燃烧学-.固体燃料―煤的燃烧!(共45张PPT).pptx

6.1固体燃料煤占我国一次能源消费的70%以上；
消费的煤中80%以上用于燃烧；
我国是少有的以煤为主的国家；
煤的燃烧比较复杂，木柴等容易燃烧；
煤中焦炭占煤中可燃质重量的55～97%，焦炭的发热量也占煤的总发热量的60～95%。一、煤的种类及其化学组成泥煤

最年青的煤，由植物刚刚变来的煤。
在结构上，它尚保留着植物遗体的痕迹，质地疏松，吸水性强，含天然水份高达40％以上，需进行露天干燥。
在化学成分上，含氧量最多，高达28％～38％，含碳较少。
在使用性能上，泥煤的挥发分高，可燃性好，反应性强，含硫量低，机械性能很差，灰分熔点很低。
用途：烧锅炉和做气化原料，制成焦炭供小锅炉使用。
地方性燃料。褐煤
褐煤是泥煤经过进一步变化后
生成的，由于能将热碱水染成
褐色而得名；
与泥煤相比，密度较大，含
碳量较高，氢和氧的含量较小，
挥发分较低；
褐煤的使用性能是粘结性弱，
极易氧化和自燃，吸水性较强。
新开采出来的褐煤机械强度较
大，但在空气中极易风化和破碎；
地方性燃料。烟煤
表面呈灰黑色，有光泽，质松软
一种炭化程度较高的煤；
与褐煤相比，它的挥发分较
少，密度较大，吸水性较小，
含碳量增加，氢和氧的含量
减少；
烟煤的最大特点是具有粘结
性，这是其他固体燃料所没
有的，因此它是炼焦的主要
原料，是冶金工业和动力工
业不可缺少的燃料，也是近
代化学工业的重要原料。无烟煤
燃烧时没有煤烟，仅有很短的青
蓝色火焰，焦碳也没有粘结性。
矿物化程度最高的煤，也是年龄
最老的煤。
特点是密度大，含碳量高，挥发
分极少，组织致密而坚硬，吸水
性小，适于长途运输和长期储存。
主要缺点是受热时容易爆裂成碎
片，可燃性较差，不易着火。
由于其发热量大，灰分少，含硫量低，而且分布较
广，因此受到重视。可以用于气化，或在小高炉和
化铁炉中代替焦碳使用。与泥煤相比，密度较大，含
对于冶金炉、合成氨装置和燃油炉，
煤中焦炭占煤中可燃质重量的55～97%，焦炭的发热量也占煤的总发热量的60～95%。
定义：将燃料块置于固定的或移动的炉篦上面，空气通过炉篦下方篦孔穿过燃料层并使其燃烧，生成的高温烟气进入炉膛。
温度很高时，不能发生岐化反应；
与泥煤相比，密度较大，含
“碳的氧化反应和气化反应相比，究竟哪一个速度快？”往往是
煤块尺度的确定（综合考虑以下两方面因素）
碳与氧反应的速度公式统一表示为：
图6-5煤的层燃式燃烧
氮(N)：一般不参加燃烧反应，是燃料中的惰性元素。
3煤的各种燃烧方法
可以用于气化，或在小高炉和燃料种类煤的化学组成二、煤的使用性能煤的发热量(与炭化程度有关，含碳量87％时发热量到最大值)
定义：1kg煤完全燃烧后所放出的燃烧热称为发热量，单位千卡/千克。
用途：评价燃料质量好坏的重要指标，计算燃烧温度和燃料消耗量时不可缺少的依据。
表示方法：比热、导热系数
煤的比热随炭化程度的提高而变小。与水分和灰分含量成线性关系。
煤的导热系数随炭化程度和温度的升高而增大。
反应性和可燃性
煤的反应性：煤的反应能力，即燃料中的碳与二氧化碳及水蒸气进行还原反应的速度。反应性的好坏是用反应产物中CO的生成量和氧化层的最高温度来表示。CO的生成量越多，氧化层的温度越低，则反应性就越好。
煤的可燃性：燃料中的碳与氧发生氧化反应的速度，即燃烧速度。
煤的炭化程度越高，则反应性和可燃性就越差。6.2碳的燃烧化学反应更多，温度更高，反应更加剧，
（a）火炬式燃烧（b）旋风式燃烧
主要缺点是受热时容易爆裂成碎
煤的可燃性：燃料中的碳与氧发生氧化反应的速度，即燃烧速度。
能够重新被碳表面从气体介质中吸附，在一定条件下发
根据生物学、地质学和化学方面的判断，煤是由古代植
由六角形组成的基面叠结
多，因此这一反应只有在温度很高时才能显著起来。
–物理吸附为主，反应过程为一级反应；
用途：评价燃料质量好坏的重要指标，计算燃烧温度和燃料消耗量时不可缺少的依据。
二、影响燃烧过程的因素
反应性的好坏是用反应产物中CO的生成量和氧化层的最高温度来表示。
初次反应生成的CO和CO2通过周围的介质扩散出去，
–温度更高，一级反应。
焦炭热值占总热值的份额%碳的晶格结构
金刚石晶格结构——对燃烧技术没有意义
石墨晶格结构：

由六角形组成的基面叠结
而成。晶体内部每个碳原子三
个价电子在基面内形成稳定化
学键，第四个价电子则分布在
基面之间的空间内，键的结合
力较弱。常温下，碳晶格表面和周界上能吸附气体分子，称为物理吸附。物理吸附不能发生化学变化。
温度较高时，气体分子具有较高的相对速度，能侵入石墨晶格表面层基面间的空间内，把基面的空间距离撑大，和碳原子形成新的键。碳和氧会形成固溶络合物，该络合物可能会由于其他具有一定能量的氧分子碰撞而结合成CO和CO2。
温度很高时，单纯物理吸