2 吉大燃烧学 燃料概论

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1、第2章燃料概论Fuels学习目的：掌握燃料的组成和特性掌握燃料分析方法2.1燃料的分类与形成2.2燃料的化学组成和特性2.3固体燃料2.4液体燃料2.5气体燃料32.1燃料的分类与形成类别天然燃料人工燃料固体燃料木柴，泥煤，烟煤，无烟煤，石煤，油页岩等木炭，焦炭，泥煤砖，煤矸石，甘蔗渣，可燃垃圾等液体燃料石油汽油，煤油，柴油，沥青，焦油气体燃料天然气，煤层气高炉煤气，发生炉煤气，焦炉煤气，液化石油气以固体燃料煤为例，经历三个作用阶段：植物质堆积阶段菌解作用阶段在隔绝空气下，细菌作用缓慢分解腐烂过程：碳化作用阶段泥煤形成后，若所在地质变化（如地壳下沉等），在地热、压力作用下近一步变质、压实→

2、→褐煤。天然燃料的形成过程一部分分解→腐植酸；一部分分解→ＣＯ２，ＣＯ，Ｏ２等气体逸出。一部分木质素、纤维素等未分解，保留原有形态（根、茎、皮）残留体氢氧相对↓炭素含量相对↑完成煤形成第一阶段→泥煤（最年轻）埋藏越深时间越久压力越大碳化程度越深泥煤褐煤烟煤无烟煤各煤种组分变化表思考题：为什么烟煤Qnet,daf最大？2.2燃料的化学组成和特性固体及液体燃料是一种复杂的混合物，包括：有机可燃物、无机不可燃矿物质（杂质即灰分）、水分………气体燃料：可燃气体：如CO，H2，CH4，CnHm，H2S…..、不可燃气体：如CO2，N2，O2还有：水蒸汽，焦油蒸气及粉尘可燃质是各种复杂的高分子有机化合

3、物的混合物。所以，一般工程计算认为：燃料是由这些元素组成的机械混合物。而不考虑这些元素所构成的各有机化合物的单独性质。可燃有机化合物C,H,O,N,S等化学元素不可燃元素：A,W燃料的成分表示方法成分分析工业分析（适用于固体燃料）ProximateAnalysis灰分(Ash--A)水分(Moisture--M)挥发份(Volatile--V)固定碳(FixedCarbon--FC)元素分析（适用于固体、液体燃料）UltimateAnalysis碳(Carbon--C)氢(Hydrogen--H)氧(Oxygen--O)氮(Nitrogen--N)硫(Sulfur--S)2.2.1元素分析

4、组成1.碳CC+O2→CO2+32795KJ/kg一般占燃料成分50%～70%燃料的发热量高低主要由含碳量C决定。液体燃料含C量，约85%～88%C的燃点高，固体燃料的C↑，燃烧愈加困难。2.2.1元素分析组成2.氢H发热量大，非常有利于燃烧的可燃元素。低位发热量约120924KJ/kg,是C的3.7倍。含H↑易着火↑易燃烧↑固体燃料约3%～5%液体燃料约11%～14%液体燃料C、H两元素总含量占可燃元素约96%～99.5%,故发热量相当高，一般低位发热量约39780～43960KJ/kg缺点：含H多，易生成碳黑含H多的固体燃料储存时易风化3.硫S最有害的可燃元素发热量约9010KJ/kg

5、,约为C的1/3燃烧后——SO2,SO3气体我国煤含硫量0.5%，石油含硫量大都<1%硫在燃料中以化合物形式存在：可燃硫（硫化铁硫、有机硫）、不可燃硫（硫酸盐硫，成为灰分）2.2.1元素分析组成危害：与水蒸气结合—硫酸及亚硫酸，腐蚀受热面，灰堵气体排入大气—造成污染，危及人，动植物，酸雨2.2.1元素分析组成4.氧O,氮N两者都不能燃烧，属于杂质，无好处，相对降低C,H含量，使发热量降低。O反应能力强，与C、H结合，使燃烧量降低，不利因素。N不能燃烧，亦不助燃，不参加反应进入烟气高温下O和N——NOx环境污染固体燃料，液体燃料——含量小某些气体燃料，比例较大5.水分M气体燃料中含量少液体燃

6、料—石油少，规定M含量<2%，炼制运输存在M会变化固体燃料煤，M含量高，变动大（2%—60%）2.2.1元素分析组成↓可燃元素含量——↓Q燃烧困难排烟损失大不可燃成分有害杂质Minh内水分（固有水分），吸附或凝集在煤炭内部毛细孔中的水分和结晶水Mf外水分开采、运、存、洗过程中煤炭表面留存水分，（可自然风干）排烟损失大Mt6.灰分A固体燃料中含量，煤种相差大，含量5%-45%，油页岩可达70%液体燃料，气体燃料A少对于燃煤炉，还需注意灰分熔点。灰熔点过低，灰易在炉排上结块，影响通风，清灰困难。一般要求灰熔点软化温度t2>1200ºC。2.2.1元素分析组成降低发热量影响着火燃烧受热面磨损，灰

7、堵影响传热，污染环境不可燃成分，有害矿物杂质162.2.2元素分析的成分基准及换算收到基ar空气干燥基ad灰分干燥基d干燥无灰基daf固定炭水分挥发分挥发部分焦炭A（包括硫酸盐硫SS）CHONSMfMinhC172.2.2元素分析的成分基准及换算收到基ar空气干燥基ad灰分干燥基d干燥无灰基daf固定炭水分挥发分挥发部分焦炭A（包括硫酸盐硫SS）CHONSMfMinhC182.2.2元素分析的成分基准及换算收到基ar空气