 不必大量鼓風(fēng)； ? 溫度較高時 ， 提高燃燒速度的關(guān)鍵： 提高 ， 缺氧是關(guān)鍵 ， 要提高出力 ， 應(yīng)大量鼓風(fēng) 。 ks? 第八節(jié)碳粒的一次反應(yīng)和二次反應(yīng)機理 ? 一、碳粒一次反應(yīng)機理 ? 將碳和氧氣之間的直接反應(yīng)稱為一次反應(yīng)。一次反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)稱為二次反應(yīng)。 ? 溫度在 1300℃ 以下時的反應(yīng) ? 第一步是形成碳氧絡(luò)合物。即被碳粒所吸附的氧分子溶入碳粒晶格中，形成碳氧絡(luò)合物： ? ? (524) 43223 OCOC ??? 第二步是碳氧絡(luò)合物的離解。即在高能量氧分子撞擊下，碳氧絡(luò)合物發(fā)生離解： ? COCOOCOC 22 2243 ????以上兩個方程式相加： COCOOC 2234 22 ???溫度在 1600℃ 以上時的反應(yīng) ? 第一步仍然是形成碳氧絡(luò)合物。 ? 第二步同樣是碳氧絡(luò)合物在高溫下受熱分解： ? 以上兩式相加： 43223 OCOC ??COCOOC 2243 ??COCOOC 223 22 ???溫度范圍在 1300～ 1600℃ 之間時的反應(yīng) ? 由于同時存在氧分子溶于碳粒晶格和在晶格邊界上化學(xué)吸附。和的比例取決于和的綜合作用。在常壓下，若碳粒表面氧濃度不很大時，化學(xué)吸附環(huán)節(jié)對化學(xué)反應(yīng)起主導(dǎo)作用，也可近似認(rèn)為是一級反應(yīng)。 二、二次反應(yīng)對碳粒燃燒影響 ? 在幾乎靜止的空氣中碳粒的反應(yīng)可認(rèn)為是二次反應(yīng)。 ? 溫度為 800～ 1200℃ 時的反應(yīng) ? 由圖 58可知，碳粒表面和濃度最高。由于在火焰鋒面內(nèi)已經(jīng)完全燃燒，火焰鋒面外濃度為零。氧氣在向碳粒表面擴散過程中，在火焰鋒面內(nèi)被消耗一部分，氧氣濃度在火焰鋒面處下降很快。由碳粒表面和火焰鋒面向周圍擴散。 溫度為 1200～ 1300℃ 時的反應(yīng) ? 在高溫下碳粒表面的反應(yīng)實際上是還原反應(yīng)。如圖 59所示。
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