《固体燃烧》PPT课件

《《固体燃烧》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十一章固体燃料的燃烧煤的燃烧2021/9/11河北工业大学能源与环境学院燃烧特征分类1、表面燃烧：燃烧反应在燃料表面进行，通常发生在几乎不含有挥发分的燃料中，如焦炭、木炭，氧气与二氧化碳通过扩散作用到达燃料表面进行燃烧反应。2、分解燃烧：一般发生在热分解温度较低的燃料中，热分解产生的挥发分在离开燃料后与氧气接触进行同相燃烧反应，如纸张、木材、煤等。3、蒸发燃烧：发生在熔点较低的燃料中，先熔化呈液态，然后进行蒸发和燃烧，如石蜡等链烷烃燃料。4、冒烟燃烧：一些易分解的固体燃料当温度较低挥发分未着火时，将产生大量浓烟，从而使大量可燃成分散失在烟雾中。如木材纸张在低温下的燃烧。202

2、1/9/12河北工业大学能源与环境学院第一节煤的燃烧过程煤的燃烧需要经历干燥、挥发分析出、挥发分着火燃烧、焦炭着火燃烧、燃尽等几个过程。1、煤受热，表面水分蒸发，干燥。温度继续升高，热分解反应，析出碳氢化合物和少量CO2，称为挥发分；在很短时间内就可以析出全部挥发分的90％左右，但需要较长时间才可全部析出。2、温度足够高，挥发分着火燃烧，一方面加热焦炭，一方面争夺氧气，抑制焦炭不能燃烧，中心温度800左右。这90％的挥发分的燃烧时间占全部燃烧时间10％左右。3、焦炭在大部分挥发分燃烧后才着火，温度达到1200度，出现蓝火焰，是CO燃烧。仍有少量挥发分析出，二至几乎同时燃尽。由于

3、焦炭发热量很高，故在煤燃烧中起决定性作用。2021/9/13河北工业大学能源与环境学院挥发分对煤燃烧的影响挥发分对粒煤燃烧具有双重影响有利影响：挥发分与空气的混合物着火温度很低，因此先于焦炭着火燃烧，并形成包络火焰，提高了焦炭的温度，为其着火燃烧提供了条件；同时焦炭温度升高也促进了挥发份的析出。挥发分析出在焦炭内部形成众多空洞，增加了焦炭反应表面积，利于提高燃烧速度。不利影响：挥发分的燃烧消耗了大量的氧气，造成扩散到焦炭表面的氧气显著减少，从而降低了煤颗粒的燃烧速度，特别是燃烧初期，对煤粒燃烧的抑制作用尤其明显。2021/9/14河北工业大学能源与环境学院灰分对煤燃烧的影响有利

4、影响：当灰分中含有Na、K等元素时，对煤的燃烧油催化作用。不利影响：当煤颗粒由外层逐渐烧向内层的时候，灰分有可能形成包裹颗粒的灰壳，妨碍了氧气的扩散，不仅降低了燃烧速度，甚至导致不能燃烬。另外灰分升温消耗了一部分热量，降低了燃烧温度并导致着火延迟。2021/9/15河北工业大学能源与环境学院随着燃烧的进行，灰壳厚度将逐渐增大，从而导致煤粒的燃烧速率逐渐下降。实验表明，只要灰壳的厚度不过分大（不超过0.3-0.5mm），灰分对燃烧速率的影响是比较小的2021/9/16河北工业大学能源与环境学院焦炭对煤燃烧的影响焦炭在煤中所占的份额最大，焦炭的发热量又占有煤的发热量的主要部分，而其

5、着火最迟、燃尽所需时间最长（约占总燃尽时间的90%），因此焦炭的燃烧在煤粒的燃烧过程中起着决定性的作用。2021/9/17河北工业大学能源与环境学院第二节碳粒的燃烧过程在燃烧过程中，碳的反应包括初次反应（碳与氧）和二次反应（碳与二氧化碳及一氧化碳与氧），这两次反应都是在相界面上的异相反应。碳的异相反应可以在外表面进行，也可以在孔隙的内表面进行；异相反应越强烈，越集中在外表面；反之，容易趋向内表面。异相反应速度：单位时间单位表面积上完成的反应物质的量。g/cm2s碳的燃烧包括：1、氧扩散到碳表面；2、氧吸附于碳表面；3、氧与碳进行表面反应；4、反应产物的脱附；5、解析后的生成物从

6、反应表面扩散到周围环境。碳在纯氧中燃烧2021/9/18河北工业大学能源与环境学院1、碳的燃烧过程1、初次反应：碳与氧反应，生成中间状态的碳氧络合物，然后离解为二氧化碳与一氧化碳。2、二次反应：二氧化碳在炽热碳表面进行还原反应，吸热；一氧化碳与氧气进行容积反应，放热。Re<100情况下A、温度低于700度：由于温度不高，CO2不能进行还原反应，CO也不能与氧反应2021/9/19河北工业大学能源与环境学院B、温度700～1200度：CO2仍然不能进行还原反应，CO与氧可以反应生成CO2并形成火焰前锋，所以其浓度高于CO。C、温度大于1200度：CO2的还原反应生成CO，故增大其

7、扩散量。在其扩散过程中与氧反应形成火焰前锋，CO2达到最大。氧已经不能扩散到碳表面。2021/9/110河北工业大学能源与环境学院2、主要反应碳与氧的反应T<1300度，氧的吸附速率很高，对碳的燃烧反应速率起制约作用的主要是碳氧络合物的离解过程T>1300度，吸附、络合、分解三个环节中，氧的吸附速率最慢，因此对燃烧反应起制约作用的是吸附过程燃烧反应为一级反应。2021/9/111河北工业大学能源与环境学院碳与二氧化碳的反应是一个吸热还原反应。首先CO2吸附在碳粒表面，形成络合物，再分解生成C