燃烧与大气污染分解学习教案.pptx

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1、会计学1燃烧与大气污染燃烧与大气污染(d q w rn)分解分解第一页，共69页。第一节第一节第一节第一节 燃料燃料燃料燃料(rnlio)(rnlio)(rnlio)(rnlio)的性质的性质的性质的性质1.1 1.1 1.1 1.1 燃料燃料燃料燃料(rnlio)(rnlio)(rnlio)(rnlio)的分类的分类的分类的分类 按获得方法分按获得方法分按获得方法分按获得方法分 按物态分按物态分按物态分按物态分 天然燃料天然燃料天然燃料天然燃料 人工燃料人工燃料人工燃料人工燃料 固体燃料固体燃料固体燃料固体燃料 木柴、煤、油页岩木柴、煤、油页岩木柴、煤、油页岩木柴、煤、油页岩 木炭、焦炭、煤

2、粉等木炭、焦炭、煤粉等木炭、焦炭、煤粉等木炭、焦炭、煤粉等 液体燃料液体燃料液体燃料液体燃料 石油石油石油石油 汽油、煤油、柴油、汽油、煤油、柴油、汽油、煤油、柴油、汽油、煤油、柴油、重油重油重油重油 气体燃料气体燃料气体燃料气体燃料 天然气天然气天然气天然气 高炉煤气、发生炉煤高炉煤气、发生炉煤高炉煤气、发生炉煤高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气气、焦炉煤气气、焦炉煤气气、焦炉煤气 第1页/共69页第二页，共69页。1.2 1.2 1.2 1.2 燃料燃料燃料燃料(rnlio)(rnlio)(rnlio)(rnlio)的化学组成的化学组成的化学组成的化学组成典型气体、液体和固体燃料的化学典型气体

3、、液体和固体燃料的化学典型气体、液体和固体燃料的化学典型气体、液体和固体燃料的化学(huxu)(huxu)组成成分组成成分组成成分组成成分第2页/共69页第三页，共69页。典典型型气气体体、液液体体和和固固体体燃燃料料的的化化学学(huxu)(huxu)组组成成成成分分（续）（续）第3页/共69页第四页，共69页。n n液态燃料的挥发液态燃料的挥发液态燃料的挥发液态燃料的挥发(huf)(huf)（以汽油为例）（以汽油为例）（以汽油为例）（以汽油为例）第4页/共69页第五页，共69页。1.3 1.3 1.3 1.3 燃料组成燃料组成燃料组成燃料组成(z chn)(z chn)(z chn)(z

4、chn)对燃烧的影响对燃烧的影响对燃烧的影响对燃烧的影响n n碳：可燃元素。碳：可燃元素。碳：可燃元素。碳：可燃元素。1kg1kg纯碳完全燃烧时，放出纯碳完全燃烧时，放出纯碳完全燃烧时，放出纯碳完全燃烧时，放出32860kJ32860kJ的热量。当不完全的热量。当不完全的热量。当不完全的热量。当不完全燃烧生成燃烧生成燃烧生成燃烧生成COCO时，放出时，放出时，放出时，放出9268kJ9268kJ的热量。纯碳起燃温度的热量。纯碳起燃温度的热量。纯碳起燃温度的热量。纯碳起燃温度(wnd)(wnd)很高，燃烧很高，燃烧很高，燃烧很高，燃烧缓慢，火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组

5、缓慢，火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组缓慢，火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组缓慢，火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组成有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而含成有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而含成有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而含成有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而含碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约90%98%90%98

6、%，一般煤的含碳量约，一般煤的含碳量约，一般煤的含碳量约，一般煤的含碳量约50%95%50%95%。n n氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为2%10%2%10%，以，以，以，以碳氢化合物的形式存在，碳氢化合物的形式存在，碳氢化合物的形式存在，碳氢化合物的形式存在，1kg1kg氢完全燃烧时能放出氢完全燃烧时能放出氢完全燃烧时能放出氢完全燃烧时能放出120500kJ120500kJ的热量。的热量。的热量。的热量。第5页/共69页第六页

7、，共69页。n n氧氧氧氧：氧氧氧氧在在在在燃燃燃燃料料料料中中中中与与与与碳碳碳碳和和和和氢氢氢氢生生生生成成成成化化化化合合合合物物物物，降降降降低低低低了了了了燃燃燃燃料料料料的的的的发发发发热热热热量量量量(rling)(rling)n n氮：燃料中含氮量很少，一般为氮：燃料中含氮量很少，一般为氮：燃料中含氮量很少，一般为氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5%1.5%0.5%1.5%n n硫硫硫硫：以以以以三三三三种种种种形形形形态态态态存存存存在在在在：有有有有机机机机硫硫硫硫、硫硫硫硫化化化化铁铁铁铁硫硫硫硫和和和和硫硫硫硫酸酸酸酸盐盐盐盐硫硫硫硫。前前前前两两两两种种种种能能能能放

8、放放放出出出出热热热热量量量量(rling)(rling)，称称称称之之之之为为为为挥挥挥挥发发发发硫硫硫硫。硫硫硫硫燃燃燃燃烧烧烧烧生生生生成成成成产产产产物物物物为为为为SO2SO2和和和和SO3SO3，其其其其中中中中SO2SO2占占占占95%95%以上。以上。以上。以上。第6页/共69页第七页，共69页。n n水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外由表面水分（外部水分

9、）和吸附水分（内部水分）组成。外由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中加热加热加热加热(jir)(jir)到到到到102105102105 C C，保持，保持，保持，保持2h2h后才能除掉。后才能除掉。后才能除掉。后才能除掉。n n灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。灰

10、分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。第7页/共69页第八页，共69页。1.4 1.4 1.4 1.4 煤的分类煤的分类煤的分类煤的分类(fn li)(fn li)(fn li)(fn li)和组成和组成和组成和组成1.4.1 1.4.1 1.4.1 1.4.1 煤的分类煤的分类煤的分类煤的分类(fn li)(fn li)(fn li)(fn li)n n煤的基本分类煤的基本分类煤的基本分类煤的基本分类n n褐煤褐煤褐煤褐煤n n最低品味的煤，形成最低品味的煤，形成最低品味的煤，形成最低品味的煤，形成(xngchng)(xngchng)年代最

11、短，热值较低年代最短，热值较低年代最短，热值较低年代最短，热值较低n n烟煤烟煤烟煤烟煤n n形形形形成成成成(xngchng)(xngchng)年年年年代代代代较较较较褐褐褐褐煤煤煤煤长长长长，碳碳碳碳含含含含量量量量75%9075%90。成成成成焦焦焦焦性性性性较较较较强强强强，适适适适宜宜宜宜工工工工业业业业一一一一般般般般应应应应用用用用n n无烟煤无烟煤无烟煤无烟煤n n煤化时间最长，含碳量最高（高于煤化时间最长，含碳量最高（高于煤化时间最长，含碳量最高（高于煤化时间最长，含碳量最高（高于9393），成焦性差），成焦性差），成焦性差），成焦性差,发热量大发热量大发热量大发热量大第8页

12、/共69页第九页，共69页。n n煤的详细煤的详细煤的详细煤的详细(xingx)(xingx)分类分类分类分类第9页/共69页第十页，共69页。1.4.2 1.4.2 1.4.2 1.4.2 煤的成分煤的成分煤的成分煤的成分(chng fn)(chng fn)(chng fn)(chng fn)分析分析分析分析 n n煤的成分分析方法煤的成分分析方法煤的成分分析方法煤的成分分析方法n n工业工业工业工业(gngy)(gngy)分析（分析（分析（分析（proximateanalysisproximateanalysis）n n 测测测测定定定定煤煤煤煤中中中中水水水水分分分分、挥挥挥挥发发发发分

13、分分分、灰灰灰灰分分分分和和和和固固固固定定定定碳碳碳碳。估估估估测测测测硫硫硫硫含含含含量量量量和和和和热热热热值值值值，是是是是评评评评价价价价工工工工业业业业(gngy)(gngy)用煤的主要指标。用煤的主要指标。用煤的主要指标。用煤的主要指标。n n元素分析（元素分析（元素分析（元素分析（ultimateanalysisultimateanalysis）n n 用用用用化化化化学学学学分分分分析析析析的的的的方方方方法法法法测测测测定定定定去去去去掉掉掉掉外外外外部部部部水水水水分分分分的的的的煤煤煤煤中中中中主主主主要要要要组组组组分分分分碳碳碳碳、氢氢氢氢、氮氮氮氮、硫硫硫硫和和和

14、和氧氧氧氧的含量。的含量。的含量。的含量。第10页/共69页第十一页，共69页。n n煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析n n水分：水分：水分：水分：n n一一一一定定定定重重重重量量量量13mm13mm13mm13mm以以以以下下下下粒粒粒粒度度度度的的的的煤煤煤煤样样样样，在在在在干干干干燥燥燥燥箱箱箱箱内内内内318318318318323K323K323K323K温温温温度度度度下下下下干干干干燥燥燥燥8h8h8h8h，取取取取出出出出冷冷冷冷却，称重却，称重却，称重却，称重 外部水分外部水分外部水分外部水分n n将失去外部水分的煤样保持在将失去外部水分的煤样保持在将失去

15、外部水分的煤样保持在将失去外部水分的煤样保持在375375375375380K380K380K380K下，约下，约下，约下，约2h2h2h2h后，称重后，称重后，称重后，称重 内部水分内部水分内部水分内部水分n n挥发分：挥发分：挥发分：挥发分：n n失失失失去去去去水水水水分分分分的的的的试试试试样样样样(sh(sh(sh(sh yn)yn)yn)yn)密密密密封封封封在在在在坩坩坩坩埚埚埚埚内内内内，放放放放在在在在1200K1200K1200K1200K的的的的马马马马弗弗弗弗炉炉炉炉中中中中加加加加热热热热7min7min7min7min，放入干燥箱中冷却至常温再称重放入干燥箱中冷却至

16、常温再称重放入干燥箱中冷却至常温再称重放入干燥箱中冷却至常温再称重 第11页/共69页第十二页，共69页。n n煤的工业分析（续）煤的工业分析（续）煤的工业分析（续）煤的工业分析（续）n n固定碳固定碳固定碳固定碳n n失失失失去去去去水水水水分分分分(shufn)(shufn)(shufn)(shufn)和和和和挥挥挥挥发发发发分分分分后后后后的的的的剩剩剩剩余余余余部部部部分分分分（焦焦焦焦炭炭炭炭）放放放放在在在在800800800800 20202020 C C C C的的的的环环环环境境境境中中中中灼灼灼灼烧到重量不再变化时，取出冷却。焦炭所失去的重量为固定碳烧到重量不再变化时，取出

17、冷却。焦炭所失去的重量为固定碳烧到重量不再变化时，取出冷却。焦炭所失去的重量为固定碳烧到重量不再变化时，取出冷却。焦炭所失去的重量为固定碳n n灰分：灰分：灰分：灰分：n n从煤中扣除水分从煤中扣除水分从煤中扣除水分从煤中扣除水分(shufn)(shufn)(shufn)(shufn)、灰分以及挥发分后剩余的部分为固定碳、灰分以及挥发分后剩余的部分为固定碳、灰分以及挥发分后剩余的部分为固定碳、灰分以及挥发分后剩余的部分为固定碳第12页/共69页第十三页，共69页。n n煤中灰分的组成：煤中灰分的组成：煤中灰分的组成：煤中灰分的组成：n n我国煤炭的平均灰分含量为我国煤炭的平均灰分含量为我国煤炭

18、的平均灰分含量为我国煤炭的平均灰分含量为25252525n n灰分的存在灰分的存在灰分的存在灰分的存在(cnzi)(cnzi)(cnzi)(cnzi)降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量第13页/共69页第十四页，共69页。n n煤的元素分析煤的元素分析煤的元素分析煤的元素分析n n碳和氢：通过燃烧后分析尾气中碳和氢：通过燃烧后分析尾气中碳和氢：通过燃烧后分析尾气中碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO2CO2CO2CO2和和和和H2OH2OH2OH2O的生成量测定的生成量测定

19、的生成量测定的生成量测定n n氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收(xshu)(xshu)(xshu)(xshu)，滴定，滴定，滴定，滴定n n硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，S SO42-S SO42-S SO42-S SO42-，滴定，滴定，滴定，滴定第14页/共69页第十五页，共69页。1.4.3 1.4.3 1.4.3 1.4.3

20、 煤中硫的形态煤中硫的形态煤中硫的形态煤中硫的形态(xngti)(xngti)(xngti)(xngti)第15页/共69页第十六页，共69页。1.4.4 1.4.4 1.4.4 1.4.4 煤的成分煤的成分煤的成分煤的成分(chng fn)(chng fn)(chng fn)(chng fn)的表示方法的表示方法的表示方法的表示方法 要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准，常用的基准有以下四种要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准，常用的基准有以下四种要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准，常用的基准有以下四种要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准，常用的基准有以下四

21、种(s zhn)(s zhn)(s zhn)(s zhn)：收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分 空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为100%100%100%100%的成分，即在实验室内进行燃料分析时的试样成分的成分，即在实验室内进行燃料分析时的试样成分的成分，即在实验室内进行燃料分析时的试样成分的成分，即在实验室内进行燃料分析时的试样成分

22、第16页/共69页第十七页，共69页。n n干干干干燥燥燥燥基基基基：以以以以去去去去掉掉掉掉全全全全部部部部水水水水分分分分的的的的燃燃燃燃料料料料作作作作为为为为100%100%100%100%的的的的成成成成分分分分，干干干干燥燥燥燥基基基基更更更更能能能能反反反反映映映映(fnyng)(fnyng)(fnyng)(fnyng)出出出出灰灰灰灰分的多少分的多少分的多少分的多少 n n干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100%100%100%100%的成分的成分的成分的成分

23、第17页/共69页第十八页，共69页。1.4.51.4.5煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法(fngf)(fngf)及其组成的相互及其组成的相互及其组成的相互及其组成的相互关系关系关系关系 第18页/共69页第十九页，共69页。1.4.61.4.6我国部分煤种的分析我国部分煤种的分析我国部分煤种的分析我国部分煤种的分析(fnx)(fnx)结果结果结果结果 第19页/共69页第二十页，共69页。第20页/共69页第二十一页，共69页。1.51.5其他燃料其他燃料其他燃料其他燃料1.5.11.5.1其它其它其它其它(qt)(qt)常规燃料常规燃料常规燃料常规燃

24、料 n n石油石油石油石油n n液体燃料的主要来源液体燃料的主要来源液体燃料的主要来源液体燃料的主要来源n n链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物n n主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧n n氢含量增加时，比重减少，发热量增加氢含量增加时，比重减少，发热量增加氢含量增加时，比重减少，发热量增加氢含量增加时，比重减少，发热量增加n n天然气天然气天然气天然气

25、n n典型的气体燃料典型的气体燃料典型的气体燃料典型的气体燃料n n一般一般一般一般(ybn)(ybn)(ybn)(ybn)组成为甲烷组成为甲烷组成为甲烷组成为甲烷85858585、乙烷、乙烷、乙烷、乙烷10101010、丙烷、丙烷、丙烷、丙烷3 3 3 3第21页/共69页第二十二页，共69页。1.5.21.5.2其他其他其他其他(qt)(qt)非常规燃料非常规燃料非常规燃料非常规燃料 城市固体废弃物城市固体废弃物城市固体废弃物城市固体废弃物商业和工业固体废弃物商业和工业固体废弃物商业和工业固体废弃物商业和工业固体废弃物农产物和农村废物农产物和农村废物农产物和农村废物农产物和农村废物水生植物

26、和水生废物水生植物和水生废物水生植物和水生废物水生植物和水生废物污泥处理厂废物污泥处理厂废物污泥处理厂废物污泥处理厂废物可燃性工业和采矿废物可燃性工业和采矿废物可燃性工业和采矿废物可燃性工业和采矿废物天然存在的含碳和含碳氢的资源天然存在的含碳和含碳氢的资源天然存在的含碳和含碳氢的资源天然存在的含碳和含碳氢的资源合成燃料合成燃料合成燃料合成燃料 非常规燃料通常非常规燃料通常非常规燃料通常非常规燃料通常(tngchng)(tngchng)(tngchng)(tngchng)需要专门技术转化为易于利用的形式需要专门技术转化为易于利用的形式需要专门技术转化为易于利用的形式需要专门技术转化为易于利用的形

27、式城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题第22页/共69页第二十三页，共69页。1.61.6燃料组成燃料组成燃料组成燃料组成(zchn)(zchn)的表示方法的表示方法的表示方法的表示方法:CxHySzOwNv:CxHySzOwNvn nSampleSample（样样样样品品品品含含含含重重重重）:C:C:77.2%,77.2%,H:H:5.2%,5.2%,N:N:1.2%,1.2%,S:S:2.6%,2.6%,O:O:5.9%5.9%andandashash（灰灰

28、灰灰）:7.9%7.9%bybyweight.weight.DetermineDeterminethethenormalizednormalizedmolarcomposition.molarcomposition.（决定标准摩尔（决定标准摩尔（决定标准摩尔（决定标准摩尔(mr)(mr)组成）组成）组成）组成）n n（元素）（元素）（元素）（元素）（含重）（含重）（含重）（含重）n nElementWt%mol/100gmol/mol(ElementWt%mol/100gmol/mol(碳碳碳碳)n nC77.2C77.2 12=6.4312=6.43 6.43=1.006.43=1.00n

29、nH5.20H5.20 1=5.201=5.20 6.43=0.8086.43=0.808n nN1.20N1.20 14=0.085714=0.0857 6.43=0.0136.43=0.013n nS2.60S2.60 32=0.081232=0.0812 6.43=0.0136.43=0.013n nO5.90O5.90 16=0.36916=0.369 6.43=0.0576.43=0.057n nash7.9ash7.9 6.43=1.23g/molC6.43=1.23g/molCn nThenormalizedmolarcomposition:CH0.808N0.013S0.013

30、O0.057Thenormalizedmolarcomposition:CH0.808N0.013S0.013O0.057n n（标准摩尔（标准摩尔（标准摩尔（标准摩尔(mr)(mr)组成）组成）组成）组成）第23页/共69页第二十四页，共69页。1.71.7燃料的最重要燃料的最重要燃料的最重要燃料的最重要(zhngyo)(zhngyo)的两个属性的两个属性的两个属性的两个属性vv热值vv决定燃料的消耗量vv杂质vv污染物产生(chnshng)的来源第24页/共69页第二十五页，共69页。第二节第二节第二节第二节 燃料燃烧过程燃料燃烧过程燃料燃烧过程燃料燃烧过程2.12.1影响燃烧过程的主要影

31、响燃烧过程的主要影响燃烧过程的主要影响燃烧过程的主要(zhyo)(zhyo)因素因素因素因素2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 燃烧过程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物 完全燃烧：完全燃烧：完全燃烧：完全燃烧：CO2CO2CO2CO2、H2OH2OH2OH2O不完全燃烧：不完全燃烧：不完全燃烧：不完全燃烧：CO2 CO2 CO2 CO2、H2O&COH2O&COH2O&COH2O&CO、黑烟及其他部分氧化产物、黑烟及其他部分氧化产物、黑烟及其他部分氧化产物、黑烟及其他部分氧化产物如果燃料中含有如果燃料中含有如果燃料中含有如果燃料中含有S S S S和

32、和和和N N N N，则会生成，则会生成，则会生成，则会生成(shn chn)SO2(shn chn)SO2(shn chn)SO2(shn chn)SO2和和和和NONONONO空气中的部分空气中的部分空气中的部分空气中的部分N N N N可能被氧化成可能被氧化成可能被氧化成可能被氧化成NONONONO热力型热力型热力型热力型NOxNOxNOxNOx第25页/共69页第二十六页，共69页。2.1.22.1.2燃料完全燃烧的条件（燃料完全燃烧的条件（燃料完全燃烧的条件（燃料完全燃烧的条件（3T3T）空空空空气气气气条条条条件件件件：提提提提供供供供充充充充足足足足的的的的空空空空气气气气；但但

33、但但是是是是空空空空气气气气量量量量过过过过大大大大，会会会会降降降降低低低低炉炉炉炉温温温温，增加热损失增加热损失增加热损失增加热损失(snsh)(snsh)温度条件（温度条件（温度条件（温度条件（TemperatureTemperature）：达到燃料的着火温度）：达到燃料的着火温度）：达到燃料的着火温度）：达到燃料的着火温度时时时时间间间间条条条条件件件件（TimeTime）：燃燃燃燃料料料料在在在在高高高高温温温温区区区区停停停停留留留留时时时时间间间间应应应应超超超超过过过过燃燃燃燃料料料料燃燃燃燃烧烧烧烧所需时间所需时间所需时间所需时间燃料与空气的混合条件（燃料与空气的混合条件（燃

34、料与空气的混合条件（燃料与空气的混合条件（TurbulenceTurbulence）：燃料与氧充分混合）：燃料与氧充分混合）：燃料与氧充分混合）：燃料与氧充分混合第26页/共69页第二十七页，共69页。2.1.32.1.3典型燃料典型燃料典型燃料典型燃料(rnlio)(rnlio)的着火温度的着火温度的着火温度的着火温度第27页/共69页第二十八页，共69页。2.1.4 2.1.4 燃烧燃烧燃烧燃烧(rnsho)(rnsho)火焰温度与燃料混合比的关系（以火焰温度与燃料混合比的关系（以火焰温度与燃料混合比的关系（以火焰温度与燃料混合比的关系（以CH4CH4为例）为例）为例）为例）第28页/共6

35、9页第二十九页，共69页。2.1.5 2.1.5 典型典型典型典型(di(di nxng)nxng)锅炉热损失与过剩空气量的关系锅炉热损失与过剩空气量的关系锅炉热损失与过剩空气量的关系锅炉热损失与过剩空气量的关系第29页/共69页第三十页，共69页。2.1.6 2.1.6 燃气比和混合燃气比和混合燃气比和混合燃气比和混合(hnh)(hnh)程度对燃烧产物的影响程度对燃烧产物的影响程度对燃烧产物的影响程度对燃烧产物的影响第30页/共69页第三十一页，共69页。2.2不同不同(btn)燃料的燃烧过燃料的燃烧过程程2.2.1气体燃料的燃烧过程气体燃料的燃烧过程气体燃料的燃烧过程可分为三个阶段：气体燃

36、料的燃烧过程可分为三个阶段：气体燃料与空气的混合阶段气体燃料与空气的混合阶段 气体燃料与空气的混合是一个物理过程，两种气体之间的混合需要一气体燃料与空气的混合是一个物理过程，两种气体之间的混合需要一定的时间定的时间(shjin)(shjin)，还要消耗一定的能量。，还要消耗一定的能量。混合后可燃气的加热和着火阶段混合后可燃气的加热和着火阶段 加热和着火阶段与上相同。加热和着火阶段与上相同。可燃气燃烧反应阶段可燃气燃烧反应阶段 燃烧反应是一个激烈的化学氧化过程，在瞬间即可完成。燃烧反应是一个激烈的化学氧化过程，在瞬间即可完成。前两个阶段对整个燃料燃烧过程起控制作用。前两个阶段对整个燃料燃烧过程起

37、控制作用。第31页/共69页第三十二页，共69页。根据气体燃料和空气混合状态的不同，其燃烧过程具有三种不同的状态：根据气体燃料和空气混合状态的不同，其燃烧过程具有三种不同的状态：有焰燃烧有焰燃烧 有焰燃烧的特征是：有焰燃烧的特征是：1 1）气体燃料和空气在燃烧器（简称为烧嘴）中不预先混合，而是分别送入燃烧室或）气体燃料和空气在燃烧器（简称为烧嘴）中不预先混合，而是分别送入燃烧室或炉膛中边混合边燃烧，在炉膛中可见明显的火焰。炉膛中边混合边燃烧，在炉膛中可见明显的火焰。2 2）由于两种气体不预先混合，因此气体燃料和空气均可预热到较高的温度，这样燃）由于两种气体不预先混合，因此气体燃料和空气均可预热

38、到较高的温度，这样燃烧时既不受燃料着火温度的限制，也不必烧时既不受燃料着火温度的限制，也不必(bb)(bb)担心回火和爆炸。担心回火和爆炸。3 3）有焰燃烧在利用低热值煤气获得较高的燃烧温度和充分利用废气余热、节约燃料）有焰燃烧在利用低热值煤气获得较高的燃烧温度和充分利用废气余热、节约燃料等方面都有着现实意义。等方面都有着现实意义。第32页/共69页第三十三页，共69页。有焰燃烧的缺点：当燃烧含较高的气体燃料时，由于气体燃料与空气没有预先混合,炭氢化合物在缺氧情况下受高温加热作用，将会裂解出较多的固体碳黑（又称黑烟子）从而污染环境。减少碳黑生成的主要途径：由于燃烧室或炉膛内有焰燃烧的速度(sd

39、)主要取决于气体燃料和空气的混合速度(sd)，因此，强化燃烧过程、减少碳黑生成的主要途径是设法改进气体燃料和空气在燃烧室内的混合条件，燃烧工艺上应采用能使气体燃料与空气良好混合的燃烧器（烧嘴）。有焰燃烧多用在需要长火焰的大型窑炉中。第33页/共69页第三十四页，共69页。n n无焰燃烧无焰燃烧无焰燃烧无焰燃烧 n n无焰燃烧是指气体燃料和空气在进入燃烧室或炉膛之无焰燃烧是指气体燃料和空气在进入燃烧室或炉膛之无焰燃烧是指气体燃料和空气在进入燃烧室或炉膛之无焰燃烧是指气体燃料和空气在进入燃烧室或炉膛之前就已混合均匀，因此前就已混合均匀，因此前就已混合均匀，因此前就已混合均匀，因此 它的燃烧速度比有

40、焰燃烧快的它的燃烧速度比有焰燃烧快的它的燃烧速度比有焰燃烧快的它的燃烧速度比有焰燃烧快的多，整个燃烧过程在安装燃烧嘴的砖墙通道内就可以结多，整个燃烧过程在安装燃烧嘴的砖墙通道内就可以结多，整个燃烧过程在安装燃烧嘴的砖墙通道内就可以结多，整个燃烧过程在安装燃烧嘴的砖墙通道内就可以结束。束。束。束。n n 无焰燃烧的火焰很短，几乎看不到火焰。无焰燃烧的无焰燃烧的火焰很短，几乎看不到火焰。无焰燃烧的无焰燃烧的火焰很短，几乎看不到火焰。无焰燃烧的无焰燃烧的火焰很短，几乎看不到火焰。无焰燃烧的特点为：空气过剩系数较小，一般为特点为：空气过剩系数较小，一般为特点为：空气过剩系数较小，一般为特点为：空气过剩

41、系数较小，一般为1.021.021.051.05；燃烧；燃烧；燃烧；燃烧速度很快，燃烧空间的热强度比有焰燃烧大速度很快，燃烧空间的热强度比有焰燃烧大速度很快，燃烧空间的热强度比有焰燃烧大速度很快，燃烧空间的热强度比有焰燃烧大10010010001000倍；高温区比较集中，燃烧温度比有焰燃烧的温度要高；倍；高温区比较集中，燃烧温度比有焰燃烧的温度要高；倍；高温区比较集中，燃烧温度比有焰燃烧的温度要高；倍；高温区比较集中，燃烧温度比有焰燃烧的温度要高；由于燃烧速度很快，气体燃料中的碳氢化合物来不及分由于燃烧速度很快，气体燃料中的碳氢化合物来不及分由于燃烧速度很快，气体燃料中的碳氢化合物来不及分由于

42、燃烧速度很快，气体燃料中的碳氢化合物来不及分解出游离碳黑，对环境的污染程度比有焰燃烧轻；为了解出游离碳黑，对环境的污染程度比有焰燃烧轻；为了解出游离碳黑，对环境的污染程度比有焰燃烧轻；为了解出游离碳黑，对环境的污染程度比有焰燃烧轻；为了防止烧嘴内燃烧和爆炸防止烧嘴内燃烧和爆炸防止烧嘴内燃烧和爆炸防止烧嘴内燃烧和爆炸(bozh)(bozh)，气体燃料和空气的预，气体燃料和空气的预，气体燃料和空气的预，气体燃料和空气的预热温度不能太高，原则上不能超过可燃气体的着火温度，热温度不能太高，原则上不能超过可燃气体的着火温度，热温度不能太高，原则上不能超过可燃气体的着火温度，热温度不能太高，原则上不能超过

43、可燃气体的着火温度，一般要低于一般要低于一般要低于一般要低于400400。第34页/共69页第三十五页，共69页。n n半无焰燃烧半无焰燃烧 n n 半无焰燃烧又称部分预混合燃半无焰燃烧又称部分预混合燃烧。烧。n n 这种燃烧方式是将燃烧所需的这种燃烧方式是将燃烧所需的空气分两部分与气体燃料相互混空气分两部分与气体燃料相互混合，一次空气在烧嘴的混合室与合，一次空气在烧嘴的混合室与气体燃料相混合。二次空气借助气体燃料相混合。二次空气借助于混合后可燃气体的喷射作用，于混合后可燃气体的喷射作用，一边一边(ybin)混合一边混合一边(ybin)燃烧。燃烧。n n 无焰燃烧与半无焰燃烧所产生无焰燃烧与半

44、无焰燃烧所产生的游离碳黑量远比有焰燃烧少，的游离碳黑量远比有焰燃烧少，因此对环境的污染程度也远比有因此对环境的污染程度也远比有焰燃烧轻。焰燃烧轻。第35页/共69页第三十六页，共69页。2.2.2液体燃料的燃烧液体燃料的燃烧(rnsho)过程过程 液体燃料包括各种燃料油及酒精液体燃料包括各种燃料油及酒精(ji(ji jng)jng)等，下面仅讨论燃料油的燃烧过程。等，下面仅讨论燃料油的燃烧过程。燃料油的燃烧过程是一个复杂的物理化学过程。它包括四个过程：燃料油的燃烧过程是一个复杂的物理化学过程。它包括四个过程：燃料油的雾化燃料油的雾化油雾粒子中的可燃组分的蒸发与扩散油雾粒子中的可燃组分的蒸发与扩

45、散可燃气体与空气的混合可燃气体与空气的混合可燃气体的氧化燃烧可燃气体的氧化燃烧与气体燃料的燃烧过程类似，前三个阶段对整个燃料燃烧过程起着控制作用。与气体燃料的燃烧过程类似，前三个阶段对整个燃料燃烧过程起着控制作用。第36页/共69页第三十七页，共69页。n n燃料油的雾化是燃料油燃烧的先决条件，雾化燃料油的雾化是燃料油燃烧的先决条件，雾化的油滴粒子愈细，燃料油与空气接触的表面积的油滴粒子愈细，燃料油与空气接触的表面积就愈大，就愈有利于油滴粒子中可燃组分的蒸就愈大，就愈有利于油滴粒子中可燃组分的蒸发与扩散，就愈有利于油滴粒子中可燃气体与发与扩散，就愈有利于油滴粒子中可燃气体与空气的混合空气的混合

46、(hnh)(hnh)，有利于燃料油完全燃烧以，有利于燃料油完全燃烧以及降低污染物的生成。所谓油的雾化，就是把及降低污染物的生成。所谓油的雾化，就是把燃料油分散成细小烟雾粒子的过程。在工业上，燃料油分散成细小烟雾粒子的过程。在工业上，这个过程是通过燃油烧嘴来实现的。这个过程是通过燃油烧嘴来实现的。n n燃料油中的可燃气体与空气的混合燃料油中的可燃气体与空气的混合(hnh)(hnh)是重是重质油燃烧过程中的很重要的问题。燃烧重质油质油燃烧过程中的很重要的问题。燃烧重质油所需要的空气量比燃烧气体燃料大，而油蒸气所需要的空气量比燃烧气体燃料大，而油蒸气与空气混合与空气混合(hnh)(hnh)也不象气体

47、燃料与空气混合也不象气体燃料与空气混合(hnh)(hnh)的那样好。因此不太容易得到更短的火的那样好。因此不太容易得到更短的火焰；燃烧完全程度也不如气体燃料好。对于燃焰；燃烧完全程度也不如气体燃料好。对于燃油锅炉及窑炉，应该设法改善或强化油雾与空油锅炉及窑炉，应该设法改善或强化油雾与空气的混合气的混合(hnh)(hnh)过程。过程。第37页/共69页第三十八页，共69页。2.2.3粉煤的燃烧粉煤的燃烧(rnsho)过程过程 粉煤的燃烧过程比气体或液体燃料燃烧更为复杂。粉煤的燃烧是将磨成一定细粉煤的燃烧过程比气体或液体燃料燃烧更为复杂。粉煤的燃烧是将磨成一定细度的煤粉与空气一同喷入炉内后进行度的

48、煤粉与空气一同喷入炉内后进行(jnxng)(jnxng)燃烧。在燃烧过程中，不仅发生燃烧。在燃烧过程中，不仅发生气体与气体之间的同相燃烧，而且还发生气体与固体之间的异相燃烧。气体与气体之间的同相燃烧，而且还发生气体与固体之间的异相燃烧。同相燃烧同相燃烧 气体与气体之间的燃烧气体与气体之间的燃烧异相燃烧异相燃烧 气体与固体之间的燃烧气体与固体之间的燃烧第38页/共69页第三十九页，共69页。n n煤粉喷入炉内受热煤粉喷入炉内受热(shu r)(shu r)后，首先蒸发出水分，后，首先蒸发出水分，继而从煤粉内部扩散出可燃性挥发性气体，炉内的氧继而从煤粉内部扩散出可燃性挥发性气体，炉内的氧气与挥发性

49、气体相遇，在着火温度以上即发生迅速燃气与挥发性气体相遇，在着火温度以上即发生迅速燃烧，此为同相燃烧。烧，此为同相燃烧。n n随着煤粉中挥发性气体不断向外扩散，煤粉粒子被干随着煤粉中挥发性气体不断向外扩散，煤粉粒子被干馏，逐渐形成焦炭粒子。焦炭粒子与空气之间发生的馏，逐渐形成焦炭粒子。焦炭粒子与空气之间发生的燃烧为异相燃烧。燃烧为异相燃烧。n n在实际燃烧过程中，通常是将燃烧所需要的空气分两在实际燃烧过程中，通常是将燃烧所需要的空气分两次或三次加入。一次空气与煤粉混合喷入炉内，主要次或三次加入。一次空气与煤粉混合喷入炉内，主要用于挥发分的燃烧，以后加入的空气主要用于强化燃用于挥发分的燃烧，以后加

50、入的空气主要用于强化燃烧过程、使焦炭得到充分燃烧。烧过程、使焦炭得到充分燃烧。第39页/共69页第四十页，共69页。影响粉煤的燃烧过程的因素影响粉煤的燃烧过程的因素(yn s)(yn s)有四个：有四个：一次空气的用量一次空气的用量 它与煤粉的品种及挥发分含量有关，一般为总空气量的它与煤粉的品种及挥发分含量有关，一般为总空气量的20204040；煤粉的喷出速度煤粉的喷出速度 它必须大于火焰的传播速度，否则容易发生回火。火焰的传播速度也与煤粉的品种及挥发分含量有关。煤粉的火焰传播速度大约为它必须大于火焰的传播速度，否则容易发生回火。火焰的传播速度也与煤粉的品种及挥发分含量有关。煤粉的火焰传播速度