燃烧学-6.固体燃料—煤的燃烧

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1、 固体燃料种类、特性，碳的燃烧化学反应过程，煤的固体燃料种类、特性，碳的燃烧化学反应过程，煤的各种燃烧方法各种燃烧方法碳的燃烧化学反应过程碳的燃烧化学反应过程 天然固体燃料天然固体燃料 木质燃料木质燃料 冶金生产：炼焦和气化冶金生产：炼焦和气化工业炉窑工业炉窑 不不 同同 种种 类类 煤煤 的的 特特 点点泥煤褐煤烟煤无烟煤碳化程度密度吸水性挥发分运输储存氢氧含量可燃性发热量机械性能粘结性低高小大强弱高低差好难易高低好差低高弱最好常见固体燃料可燃质情况常见固体燃料可燃质情况可燃质可燃质惰性质惰性质 ： 煤的主要可燃元素，燃烧时放出大量的热。煤的主要可燃元素，燃烧时放出大量的热。 ： 煤的主要可

2、燃元素（可燃氢煤的主要可燃元素（可燃氢 、化合氢、化合氢 ）。）。 ： 煤中一种有害物质。和碳、氢构成氧化物煤中一种有害物质。和碳、氢构成氧化物 。： 一般不参加燃烧反应，是燃料中的惰性元素。一般不参加燃烧反应，是燃料中的惰性元素。 ：有机硫有机硫 (S机机)黄铁矿硫黄铁矿硫 (S矿矿)硫酸盐硫硫酸盐硫 (S盐盐) 可燃硫或挥发硫可燃硫或挥发硫 ：煤中所含的矿物杂质煤中所含的矿物杂质(主要是碳酸盐、粘主要是碳酸盐、粘 土矿物质、以及微量稀土元素等土矿物质、以及微量稀土元素等) 。 ：外部水分外部水分( 也叫做湿分或机械附着水也叫做湿分或机械附着水)内部水分内部水分：燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到

3、使其：燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝结成中的水蒸气凝结成0的水时所放出的热量的水时所放出的热量。：指的是燃料完全燃烧后燃烧产物中的：指的是燃料完全燃烧后燃烧产物中的水蒸气冷却到水蒸气冷却到20时放出的热量时放出的热量。22409COCO222245COCOKJKJ 表示整个化学反应的物质平衡和热平衡，是表示整个化学反应的物质平衡和热平衡，是。 反应过程反应过程反应机理反应机理n 研究表明，碳与氧相遇后首先发生研究表明，碳与氧相遇后首先发生：n 初次反应生成的初次反应生成的CO和和CO2通过周围的介质扩散出去，通过周围的介质扩散出去， 能够重新被碳表面从气体介质中吸附，在一定条件下

4、发能够重新被碳表面从气体介质中吸附，在一定条件下发 生生。n 初次反应和二次反应同时交叉平行进行着，构成碳燃初次反应和二次反应同时交叉平行进行着，构成碳燃 烧过程的基本化学反应。烧过程的基本化学反应。224322COCOCO22322COCOCO或或22162CCOCO2222571COOCOKJ KJ22222CH OCOH22123CH OCOHKJ242CHCH3C+4H2O=4H2+2CO+CO22H2+O2=2H2OCO+H2O=CO2+H2224322COCOCO22322COCOCO或或23432COC O络合：络合：342222C OCOCOCO离解：离解： 224322COC

5、OCO氧消耗速度氧消耗速度(即燃烧速度即燃烧速度)为：为：2121ObbKk qk Cqk1络合速度；k2 撞击下离解的速度常数；Cb 氧的表面浓度。 bbbObCkkCkkqqCkqkqK2121211111111112bbbObCkkCkkqqCkqkqK21212111111111121： ，则，则 一级反应，与氧气的一次方成正比，反应速度取决于离解速度一级反应，与氧气的一次方成正比，反应速度取决于离解速度2： ，则，则 零级反应，反应速度取决于络合速度，而与氧气浓度无关零级反应，反应速度取决于络合速度，而与氧气浓度无关 ：bCkk2111bObCkK22bCkk211112kKObbO