煤的燃烧特性综合实验.ppt

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1、武汉理工大学材料科学与工程学院煤的燃烧特性综合实验一、前言能源是实现经济社会可持续发展的保障，是人类赖以生存的基础。直接影响到世界经济的发展。煤是地球上最丰富的化石燃料，目前约占世界能源的28%。随着经济的发展，能源结构在优化，煤消费结构在变小。然而，尽管煤消费的比例在变小，但实际的消费量却呈快速上升的趋势。近100多年来，煤的年消费量增长了40倍。我国能源消费总量居世界第三。尽管我国的能源结构已经发生了很大的变化，但仍没有摆脱以煤为主的能源结构。在我国的能源消费结构中，煤约占整个一次能源消耗的75%，远远大于石油、天然气和水电。煤的燃烧特性综合实验煤是

2、一种有机矿物的复杂聚合物，由于成煤年代和地址条件的差异，决定了煤的物理化学特性的差异，在燃烧中则直接表现为燃烧性能的优劣。国内外对燃烧性质的评价多采用工业分析所得的挥发分作为依据，虽能大体反映不同煤燃烧的难易程度，但应用于劣质煤时有较大的误差。这是由于只有在煤岩组成相近情况下，挥发分才能作为燃烧特性的判定依据[2]。采用单一指标作为煤燃烧特性的判定依据，无法全面反映煤的着火和燃烧这一复杂物理化学过程中氧气扩散、传热速度、升温速度以及各物理化学特性对着火和燃尽过程的影响。近年来，又提出了氢碳比、固定碳与挥发分比以及其他一些指标来表征煤燃烧性能的优劣。一、前

3、言煤的燃烧特性综合实验目前，在我国的水泥行业中，特别是在干法水泥生产中，对煤的燃烧问题给予了越来越多的关注。传统方法中仅了解煤的工业分析值和发热量，即评价煤质的指标是：挥发分、水分、灰分、固定碳含量和发热量，但经常会出现工业分析值和发热量相近的煤，而燃烧特性却有很大区别的现象。为此我们通过煤的工业分析、发热量的测定等传统分析方法和热失重分析、差热分析等现代研究手段来研究煤的燃烧特性，从而达到合理选用燃料燃烧设备、合理利用资源、提高燃烧效率、降低生产消耗、现劣质煤的有效利用的目的。一、前言煤的燃烧特性综合实验从燃烧的角度来看，各种不同燃料均可归纳为两种基本

4、组成：可燃气体如H2、CO及CmHn等固态炭.燃烧是指燃料中的可燃物与空气产生剧烈的氧化反应，产生大量的热量并伴随着有强烈的发光现象。燃烧有两种类型:普通的燃烧，亦即正常的燃烧观象。靠燃烧层的热气体传质传热给邻近的冷可燃气体混合物层而进行火焰的传播。通常燃烧的火焰传播速度较小，仅每秒几米，燃烧时压力变化较小，一般可视为等压过程。爆炸性燃烧，系靠压力波将冷的可燃气体混合物加热至着火温度以上而燃烧，火焰传播速度大，约为1000—4000m/s。通常是在高压、高温下进行。一般窑炉中燃料的燃烧，属于普通的（正常的）燃烧。二、基本概念煤的燃烧特性综合实验发热量：单

5、位质量或体积的燃料完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量称为燃料的发热量或热值，单位为kJ／kg（kJ/Nm3）或MJ／kg（MJ／Nm3）。高位发热量Qgr,p（定压高位发热量，grossconstantpressure）是燃料完全燃烧，并当燃烧产物中的水蒸气全部凝结为水的所放出的热量；低位发热量Qnet,p（定压低位发热量，netconstantpressure）则是用燃料完全燃烧后，其燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时所放出的热量。为方便表示，在此我们将Qgr,p表示为Qgr,将Qnet,p表示为Qnet。煤的燃烧特性综合实验二、基本概

6、念三、燃料的种类常用矿物燃料的分类种类天然燃料人工燃料固体燃料泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、油页岩、木柴焦炭、粉煤液体燃料石油汽油、煤油、柴油、重油、渣油等气体燃料天然气、石油拌气、矿井气高炉煤气、发生炉煤气、炼焦炉煤气、地下气化煤气等煤的燃烧特性综合实验四、燃料组成及其表示方法◆燃料的组成及表示方法，随燃料种类的不同而不同。◆常用元素分析法和工业分析法来表示固体、液体燃料的化学组成。◆根据元素分析法，煤中物质是由碳（C）、氢(H）、氧（O）、硫（S）、氮（N）五种元素及灰份（A）和水分（M）组成。◆工业分析组成包括水分（M）、灰分（A）、挥发分（V）和固定

7、碳（FC）（FixedCarbon）四种成分，其总量为100。煤的燃烧特性综合实验◆表示煤组成的常用基准1）收到基（asreceived）：指使用单位收到的煤的组成，也即是实际使用的煤的组成。在各组成的右下角以“ar”表示。Mar＋Var＋FCar十Aar=100%2）空干基（airdry）：指分析实验室里所用的空气干燥煤样的组成（将煤样在20℃和相对湿度70％的空气下连续干燥1小时后质量变化不超过0.1%，即认为已达到空气干燥状态。此时煤中水分已与大气达到平衡）。在各组成的右下角以“ad”表示。Mad＋Vad＋FCad＋Aad=100％煤的燃烧特性综合

8、实验四、燃料组成及其表示方法◆表示煤组成的常用基准3）干燥基（dry）：指绝对干