燃料及燃燒產(chǎn)物介紹

1、燃料及燃燒產(chǎn)物介紹 1燃料-煤工業(yè)鍋爐中主要以煤作為燃料，煤的形成過(guò)程極為復(fù)雜，其分子結(jié)構(gòu)至今尚不十分清楚。為了進(jìn)行燃料分類(lèi)和燃燒計(jì)算，通常都使用元素分析和工業(yè)分析。2煤的元素分析煤的元素成分分析煤中的碳（C）、氫（H ）、硫（ S）、氧（ O）、氮（ N）等元 素，稱為煤的元素分析成分。 3碳：它是燃料中主要可燃成分。1kg碳完全燃燒時(shí)放出 3.39 107J的熱量；碳元素的著火溫度較高。含碳量越高的煤，著火燃燒越困難。煤中碳的含量占可燃成分的 50% 95% 。 4氫：氫也是煤中的重要的可燃成分。1kg氫完全燃燒時(shí)放出的熱量約為 1.3 108J。氫在煤中大多以碳?xì)浠衔锏男问酱嬖?，煤中?/p>

2、的含量占可燃成分 2% 8% 。 5硫：煤中的硫是一種有害成分。1kg硫完全燃燒時(shí)放出 1.1 107J的熱量。硫的燃燒產(chǎn)物是二氧化硫（SO2）和三氧化硫（SO3）氣體，與煙氣中水蒸氣結(jié)合產(chǎn)生亞硫酸或硫酸蒸汽，凝結(jié)在金屬受熱面（省煤器、空氣預(yù)熱器）上會(huì)產(chǎn)生腐蝕；二氧化硫和三氧化硫從煙囪排出時(shí)會(huì)污染大氣，對(duì)人體和動(dòng)植物造成危害。煤中的硫由有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫兩大類(lèi)組成。無(wú)機(jī)硫中的硫化鐵中的硫及有機(jī)硫稱為可燃硫；硫酸鹽硫不能燃燒，進(jìn)入灰分內(nèi)。在煤中硫約占可燃成分的 8% 以下。以上三種元素是煤中的可燃成分。 6氮：是煤中的雜質(zhì)，其含量約占煤的 0.5% 1.5% ，對(duì)鍋爐工作影響不大。 7氧：氧是煤中雜

3、質(zhì)，不能燃燒。煤中的氧有兩部分，一部分是游離氧，能助燃；另一部分以化合態(tài)存在，不能助燃。 8煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析包括測(cè)定煤的水分、灰分、揮發(fā)物和固定碳的含量，測(cè)定煤的發(fā)熱量。 9水分：它是燃料的主要雜質(zhì)。由于它的存在降低了煤中可燃成分的含量；在燃燒過(guò)程中吸收熱量汽化而降低了爐膛溫度，使燃料著火困難；水分在燃料燃燒后形成煙氣中的水蒸氣，排煙時(shí)將大量熱量帶走，因而降低了鍋爐效益。煤中的水分由外水分（表面水分）和內(nèi)水分兩部分組成。內(nèi)水分是固有水分，是吸附和凝聚在煤炭?jī)?nèi)部一些毛細(xì)孔中的水分；外水分是開(kāi)采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及洗選過(guò)程中表面留存水分。內(nèi)水分和外水分的總和稱為全水分。 10灰分：它是燃料中不可

4、燃燒的礦物質(zhì)，也是燃料的主要雜質(zhì)。煤中灰分增大，可燃成分減少，燃燒較困難，同時(shí)鍋爐出灰量大，操作復(fù)雜而繁重，大量飛灰從煙囪中飛出，污染周?chē)h(huán)境；燃燒灰分多的燃料，鍋爐受熱面容易積灰，降低鍋爐效率；煙氣中灰粒較多，煙氣流速較高，會(huì)磨損鍋爐金屬表面，降低鍋爐壽命。 11揮發(fā)分測(cè)定揮發(fā)物把失去水分的煤，放在隔絕空氣的條件下，加熱到 850 20（ ），烘干的煤逐漸分解，逸出氫、一氧化碳和碳?xì)浠衔锏瓤扇細(xì)怏w，這些氣體稱煤的揮發(fā)物。揮發(fā)物逸出時(shí)間一般需 7 10min 。12固定碳放出揮發(fā)分以后殘留的物質(zhì)成為焦炭；焦炭由灰分和固定碳兩部分組成。13神木煤工業(yè)分析和元素分析 工業(yè)分析 %，ar元素分析

5、%，ar熱值（MJ/kg）Qnet arMAVFCCHSNO12.135.6529.3652.8665.224.440.171.3711.0225.1614大同煤工業(yè)分析和元素分析 工業(yè)分析 %，ar元素分析 %，ar熱值（MJ/kg）Qnet arMAVFCCHSNO8.4216.2824.9850.3261.673.990.721.287.6423.9115淄博煤工業(yè)分析和元素分析 工業(yè)分析 %，ar元素分析 %，ar熱值（MJ/kg）Qnet arMAVFCCHSNO2.8520.9529.7946.4162.974.120.631.247.2424.5516潞安煤工業(yè)分析和元素分析 工

6、業(yè)分析 %，ar元素分析 %，ar熱值（MJ/kg）Qnet arMAVFCCHSNO4.0320.8912.5562.5366.563.381.381.422.3425.6517煤的燃燒煤中的可燃成分，與供給的空氣中氧氣相遇，在合適的燃燒條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)出光和熱。煤的燃燒是復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程。18煤的燃燒模型煤的燃燒大致分為以下幾個(gè)過(guò)程，部分過(guò)程有時(shí)又有交叉。加熱和干燥；揮發(fā)分析處和焦炭的形成；揮發(fā)分燃燒和燃料著火；焦炭燃燒；灰渣形成。19加熱和干燥煤進(jìn)入爐內(nèi)，受到爐內(nèi)高溫?zé)煔?、爐墻、燃料層的輻射換熱和其他各種對(duì)流導(dǎo)熱方式傳熱而被加熱，煤的溫度逐漸升高，水分開(kāi)始汽化逸出，直到完全烘干。在

7、這個(gè)階段，要求拱給足夠的熱量，保證干燥所需的時(shí)間；尚未燃燒，不需要供給空氣。20揮發(fā)分析出和焦炭的形成煤的溫度繼續(xù)升高，開(kāi)始熱分解并析出揮發(fā)分；不同的煤種，結(jié)構(gòu)不同，析出揮發(fā)分的溫度不同；從褐煤到無(wú)煙煤，這個(gè)溫度約為130400 。在這一階段，熱量起主要作用，空氣量很少。21揮發(fā)分燃燒和燃料著火揮發(fā)分析出后，只要濃度足夠高，爐內(nèi)溫度足夠高，揮發(fā)分就開(kāi)始著火，形成黃色明亮的火焰；揮發(fā)分燃燒將放出大量的熱量并為以后的焦炭燃燒提供良好的燃燒條件；另一方面，揮發(fā)分燃燒需要大量的空氣，其燃燒速度取決于空氣向揮發(fā)分燃燒火焰表面擴(kuò)散的速度，是擴(kuò)散燃燒；不依靠外來(lái)熱源使燃燒進(jìn)行下去；揮發(fā)分燃燒空氣供應(yīng)量很重要，溫度提高可以使燃燒反應(yīng)速度加快，對(duì)燃燒也是有利的。22焦炭燃燒焦炭燃燒是表面反應(yīng)，它的燃燒速度取決于燃料中可燃碳和氧化合的化學(xué)反應(yīng)速度和氧向焦炭表面的擴(kuò)散速度；當(dāng)溫度低于9001000 時(shí)，是動(dòng)力燃燒；反之，是擴(kuò)散燃燒；大多數(shù)鍋爐的爐膛溫度處于過(guò)渡區(qū)，因此，溫度和氧向焦炭表面的擴(kuò)散速度都很重要。23