固體燃燒ppt課件-展示頁
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【正文】 環(huán)境學(xué)院 5 灰分對煤燃燒的影響 有利影響： 當(dāng)灰分中含有 Na、 K等元素時，對煤的燃燒油催化作用。 揮發(fā)分析出在焦炭內(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。由于焦炭發(fā)熱量很高，故在煤燃燒中起決定性作用。 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。 溫度足夠高，揮發(fā)分著火燃燒，一方面加熱焦炭，一方面爭奪氧氣，抑制焦炭不能燃燒，中心溫度 800左右。 煤受熱，表面水分蒸發(fā)，干燥。如木材紙張在低溫下的燃燒。 蒸發(fā)燃燒：發(fā)生在熔點較低的燃料中，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。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。 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，將產(chǎn)生大量濃煙，從而使大量可燃成分散失在煙霧中。 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、燃盡等幾個過程。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；在很短時間內(nèi)就可以析出全部揮發(fā)分的 90％左右，但需要較長時間才可全部析出。這 90％的揮發(fā)分的燃燒時間占全部燃燒時間 10％左右。仍有少量揮發(fā)分析出，二至幾乎同時燃盡。 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 4 揮發(fā)分對煤燃燒的影響 揮發(fā)分對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；同時焦炭溫度升高也促進(jìn)了揮發(fā)份的析出。 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，對煤粒燃燒的抑制作用尤其明顯。 不利影響： 當(dāng)煤顆粒由外層逐漸燒向內(nèi)層的時候，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。 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 6 ? ? ? ? 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。 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)碳粒的燃燒過程 在燃燒過程中，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)。 異相反應(yīng)速度：單位時間單位表面積上完成的反應(yīng)物質(zhì)的量。 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。 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、 溫度 700～1200度： CO2仍然不能進(jìn)行還原反應(yīng)， CO與氧可以反應(yīng)生成 CO2并形成火焰前鋒，所以其濃度高于 CO。在其擴(kuò)散過程中與氧反應(yīng)形成火焰前鋒，CO2達(dá)到最大。 2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 11 主要反應(yīng) 43223 OCOC ??COCOOCOC 22 2243 ????243 2 COCOOC ??碳與氧的反應(yīng) T1300度，氧的吸附速率很高，對碳的燃燒反應(yīng)速率起制約作用的主要是碳氧絡(luò)合物的離解過程 T1300度，吸附、絡(luò)合、分解三個環(huán)節(jié)中，氧的吸附速率最慢，因此對燃燒反應(yīng)起制約作用的是吸附過程 燃燒反應(yīng)為一級反應(yīng)。首先 CO2吸附在碳粒表面，形成絡(luò)合物，再分解生成 CO，然后由碳粒表面解析、脫附。 222 COOCO ??2022/2/11 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 13 燃燒速率 一般情況下，碳的燃燒反應(yīng)可認(rèn)為是一級反應(yīng) 穩(wěn)態(tài)過程反應(yīng)速度應(yīng)該等于反應(yīng)表面氣體擴(kuò)散速度 SO kCW ?? ?SDD CCW
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