硅酸盐热工基础课件 第二章 燃料及其燃烧

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1、第二章燃料及其燃烧硅酸盐产品在烧成过程中需要消耗大量的热量。热量的来源有两种：一种是由燃料燃烧产生，系利用化学能转变为热能的形式；一种是以电为热源，系使电能转变为热能的形式。前者资源丰富，价格低廉；后者热利用率高，利于提高产品质量，操作条件好，但资源有局限性，成本高。故目前硅酸盐工业窑炉的热源仍以燃料为主。第一节概述11燃料的定义：是在空气中容易燃烧，并能够比较经济地利用其燃烧热的物质的总称。燃料的供给应该比较容易，价格低廉，储存、运输和使用等即便利又安全。按其状态可分为：气体燃料、液体燃料和固体燃料。2燃烧的定义：是通过燃料和氧化剂在一定条件下，所进行的具有发光和发热特点

2、的剧烈的氧化反应。23燃料的选用原则(1)从我国燃料资源的实际出发，根据国家当前的能源政策选用燃料。应坚持就地取材和物尽其用的原则，充分利用地方资源和工业废料，并需设法采用低质、劣质燃料。(2)满足工艺要求，确保产品质量，并为机械化、自动化生产提供条件。(3)来源充足，保证供应，能满足生产需要。(4)防止燃料使用中造成的“公害”，保护环境，保障人民的身体健康。(5)必须按照国家的燃料政策选用燃料。34各工业对燃料的要求玻璃工业中，采用煤的加工产物——发生炉煤气作为燃料者居多。如能用高发热量燃料—重油或天然气，将会提高玻璃的产、质量，降低燃料消耗，增加操作过程的稳定性，提高生

3、产的自动化程度。水泥工业中，由于对燃料灰分的要求不高，而我国煤的资源又较丰富，故主要用煤作燃料。回转窑中要求连续、稳定燃烧的长火焰，常用烟煤作燃料，采用煤粉燃烧的方法；而立窑中则常用无烟煤或焦炭末作燃料，燃料掺合在生料球中，从而燃科的燃烧反应与生料的烧成反应紧密结合在一起进行。立窑用石煤烧水泥亦已试验成功。陶瓷工业中，采用匣钵装坯烧成时，各种燃料均可采用；采用明焰裸装烧成时，则对燃料的要求较高，不能沾污制品，这可从燃料选择或燃烧方法上采取措施。45燃料的种类燃料按状态不同，可分为固体、液体和气体燃料三类；按加工状态，可分为天然燃料和人工加工燃料。固体燃料天然的固体燃料有各种

4、煤、油页岩、木材和各种植物的茎叶等。人造固体燃料主要是煤和木材经加工后制得的焦碳和木炭。工业应用中主要是煤和焦碳。5煤的种类1、根据古代植物埋藏于地下的年代和碳化程度划分为：泥煤，褐煤，烟煤和无烟煤四大类。2、动力用煤根据煤的挥发分高低，并参考其水分与灰分含量，把煤分为石煤，褐煤，烟煤（包括贫煤和劣质烟煤）和无烟煤四大类，将无烟煤、烟煤和石煤各再分为三类。3、冶金工业根据煤的结焦性强弱和挥发分高低进行分类，对烟煤进一步分类为：长焰煤、气煤、弱还原煤、半炼焦煤、焦煤、肥煤、瘦煤和贫煤等。6液体燃料包括天然液体燃料和人造液体燃料，天然液体燃料指石油及其加工产品，人造液体燃料指从

5、煤中提炼出的各种燃料油。原油分馏法常压分馏石油气、汽油（航空汽油、汽车汽油）、挥发油、煤油、柴油减压分馏粗柴油、轻质润滑油裂解法7重油分类20、60、100和200号重油四种牌号重油的化学组成和使用性能元素成分C、H、O、N、S、A、M闪点、燃点、着火点黏度（运动黏度、恩氏黏度）密度0.92-0.98t·m-3比热1.30-1.70kJ·kg-1·K-1发热量39900-42000kJ·kg-18天然的气体燃料有天然气和石油气，人造气体燃料有发生炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气等。气体燃料是一种非常理想的燃料，具有许多优点：①燃烧简便，容易完全燃烧；②调节控制方便，易于实现自动控

6、制；③燃烧后无固体灰渣，清洁方便；④对设备磨损小，可以长距离管道输送；⑤容易净化，以减少环境污染；⑥可以高温预热，提高燃烧温度，节约燃料；⑦只要避开爆炸范围，可任意调节热负荷，控制炉内气氛和压力。3气体燃料9第二节燃料的主要性质-燃料的组成及表示方法1固体和液体燃料的组成固体、液体燃料都是由极其复杂的有机化合物所组成。通常包括碳（C)、氢H)．氧(O)、氮(N)、硫(S)五种元素及部分矿物杂质—灰分(A)和水分(M)。上述的元素并不是单独自由存在的，而是结合成有机化合物的形式存在，至于其具体的结构形式至今仍不很清楚。102固体和液体燃料的性质C主要的可燃元素H主要的可燃元素

7、，有益，二种形态可燃氢、化合氢O有害元素N惰性元素，有害、污染S可燃元素，污染，三种形态有机硫、黄铁矿硫和硫酸盐硫11A有害成分，①直接关系到焦碳的灰分从而影响冶炼的技术经济指标。②降低煤的发热量。③灰分结渣，容易造成不完全燃烧，给设备的维护和操作带来困难。M有害成分，包括外部水分和内部水分123表示煤组成的常用基准（1）收到基：包括C、H、O、N、S、A和M全部七种组分在内的工厂实际使用煤样中的质量百分数称为~。即Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+Mar%=100%13（2）空气干燥基：