固体燃料燃烧习题集
1.煤粒的燃烧过程主要包括哪几个步骤？
1)煤的加热与干燥
2)析出挥发份和形成焦炭
3)挥发份着火燃烧(明亮的火焰，占燃烧时间0.1)
4)焦炭着火燃烧(CO形成蓝色火焰，焦炭燃烧占燃烧时间0.9)
5)灰渣的生成
2.根据多相燃烧反应的化学阻力与物理阻力的对比，可将多相燃烧反应分为( 动力燃烧)、(扩散燃烧)和( 过渡燃烧)三类。
2.写出异相化学反应速度的计算式，什么是碳粒的动力燃烧、扩散燃烧与
过渡态燃烧？各自的影响因素有哪些？
3.颗粒直径、温度和颗粒与气流之间的相对速度对燃烧区域(动力区、扩散区)的影响是
什么
●颗粒直径d0↓，S m=b/k↑燃烧反应向动力区移动；
●当温度T↑，exp(-Ea/RT)↑，S m=b/k↓,燃烧反应向扩散区移动；
当气流与煤炭颗粒之间相对速度Re↑，S m=b/k↑反应向动力区移动
简述碳颗粒燃烧的两种机理。碳燃烧过程中的氧化反应和气化反应是什么
通过提高气流与固体颗粒之间相对速度来强化燃烧的原理是什么？在什么情况下适用？
答：原理：根据式
6.0
3
1Re
Pr
37
.0
2+
=
zl
Nu
，可以看出，提高气流速度与固体之间相对速
度即增大Re，有利于传质，相当于适当提高氧气的浓度。这对于燃烧处于扩散区时较为适用。
试分析大碳粒异相燃烧主要过程、机理及特点？强化煤炭燃烧有哪些途径？
大碳粒燃烧的主要过程：气相反应介质向碳颗粒外表面反应表面传递；气相反应介质由碳颗粒外表面向颗粒内反应表面传递；气相反应介质吸附到反应表面；表面化学反应；反应产物从反应表面脱附；反应产物由反应表面向颗粒外表面传递；反应产物由颗粒外表面向气相中的传递。
机理：低温区――沿氧化反应的动力曲线进行；1000～1100℃左右――按扩散曲线进行；继续提高温度――按还原反应动力曲线进行，燃烧速度随温度的升高而急剧增加；再提高温度当温度足够高时――将按扩散曲线进行。
特点：异相反应：反应不仅发生在外表面，而且在碳粒内孔隙表面进行；对于碳的燃烧，温度始终有显著影响；不同温度段，碳的燃烧反应机理不同。
强化途径：碳粒的粒径R0下降，燃烧表面积大大增加，燃尽所需时间τ下降(成平方关系)――－粉状燃烧；氧气浓度C0增加，则燃尽所需时间τ下降，可强化燃烧――富氧燃烧；加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降，可强化燃烧――强制通风；减少颗粒中灰的含量A ar，则燃尽所需时间下降――低灰优质燃烧――选煤技术；提高燃烧温度，可使反应速率常数增加，则燃尽所需时间下降――炉拱技术。
碳粒的燃尽时间及其与哪些因素有关？煤粉燃烬阶段属于什么燃烧区，此阶段应采取什么样的强化燃烧手段？
动力燃烧区
提高空气过量系数，碳粒燃尽时间降低；
●减少碳粒直径，燃尽时间降低，但是对煤层燃烧时，煤的粒径不能太小，否则会影
响氧化剂与煤的混合，降低氧的扩散速率；
●氧气浓度C0增加，则燃尽所需时间τ下降；
●加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降；
●提高燃烧温度，可使反应速率常数增加，则燃尽所需时间下降；
●减少颗粒中灰的含量A ar，则燃尽所需时间下降。
请给出煤炭燃烧过程？
煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般经历四个阶段：水分蒸发阶段，当温度达到，105℃左右时，水分全部被蒸发；挥发物着火阶段，煤不断吸收热量后，温度继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧。挥发物燃烧速度快，一般只占煤整个燃烧时间的1/10左右；焦碳燃烧阶段，煤中的挥发物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。此时焦碳温度上升很快，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量，煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段；燃烬阶段，这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，以降低不完全燃烧热损失，提高效率。
1.煤层燃烧的主要过程是什么？如何提高其燃烧效率？
过程：煤的预热；水分析出；挥发份析出；挥发份着火及燃烧；焦炭的着火和燃烧；焦炭的燃烬。
提高燃烧效率的措施：分段送风，按煤的不同燃烧过程需要风量合理配风及送风：分段送风(分仓送风)，按煤的不同燃烧过程需要风量合理配风及送风，宽度均匀送风；提高炉膛温度：加前后炉拱，确保前部适时稳定的着火，后部保温促燃；加二次风，增加炉内气体扰动，利于混合与燃烬；合理的煤层厚度和炉排行进速度。
层燃二次风的作用？
加二次风，增加炉内气体扰动，利于混合与燃烬
说明链条炉燃烧的特点？
特点一“有限着火”
由于新添加的煤不是落在已燃烧的燃料层上，而是落在刚由下部转入炉膛的冷炉排上，从炉排下经新煤层鼓入炉膛的是温度不高的空气，新煤层无法从下部得到热量，只能依靠上部高温烟气及炉墙等的辐射，实现预热、干燥、着火等过程
特点二燃烧具有区域性
1预热干燥区
2挥发分析出与燃烧区
3a焦炭氧化层区
3b焦炭还原区
4灰渣燃尽区
分析煤粉炉燃烧的原理、优缺点及对煤粉的要求？
原理：是将煤磨细到一定的细度(20~70m)的煤粉，被预热空气连续不断地送入炉内，使其在悬浮运动过程中完成燃烧反应，并能形成象气体燃料那样的具有明显轮廓的火炬。由
于颗粒很小，煤粉与空气的接触面积大大增加，二者混合好，容易着火，燃烧剧烈，燃尽绿高，过量空气系数较低，热效率高。
特点：可以大量地使用难着火或质量较差的燃料，如劣质煤和煤屑，甚至可以掺用一部分无烟煤和焦炭，煤种适应性广，最好使用挥发分高的煤，同时控制原煤的含水量；煤磨成煤粉(20～70微米)，增加了反应表面积(几百倍)，促进混合扩散，显著地改善了煤粉和空气在炉膛中的混合和着火条件，有利于燃烧，强化了燃烧强度，并有利于气体输送；燃烧速度快，炉温高，炉温容易调节，便于燃烧过程组织的机械化与自动化；燃烬效率高(97～99％)；分级送风：一次空气用来输送煤粉，约占15～20％，二次空气直接进入炉内，可预热，利于回收余热和节约燃料；在煤粉炉内，燃料和烟气的停留时间是相同的；容量不受限制。
悬浮燃烧一次风与二次风的作用？一次风份额确定原则？一次风份额过大或过小对煤粉悬浮燃烧的影响？
一次风：将煤粉送入炉膛，并供给煤粉着火阶段中挥发份燃烧所需的氧量，占全部燃烧空气量的15~30%
二次风：在煤粉气流着火后与其充分混合，供给煤粉中焦炭和残留挥发份燃烧所需的氧量，保证煤粉的完全燃烧
根据挥发份多少来确定一次空气比例；
一次风风率增大，煤粉气流着火所需热量增加，着火延迟。一次风过小，不利于燃料的混合与燃烧，容易造成不完全燃烧损失。
影响煤粉气流着火、燃烧、燃尽、结渣的主要因素有哪些？如何改善？
着火
1.燃煤特性：挥发份越高的煤，着火所需热量越少，火焰传播速度越高，着火越容易、
稳定；水分、灰分越高，着火所需热量越多，着火越困难；灰分高的煤，其火焰传播速度越低，着火越不稳定。
2.煤粉气流的初始温度：煤粉气流初始温度越高，着火所需热量越少，着火越容易，
益采用热风送粉。
3.煤粉细度：煤粉越细，温升越快，着火越容易；同时，由于煤粉表面积大，燃烧释
放的热量越多，着火越迅速。
4.一次风风率：一次风风率为一次风量占炉膛总风量(包括炉膛漏风在内)的百分比。
一次风风率增大，煤粉气流着火所需热量增加，着火延迟。对于着火困难的煤，一次风风率应选得很低，但是必须满足输送煤粉及煤粉着火后燃烧的需要。
5.着火区的烟气温度：着火区烟气温度越高，着火越迅速稳定，需合理布置二次风喷
口及提高其温度。
6.炉内高温烟气组织：组织好炉内高温烟气的合理流动是改善着火性能的重要措施，
如采用四角切圆燃烧或旋流燃烧等可改善着火条件。
燃烧
1.保持足够高的炉膛温度，但是不能引起结焦；
2.二次风的喷入应保证使其适时与煤粉气流混合：过早混合不利于着火，过迟则影响
燃烧；
3.在燃烧区域内组织良好的空气动力场，促使煤粉与空气强烈、均匀地混合。
燃尽
煤粉燃烬区域在炉膛上部，此处温度低，O2浓度低，燃烧进行缓慢。因此，需采取以下
措施，保证煤粉燃尽：
1.保持适当大小的过量空气系数，使炉膛出口仍有一定量的氧；
2.煤粉过粗不利于着火和燃尽，粒度仍尽可能均匀；
3.合理选择炉膛容积热负荷，保证足够大的炉膛容积。
4.合理选取炉膛断面热负荷，在不致引起结渣的前提下保持炉膛出口处具有较高
的温度；
5.尽可能创造条件，加强火焰后期的混合。
结渣原因：
1.火焰贴近受热面时，高温烟气中的灰粒仍呈熔融状态；
2.火焰直接冲刷受热面。
控制结渣具体措施：
1.燃烧设备设计方面的技术措施：
a 选择一个良好的炉膛形式、高度及截面尺寸，布置足够的受热面来冷却高温烟气，即确定合适的炉膛容积热负荷和炉膛断面热负荷，使高温烟气贴近受热面时温度降低至灰的熔融温度以下，避免燃烧强度过高或火焰直接冲刷水冷壁上造成结渣；
b 燃烧器应该具有合理的结构并得到合理的布置，防止气流贴壁发展造成结渣。
1.燃烧设备运行方面的技术措施：
a 保证各燃烧器的风量分配均匀、煤粉分配合理。合理组织一、二次风，形成良好的气流结构，保证火焰不直接冲刷受热面；
b 保持炉膛出口过量空气系数a''为最佳值。a''过低，炉内局部区域的不完全燃烧会造成还原性气氛，将使灰熔点降低，易导致结渣；
c 锅炉尽量不要超负荷运行，否则容易由于炉温升高导致严重结渣。
煤粉炉燃烧器基本要求是什么？常用煤粉燃烧器有几类？为什么大型煤粉锅炉，宜采用矩形喷口直流射流燃烧器？
旋流式粉煤燃烧器：蜗壳型旋流式燃烧器，分为单蜗壳、双蜗壳和三蜗壳型；叶片型旋流式粉煤燃烧器，分为切向叶片型和轴向叶片型
直流式煤粉燃烧器：按一、二次风喷口的布置方式分为均等配风、分级配风和侧二次风等。煤粉炉燃烧的基本要求：组织良好的空气动力场，使煤粉气流能够及时稳定地着火；着火以后，一、二次风能及时合理混合，确保较高的燃烧效率；炉内温度场及热负荷均匀，火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避免结渣和高温腐蚀；有较好的燃料适应性和负荷调节范围，运行可靠；阻力较小；能减少NOx的生成，减少对环境的污染。
对于大型煤粉锅炉，炉膛的深度和宽度较大，宜采用矩形喷口燃烧器。因为由于大型煤粉锅炉炉膛深度和宽度较大，必须保证射流具有足够的穿透深度，因此，射流衰减速度必须降低。为了减弱射流速度的衰减，宜采用直流式煤粉燃烧器。根据动量守恒原理，射流每个断面上的动量总和不变，射流范围扩大，卷入射流的气体量增加，射流流速就会衰减。但是，如果继续降低射流的衰减速度，则可采用喷口是扁矩形的喷口燃烧器，此时起主要作用的是矩形两个短边，扩散角很小，只能从气流外边缘的边界层卷吸热烟气，射流卷吸能力差，被带入射流的周围气体数量少，早期混合较弱；燃烧器结构简单，通风阻力小，气流出口速度高，射流动量大，刚性大，衰减较慢，射流穿透深度大，气流在炉内的后期混合较好。
改进煤粉燃烧的措施有哪些？
一、二次空气的比例要合适，考虑两个方面：
?一次风携带煤粉喷入燃烧室或窑炉并供逸出的挥发分燃烧(15%-30%)；
?二次风供给焦炭和残留挥发分燃烧所需的氧量，保证完全燃烧。
?煤粉制备系统的设计要求及窑炉的特点。
一、二次空气的温度
?一次风的温度≤150℃，以防止煤粉发生爆炸；
?二次风的温度不受限制（尽量高）。
控制适当的过剩空气系数
?过剩空气系数一般为1.05-1.15。
控制合适的一次风喷出速度，组织良好的空气动力场，促使煤粉与空气强烈、均匀地混合。
制备细度合格、粒度均匀的煤粉
?20-70μm。挥发分高的煤或质地疏松的煤，其粒度可以稍大些；无烟煤或硬质煤，粒度就要小些。煤粉细度一般控制为0.08mm方孔筛筛余8%-15%左
右。
试简述旋风燃烧的原理及优缺点？
原理：利用旋风分离器的工作原理，使燃料空气流沿燃烧室内壁的切线方向，以高达100～200m/s的速度作旋转运动。较细的煤粉在旋风筒中作悬浮燃烧，较大的颗粒在离心力的作用下甩向筒壁，燃料颗粒在强烈旋转气流中和空气紧密接触、良好混合，迅速着火燃烧。特点：改善了燃料和空气的混合条件，大大增加了相对速度，显著延长了燃料在炉内的停留时间，扩散掺混和燃烧过程强烈，燃烧效率高达99％以上；可在低过量空气下燃烧(1.05)；可燃用粗煤粉(R90=65～70%)；燃烧强度大，炉内热负荷高达12～25×106 kJ/m3，所以可大大减小炉膛体积；燃烧温度高，烟气中NOx浓度高；由于燃烧温度高，所以采用液态排渣，从而带来液态排渣的问题：析铁、氢爆危险、高温腐蚀、粘结灰等。
试简述沸腾燃烧的原理及特点？
原理：利用空气动力使煤在沸腾床层内以流化态形式完成燃烧、传热和传质的反应过程。沸腾燃烧所燃用的煤的粒度一般为8~10mm以下(平均粒径2mm)，大部分为0.2~3mm的碎屑。运行时，刚加入的煤粒受到气流的作用而迅速与灼热料层中的灰渣粒子强烈混合，并与之一起上下翻滚运动，从而迅速升温并着火燃烧。
特点：低温燃烧，在850～1050℃的温度范围内能够稳定、高效燃烧，燃烧效率达99％。同时，燃烧所需空气可以分一、二次风分别供给，分段组织燃烧，可以控制NOx排放，NOx 排放低；燃料适应性好，可烧劣质燃料；将石灰石喷入床内，可炉内脱硫，脱硫效率高达80-90%，SOx排放低；负荷调节范围大；炉内传热、传质强，温度均匀性好；磨损大，飞灰多，需要除尘装置。
为什么沸腾燃烧具有燃料适应性广的特点？
燃料适应性广，可以燃烧劣质煤(热值低的石煤、煤矸石、劣质烟煤和劣质无烟煤、劣质褐煤)，原因是鼓泡床中有大量的炽热料层作为热源，相比床料来说，新加入的煤量很少(5%)，床层内煤粒和床料在沸腾段内剧烈混合，很容易加热到着火温度；沸腾段碳量分布均匀，空气和煤粒的混合和接触情况良好；煤粒在沸腾段停留时间长。
为何要控制沸腾炉燃烧的气流速度？
气流速度降低，造成的夹带和扬析减少，以减少飞灰热损失，提高燃烧效率；气流速度降低，有利于减少料层内的混合强度，降低颗粒之间的摩擦，这样可以一定程度上控制小颗粒的产生机会；气流速度降低，有利于降低颗粒对沸腾段埋管的磨损。但是，气流速度必须保证床内处于良好的流化状态。
循环流化床燃烧的优点是什么？存在的问题是什么？
优点：运行流化速度为鼓泡流化床的2～3倍，不再有鼓泡流化床那样清晰的界面，固体颗粒充满整个上升段空间；有强烈的物料返混，颗粒团不断形成和解体，并且向各个方向运动，形成良好的颗粒内部循环和横向混合，使得整个上升段内温度分布均匀；颗粒与气体之间的相对速度大，且与床层空隙率和颗粒循环流量有关；由于循环床内气固两相热容量大，沿炉膛高度基本上处于恒温状态(850o C)，延长了燃烧和脱硫反应的时间；被烟气带出炉膛的物料经分离器分离出来后再送入炉膛中燃烧，延长了燃料和脱硫剂颗粒的停留和反应时间，燃烧效率高；同时，850o C的床温是石灰石脱硫的最佳温度，因此，在Ca/S(mol)=1.5~2.5的情况下，脱硫效率高达90%；由于循环流化床内的燃烧过程是在整个炉膛高度上进行的，因此可以很方便地组织分级燃烧，可以有效地控制NOx的生成与排放；由于循环床的炉膛截面热负荷比鼓泡床大得多，因此循环床较易实现大型化；由分离器分离出来的固体颗粒经过适当冷却后再送回炉膛，可以控制床温，避免了设置埋管受热面导致的磨损问题。
缺点：高速颗粒循环对管道的磨损和腐蚀；物料颗粒循环量的控制技术；高效分离器技术；低NOx燃烧技术。
循环流化床燃烧系统是有哪些部分组成的？飞灰回送装置的作用是什么？
炉膛；布风装置(布风板和风室)；飞灰分离收集装置；飞灰回送装置；外置式流化床换热器；底渣处理系统。
飞灰回送装置：将分离器分离并捕集的固体颗粒由压力较低的分离器出口，输送到压力较高的炉膛中，并防止炉膛中的烟气反串进入分离器。
燃料燃烧及热平衡计算参考
燃料燃烧及热平衡计算参考 3.1 城市煤气的燃料计算 3.1.1 燃料成分 表2.2 城市煤气成分（%）[2] 成分 CO 2 CO CH 4 C 2H 6 H 2 O 2 N 2 合计 含量 10 5 22 5 46 2 10 100 3.1.2 城市煤气燃烧的计算 1、助燃空气消耗量[2] （1）理论空气需要量 Lo=21O O 0.5H H 3.5C CH 20.5CO 2 2624-++?+ Nm 3/Nm 3 (3.1) (3.1)式中：CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 、 O 2——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量（Nm 3）。则 Lo=21 2465.055.322255.0-?+?+?+? = 4.143 Nm 3/Nm 3 （2）实际空气需要量 L n =nL 0, Nm 3/Nm 3 (3.2) (1.2)式中：n ——空气消耗系数，气体燃料通常n=1.05 1.1 现在n 取1.05，则 L n =1.05×4.143=4.35 Nm 3/Nm 3 （3）实际湿空气需要量 L n 湿 =（1+0.00124 2H O g 干） L n ， Nm 3/Nm 3 （3.3） 则 L n 湿=（1+0.00124×18.9）×4.35=4.452 Nm 3/Nm 3 2、天然气燃烧产物生成量 （1）燃烧产物中单一成分生成量 CO)H 2C CH (CO 0.01 V 6242CO 2+++?=’
(3.4) 2 O V 0.21(=?′0n-1)L (3.5) 2 2n N V (N 79L )0.01=+?′ (3.6) )L 0.124g H H 3C (2CH 0.01V n 干 O H 2624O H 22+++?= (3.7) 式中CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 ——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量。 则 0.475)5222(100.01V 2CO =+?++?= Nm 3/Nm 3 4.4131)(1.050.21V 2O ?-?==0.046 Nm 3/Nm 3 01.0)35.47910(V 2N ??+==3.54 Nm 3/Nm 3 4.35)18.90.124465322(20.01V O H 2??++?+??==1.152 Nm 3/Nm 3 （2）燃烧产物总生成量 实际燃烧产物量 V n = V CO2+V O2+V N2+V H2O Nm 3/Nm 3 (3.8) 则 V n =0.47+0.046+3.54+1.152=5.208 Nm 3/Nm 3 理论燃烧产物量 V 0=V n -（n -1）L O (3.9) V 0=5.208-（1.05-1）×4.143=5.0 Nm 3/Nm 3 (3) 燃料燃烧产物成分[2] %100V V CO n CO 22?= (3.10) %100V V O n O 22?= (3.11) %100V V N n N 22?= (3.12) 100%V V O H n O H 22?= (3.13)
燃料与燃烧第二版习题答案
《燃料与燃烧》习题解 （仅供参考） 第一篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算：0 2.41=daf V 98.58100=-=daf daf V Fc ; 收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=100 36.35100 100=--? =ar ar daf ar A M V V A ar = 9.95 FC ar = 50.85 干燥基的计算： 35.10=d A V d = 36.77; 88.52100=--=d d d A V FC 2. 某种烟煤成分为： C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100 100=-? =ar d ar M A A 95.72100 100=--?=ar ar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100 100=-? =d daf d A C C 36.5913.0=?=daf d H H
77.4913.0=?=daf d O O N d = N daf ×0.913 =1.74 47.3913.0=?=daf d S S 干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3. 人工煤气收到基组成如下： 计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值； 解：干煤气中： H 2，d = 48.0×[100/（100-2.4）]=49.18 CO ，d = 19.3×1.025=19.77 CH 4，d = 13.31 O 2，d = 0.82 N 2，d = 12.30 CO 2，d = 4.61 ρ＝M 干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28× 12.30%+44×4.61%)/22.4 ＝ 0.643 kg/m 3 Q 高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331） ＝14.07×103 kJ/m 3＝ 14.07 MJ/ m 3 Q 低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331） ＝12.55×103 kJ/m 3＝ 12.55 MJ/ m 3 第二篇 燃烧反应计算 第四章 空气需要量和燃烧产物生成量 5. 已知某烟煤成分为（%）：C daf —83.21,H daf —5.87, O daf —5.22, N daf —1.90, S daf —3.8, A d —8.68, W ar —4.0, 试求： （1） 理论空气需要量L 0（m 3/kg ）； （2） 理论燃烧产物生成量V 0（m 3/kg ）; （3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103kW ，要求空气消耗系数 n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分。 解：（1）将该煤的各成分换算成应用成分： % 33.8100 4 100%68.8100100%=-?=-? =ar d ar W A A
固体燃料燃烧产生的烟气量计算
固体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.2413Q/1000+ 0.5 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 固体燃料燃烧产生的烟气量计算 三、实际产生的烟气量计算 V0=V+ (a –1)L V0:干烟气实际排放量，单位是m3/kg a: 空气过剩系数，可查阅有关文献资料选择。 按上述公式计算，1千克标准煤完全燃烧产生7.5 m3，一吨煤碳燃烧产生10500标立方米干烟气量。 液体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.203Q/1000+2.0 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 三、燃烧一吨重油产生的烟气量 按上述公式计算，一吨重油完全燃烧产生15000标立方米干烟气量。 天然气燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.0476[0.5CO+0.5H2+1.5H2S+∑(m+n/4)CmHn-O2] L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/ m3; 二、三原子气体容积计算 V1=0.01(CO2+CO+H2S+∑CmHn 三、烟气氮容积计算
固体燃料燃烧习题集
1. 煤粒的燃烧过程主要包括哪几个步骤 1)煤的加热与干燥 2)析出挥发份和形成焦炭 3)挥发份着火燃烧(明亮的火焰，占燃烧时间 4) 焦炭着火燃烧(CO 形成蓝色火焰，焦炭燃烧占燃烧时间 5)灰渣的生成 2. 根据多相燃烧反应的化学阻力与物理阻力的对比，可将多相燃烧反应分为( 动力燃烧 )、(扩散燃烧 )和( 过渡燃烧 )三类。 2. 写出异相化学反应速度的计算式，什么是碳粒的动力燃烧、扩散燃烧与过渡态燃烧各自的影响因素有哪些 3.颗粒直径、温度和颗粒与气流之间的相对速度对燃烧区域(动力区、扩散区)的影响是什么 颗粒直径d 0↓，S m =b /k ↑燃烧反应向动力区移动； 当温度T ↑，exp(-Ea/RT)↑，S m =b /k ↓,燃烧反应向扩散区移动； 当气流与煤炭颗粒之间相对速度Re ↑，S m =b /k ↑反应向动力区移动 简述碳颗粒燃烧的两种机理。碳燃烧过程中的氧化反应和气化反应是什么 0111C k W +=β
通过提高气流与固体颗粒之间相对速度来强化燃烧的原理是什么在什么情况下适用 答：原理：根据式 6.0 3 1Re Pr 37 .0 2+ = zl Nu ，可以看出，提高气流速度与固体之间相 对速度即增大Re，有利于传质，相当于适当提高氧气的浓度。这对于燃烧处于扩散区时较为适用。 试分析大碳粒异相燃烧主要过程、机理及特点强化煤炭燃烧有哪些途径 大碳粒燃烧的主要过程：气相反应介质向碳颗粒外表面反应表面传递；气相反应介质由碳颗粒外表面向颗粒内反应表面传递；气相反应介质吸附到反应表面；表面化学反应；反应产物从反应表面脱附；反应产物由反应表面向颗粒外表面传递；反应产物由颗粒外表面向气相中的传递。 机理：低温区――沿氧化反应的动力曲线进行；1000～1100℃左右――按扩散曲线进行；继续提高温度――按还原反应动力曲线进行，燃烧速度随温度的升高而急剧增加；再提高温度当温度足够高时――将按扩散曲线进行。 特点：异相反应：反应不仅发生在外表面，而且在碳粒内孔隙表面进行；对于碳的燃烧，温度始终有显著影响；不同温度段，碳的燃烧反应机理不同。 强化途径：碳粒的粒径R0下降，燃烧表面积大大增加，燃尽所需时间τ下降(成平方关系)――－粉状燃烧；氧气浓度C0增加，则燃尽所需时间τ下降，可强化燃烧――富氧燃烧；加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降，可强化燃烧――强制通风；减少颗粒中灰的含量A ar，则燃尽所需时间下降――低灰优质燃烧――选煤技术；提高燃烧温度，可使反应速率常数增加，则燃尽所需时间下降――炉拱技术。 碳粒的燃尽时间及其与哪些因素有关煤粉燃烬阶段属于什么燃烧区，此阶段应采取什么样的强化燃烧手段 动力燃烧区 提高空气过量系数，碳粒燃尽时间降低；
03燃料燃烧计算与锅炉热平衡习题 (1)
第三章燃料燃烧计算与锅炉热平衡（1） 一、名词解释： 1、燃烧 2、完全燃烧 3、不完全燃烧 4、过量空气系数α 5、理论空气量 6、过量空气 7、漏风系数 8、飞灰浓度 9、理论烟气容积 10、理论干烟气容积 11、三原子气体容积份额 二、填空题： 1、当α>1、完全燃烧时，烟气的成分有________________________；当α>1、不 完全燃烧时，烟气的成分有________________________。 2、烟气焓的单位是“kJ/kg”，其中“kg”是指______________________。 3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐渐______，O2 逐渐_______，烟气侧的α逐渐_______，漏风总量逐渐________，飞灰浓度逐 渐______。 4、烟气中的过量空气（含水蒸气容积）ΔV=_________________。 5、利用奥氏烟气分析仪进行烟气分析时，先让烟气经过装有___________溶液的吸 收瓶1，以吸收烟气中的___________；再让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶2，以吸收烟气中的___________；最后让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶3，以吸收烟气中的___________。以上吸收顺序_________颠倒。 6、烟气成分一般用烟气中某种气体的_________占_________容积的_________表示。 7、完全燃烧方程式为__________________，它表明___________________________。 当α=1时，该方程式变为_________________，它表明______________________，利用它可以求___________________________。 8、计算α的两个近似公式分别为________________、_______________。两式的使
生物质固体成型燃料(颗粒)与煤炭详细对比资料
生物质固体成型燃料的燃烧性能与中质煤相当，与中质煤的比较有如下特点： ①生物质颗粒燃料的热值和燃烧后的灰分比中质煤的热值低10%左右。但是生物质颗粒燃料在工作情况下能源燃尽，而煤不能燃尽，煤渣残留10%~15%可燃成分。所以，在实际使用中两者的热值相当。 ②生物质颗粒燃料的着火性比煤好，易于点火，大大缩短了火力启动时间。 ③生物质颗粒燃料的固体排放量低于煤，减少了排放炉渣费用和环境的污染，生物质颗粒燃料的固体排放物全是灰、约占总重0.4%~7.0%；而煤燃烧的固体排放物是灰、碱和残煤的混合物，约总重25%~40%。 ④煤对大气污染和对锅炉腐蚀的程度要比生物质颗粒燃料大得多。煤烟中含有大量的粒状C和有毒性的SO2、CO等腐蚀性气体。生物质颗粒燃料的主要成分是C-H有机物，烟气中无粒状C和SO2等气体，主要是C-H挥发气体，其SO2、CO排放量接近于零；燃烧时烟色少于林格曼1级，将大幅度减少了空气污染和二氧化碳排放，生物质颗粒燃料在国际上素有“清洁燃料”的誉称。 ⑤锅炉燃料用生物质颗粒燃料的费用和时间比燃用煤时节省。一台0.5t锅炉燃用生物质颗粒燃料比烧煤费用降低11%，时间节省34%，一台0.5t锅炉燃料费相对于煤降低10%，省时16%。 ⑥一般生物质颗粒燃料持续燃烧时间比软散物料提高8~10倍，并且处在稳定持续燃烧状态。 燃用生物质颗粒燃料锅炉参数和各种燃料成本经济性对比(以1吨锅炉为例)： 燃料名称环保性热值锅炉热效 率 燃料消耗量燃料单价 每小时运行 成本 混合煤严重污染5000千卡/kg65%185 kg/h 1.00元/kg185.00元重油严重污染8000千卡/kg85%88.8 kg/h 4.70元/kg417.00元 柴油污染102000千卡/k g 85%69kg/h7.20元/kg496.80元 天然气无污染8000千卡/方86%87kg/m3 4.50元//m3391.50元电能无污染860千卡/度95%734 度0.80元/kg587.20元生物质颗粒无污染4200千卡/kg81%178 kg/h 1.10元/kg195.00元水煤浆低污染4060千卡/kg82%180 kg/h 1.20元/kg216.00元 具体用途： 生物质固化成型燃料当中的压块（颗粒）燃料，主要用途是替代燃煤，用于区域供热（电），小型工业锅炉、小型热水锅炉、气化炉、工业窖炉以及农作物大棚升温上，可以作家庭采暖炉及壁炉炊事炉等普通生活燃料之用。
生物质固体颗粒燃料燃烧器
生物质固体颗粒燃料燃烧器 引言 生物质颗粒燃料是一种典型的生物质固体成型燃料，具有高效、洁净、容易点火、CO2近零排放等优点，可替代煤炭等化石燃料应用于炊事、供暖等民用领域和锅炉燃烧、发电等工业领域，近几年来在欧盟、北美、中国得到了迅速发展。生物质颗粒燃料另一优点是能够应用于小型生物质锅炉、热风炉、采暖炉中，通过采用颗粒燃料燃烧器实现自动控制以及连续自动燃烧。 经过多年的研究，生物质颗粒燃烧器已经得到了迅速发展，尤其是在瑞典，仅2006年生物质颗粒燃烧器(<25kW)年销售量达到32000台。 根据进料方式不同，燃烧器可分为3种类型:上进料式、下进料式、水平进料式，目前欧洲市场上多采用上进料式颗粒燃烧器。这些燃烧器主要采用木质颗粒作为燃料，木质颗粒具有热值高、灰分低、灰熔点较高，燃烧后不易结渣等优点，因此国外燃烧器在设计方面没有专门的破渣、清灰机构，多采用人工清灰，间隔在1~2周。 近年来我国在生物质燃气燃烧器方面进行了一些研究，但在生物质固体成型燃料燃烧器方面的研究较少，同时由于我国的生物质成型燃料以农作物秸秆为主，与木质颗粒燃料相比，秸秆类颗粒燃料中的灰分高、灰熔点低、碱金属含量较高，燃烧过程中易出现结渣、碱金属及氯腐蚀、设备内积灰严重等问题，试验表明国外的燃烧器不适合我国的秸秆类生物质颗粒燃料。 因此本文针对秸秆类生物质颗粒燃料的特性，采用多级配风原理，设计出高效双层燃烧筒装置，实现三级配风，同时研究螺旋清灰破渣装置，并在此基础上设计生物质颗粒燃料燃烧器，并分别采用秸秆颗粒燃料和木质颗粒燃料进行相关燃烧试验，并与瑞典的PX20型上进料式燃烧器进行对比试验。 1工作原理与整机结构 PB20型生物质固体颗粒燃料燃烧器主要应用秸秆类生物质颗粒燃料，采用多级配风原理，设计出高效双层燃烧筒装置，实现三级配风，以保证颗粒燃料的充分燃烧；同时，在燃烧室内设有螺旋清灰破渣装置，由燃料推进螺旋、燃烧搅动螺旋和灰渣排出螺旋3部分组成。 工作时，生物质颗粒从落料管进入燃烧内筒之后，在燃料推进螺旋的作用下，快速、平稳的推进到燃烧室，即燃烧内筒中间位置。在颗粒燃料燃烧过程中，燃烧搅动螺旋能够将燃烧的燃料搅动，有效防止燃料结渣。整机结构如图1所示，主要由落料管6、清灰破渣装置2、燃烧内筒3、外筒4、电动机10、风机9、自动控制装置8等部分组成。
固体燃料的引火煤加工制作技术
本发明属于化学燃料类的引火物，确切地讲是一种适用于固体燃料的引火煤。尤其适合做民用蜂窝煤的引火材料。民用固体燃料的引火通常使用纸或木材。用纸点燃固体燃料不仅用纸量大，且有烟污染，用木材引火，先得用纸点燃木材，既不方便，烟污染更严重。因此，各种引火煤（炭）纷纷出现。含硫磺、松香、石腊等原料的引火煤，虽然只需半张报纸就能点着，但燃烧过程中排出刺激性气味对人体有害。含硝酸钡、硝酸钾、铝镁粉等助燃材料的引火煤，只需一根火柴就能点燃。虽然解决易燃问题，但带来了运输、贮存、使用过程中的不安全性。同时，这些化工原料价格昂贵，加大了产品成本。 如中国专利局1987年12月9日公开的CN86103948A“快速引火蜂窝煤”，就是由锯木、煤粉、粘土和硝酸钾组成的引火煤。由于含有硝酸钾，不但成本高，而且在烘干时易发生着火事故，工艺要求严格。又如中国专利局1988年7月20日公开的CN87216403U“引火炭”，是由炭、煤粉、硝酸钠、硝酸钡组成的。硝酸钠比硝酸钾虽然安全性较好，但它极易吸潮，会使引火炭不易点燃。为了助燃又加入有毒物质硝酸钡，因此，这种引火炭也不会被人们广泛采用。 本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种资源广泛，价格低廉，易于制造，容易点燃，使用安全、方便、无毒、不污染环境的引火煤。 本发明是一种含有煤和易燃物质以及粘结材料的快燃引火煤，其特征在于所述的引火煤是由泥煤或烟煤、锯木、糠醛渣等原料组成的煤块，也可以加入碳酸钙、木炭粉、粘土、硅酸钠等原料。煤块可以制成球状或蜂窝煤状。本发明的原料配比（按重量）为：泥煤…………木炭粉2～10%，粘土3～10%，硅酸钠0.2～1%。本发明的最佳原料配比（按重量）为：泥煤或烟煤40～45%，锯木14～16%，糠醛渣26～28%，碳酸钙6～8%，木炭粉2.4～2.6%，粘土4～6%，硅酸钠0.4～0.6%。 本发明的工艺过程如下：先将锯木、煤、糠醛等原料筛选，按比例配料，加水闷置，混合、粉碎，然后送入成型机压制成型，烘干（或凉干），成品包装。 本发明具有以下优点： 1.易点燃。只需少量报纸就可点着，上点火、下点火方式均可。 2.上火快。如制成蜂窝煤状约3～6分钟即可升起火苗。 3.原料来源丰富、价格便宜。可因地制宜，就地取材，因此产品成本很低。 4.燃烧过程中无刺激性异味，排放气体对人体无害。 5.制造工艺简单，使用安全、方便，应用范围广。 实施例： 将锯木和碳酸钙过筛，按表1比例混合加水闷置5小时，然后将过筛后的其他原料按表1比例配料，混合、碾碎，采用一般蜂窝煤机压制成型，150℃烘干。作对比实验，炉内留一被引普通蜂窝煤，用1/2大张报纸，拧成圈状（松紧适当），放入炉内底煤上点燃，随后及时将引火煤轻轻放在点燃的纸上，将上下孔对准。实验结果：2号引火煤两分钟煤孔发红，四分钟孔内升起火苗，易点燃、上火快。
固体燃料燃烧习题集
1.煤粒的燃烧过程主要包括哪几个步骤？ 1)煤的加热与干燥 2)析出挥发份和形成焦炭 3)挥发份着火燃烧(明亮的火焰，占燃烧时间0.1) 4)焦炭着火燃烧(CO形成蓝色火焰，焦炭燃烧占燃烧时间0.9) 5)灰渣的生成 2.根据多相燃烧反应的化学阻力与物理阻力的对比，可将多相燃烧反应分为( 动力燃烧)、(扩散燃烧)和( 过渡燃烧)三类。 2.写出异相化学反应速度的计算式，什么是碳粒的动力燃烧、扩散燃烧与 过渡态燃烧？各自的影响因素有哪些？ 3.颗粒直径、温度和颗粒与气流之间的相对速度对燃烧区域(动力区、扩散区)的影响是 什么 ●颗粒直径d0↓，S m=b/k↑燃烧反应向动力区移动； ●当温度T↑，exp(-Ea/RT)↑，S m=b/k↓,燃烧反应向扩散区移动； 当气流与煤炭颗粒之间相对速度Re↑，S m=b/k↑反应向动力区移动 简述碳颗粒燃烧的两种机理。碳燃烧过程中的氧化反应和气化反应是什么
通过提高气流与固体颗粒之间相对速度来强化燃烧的原理是什么？在什么情况下适用？ 答：原理：根据式 6.0 3 1Re Pr 37 .0 2+ = zl Nu ，可以看出，提高气流速度与固体之间相对速 度即增大Re，有利于传质，相当于适当提高氧气的浓度。这对于燃烧处于扩散区时较为适用。 试分析大碳粒异相燃烧主要过程、机理及特点？强化煤炭燃烧有哪些途径？ 大碳粒燃烧的主要过程：气相反应介质向碳颗粒外表面反应表面传递；气相反应介质由碳颗粒外表面向颗粒内反应表面传递；气相反应介质吸附到反应表面；表面化学反应；反应产物从反应表面脱附；反应产物由反应表面向颗粒外表面传递；反应产物由颗粒外表面向气相中的传递。 机理：低温区――沿氧化反应的动力曲线进行；1000～1100℃左右――按扩散曲线进行；继续提高温度――按还原反应动力曲线进行，燃烧速度随温度的升高而急剧增加；再提高温度当温度足够高时――将按扩散曲线进行。 特点：异相反应：反应不仅发生在外表面，而且在碳粒内孔隙表面进行；对于碳的燃烧，温度始终有显著影响；不同温度段，碳的燃烧反应机理不同。 强化途径：碳粒的粒径R0下降，燃烧表面积大大增加，燃尽所需时间τ下降(成平方关系)――－粉状燃烧；氧气浓度C0增加，则燃尽所需时间τ下降，可强化燃烧――富氧燃烧；加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降，可强化燃烧――强制通风；减少颗粒中灰的含量A ar，则燃尽所需时间下降――低灰优质燃烧――选煤技术；提高燃烧温度，可使反应速率常数增加，则燃尽所需时间下降――炉拱技术。 碳粒的燃尽时间及其与哪些因素有关？煤粉燃烬阶段属于什么燃烧区，此阶段应采取什么样的强化燃烧手段？ 动力燃烧区 提高空气过量系数，碳粒燃尽时间降低；
2第二章 燃料及燃料燃烧计算
第二章 燃料及燃料燃烧计算 第一节 燃料的成分及其主要特性 一、煤的成分及分析基准 元素分析测出煤的有机物由碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）、氮（N ）、硫（S ）五种元素组成。工业分析测出煤的组成成分为水分（M ）、挥发分（V ）、固定碳（FC ）和灰分（A ）。 （一）煤的组成成分及其性质 煤由碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）、氮（N ）、硫（S ）五种元素成分及灰分（A ）、水分（M ）组成。煤中各组成成分的含量，通常以它们各自质量占总质量的百分数表示。 1、碳（C ） 碳是煤中主要可燃元素，其含量约占20%～70%（指收到基，下同）。1kg 碳完全燃烧约放出32866kJ 的热量。碳是煤的发热量的主要来源。煤中碳的一部分与氢、氧、硫等结合成有机物，在受热时会从煤中析出成为挥发分；另一部分则呈单质称为固定碳。煤的地质年代越长，碳化程度越深，含碳量就越高，固定碳的含量相应也越多。固定碳不易着火，燃烧缓慢。因此，含碳量越高的煤，着火及燃烧越困难。 2、氢（H ） 煤中氢元素含量不多，约为2%～6%，且多以碳氢化合物状态存在，但氢却是煤中发热量最高的可燃元素。 氢的含量愈高，煤就愈易着火和燃尽。 3、氧（O ）和氮（N ） 氧和氮都是煤中的不可燃元素。氧与碳、氢化合将使煤中的可燃碳和可燃氢含量减少，降低了煤的发热量；氮则是有害元素，煤在高温下燃烧时，其所含氮的一部分将与氧化合而生成X NO ，造成大气污染。 4、硫（S ） 煤中硫的含量一般不超过2%，但个别煤种高达8%～10%。硫在煤中以三种形式存在，即有机硫（与C 、H 、O 等元素结合成复杂的化合物）、黄铁矿（2FeS ）和硫酸盐硫（如4CaSO 、4MgSO 、4FeSO 等）。 硫的危害：硫的燃烧产物是2SO ，其一部分将进一步氧化成为3SO 。3SO 与烟气中的水蒸汽结合成硫酸蒸汽，当其在低温受热面上凝结时，将对金属受热面造成强烈腐蚀；烟气中的3SO 在一定条件下还可造成过热器、再热器烟气侧的高温腐蚀。随烟气排入大气的2SO 、3SO ，将造成环境污染，损害人体健康及其他动物和植物
燃料与燃烧计算题
燃料与燃烧计算题 例1 某厂使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，煤气温度为 28 ℃，由化验室分析的煤气成分为 求两种煤气的发热量和当焦炉煤气与高炉煤气按 3:7 混合时，混合煤气的成分和发热量。 解: (1) 查附表5的1米3干煤气吸收的水分重量 g=31.1 把干煤气换算成湿成分： CO 湿2 = 1.31124.0100100 31?+?% =99 .103310%=2.98% 同理，其余如下表：
(2) 计算发热量和成分 焦炉煤气： Q低=30.2?8.66+25.8?55.75+85.5?24.45+141?2.79=4184 (kcal/m3) 高炉煤气： Q低=30.2?25.22+25.8?2.89+85.5?0.59=886 (kcal/m3) 按焦比为3:7混合时，混合煤气量为， CO2湿=(0.3?2.99+0.7?13.38)%=10.26% C2H4湿=0.3?2.79=0.84% O2湿=(0.3?0.39+0.7?0.29)%=0.32% H2湿=(0.3?55.75+0.7?2.89)%=18.75 CH4湿=(0.3?24.45+0.7?0.587)%=7.74% CO湿=(0.3?8.66+0.7?25.22)%=20.25 N2湿=(0.3?3.66+0.7?540)%=38.12% H2O=3.72% 混合煤气的发热量为: Q低=0.3?4148+0.7?886=1875 (kcal/m3) 例2 某厂采用焦炉煤气和高炉煤气的混合煤气，煤气成分同(例1)。该炉子的热负荷为60?106kcal/h
试计算 (1) 每小时供应给炉子多少立方米煤气？ (2) 为保证完全燃烧，若要求空气消耗系数n=1.05，每小时应供应多少立方米空气？ (3) 废气量为多少？ 解： 由前述例题，已知该煤气的成分和发热量，则： (1) 每小时应供给炉子的煤气量为 B= 1875 10606?=3200 (m 3/h) (2) 该煤气燃烧的理论空气需要量，按式(4-8)为： L o =(25.20+2 75 .18+2?7.74+3?0.84-0.30)10076.4=1.77 (m 3/m 3) n=1.05时的实际空气消耗量 L o =nL o =1.05?1.77=1.86 (m 3/m 3) 则每小时供给炉子的空气量为 L=1.86?3200=5952 (m 3/h) (3) 该煤气的理论废气生成量，按（4-18）为 L o =(20.25+18.75+3?7.74+4?0.84+10.26+38.12+3.72) ?1.77?1001+100 79 =2.57 (m 3 /m 3 ) n=1.05时V n =2.66(m 3/m 3)则实际废气生成量为 V=2.66?3200=8512 (m 3/h) 例3 已知某烟煤成分为 C 燃=85.32%；H 燃=4.56%；O 燃=4.07%；N 燃=1.08%；S 燃=4.25%；A 干=7.78%；W 用=3.0%；
固体燃料燃烧习题集
1. 煤粒的燃烧过程主要包括哪几个步骤？ 1)煤的加热与干燥 2)析出挥发份和形成焦炭 3)挥发份着火燃烧(明亮的火焰，占燃烧时间0.1) 4) 焦炭着火燃烧(CO 形成蓝色火焰，焦炭燃烧占燃烧时间0.9) 5)灰渣的生成 2. 根据多相燃烧反应的化学阻力与物理阻力的对比，可将多相燃烧反应分为( 动力燃烧 )、(扩散燃烧 )和( 过渡燃烧 )三类。 2. 写出异相化学反应速度的计算式，什么是碳粒的动力燃烧、扩散燃烧与 过渡态燃烧？各自的影响因素有哪些？ 3.颗粒直径、温度和颗粒与气流之间的相对速度对燃烧区域(动力区、扩散区)的影响是什么 颗粒直径d 0↓，S m =b /k ↑燃烧反应向动力区移动； 当温度T ↑，exp(-Ea/RT)↑，S m =b /k ↓,燃烧反应向扩散区移动； 当气流与煤炭颗粒之间相对速度Re ↑，S m =b /k ↑反应向动力区移动 简述碳颗粒燃烧的两种机理。碳燃烧过程中的氧化反应和气化反应是什么 111C k W +=β
通过提高气流与固体颗粒之间相对速度来强化燃烧的原理是什么？在什么情况下适用？ 答：原理：根据式 6.0 3 1Re Pr 37 .0 2+ = zl Nu ，可以看出，提高气流速度与固体之间相对速 度即增大Re，有利于传质，相当于适当提高氧气的浓度。这对于燃烧处于扩散区时较为适用。 试分析大碳粒异相燃烧主要过程、机理及特点？强化煤炭燃烧有哪些途径？ 大碳粒燃烧的主要过程：气相反应介质向碳颗粒外表面反应表面传递；气相反应介质由碳颗粒外表面向颗粒内反应表面传递；气相反应介质吸附到反应表面；表面化学反应；反应产物从反应表面脱附；反应产物由反应表面向颗粒外表面传递；反应产物由颗粒外表面向气相中的传递。 机理：低温区――沿氧化反应的动力曲线进行；1000～1100℃左右――按扩散曲线进行；继续提高温度――按还原反应动力曲线进行，燃烧速度随温度的升高而急剧增加；再提高温度当温度足够高时――将按扩散曲线进行。 特点：异相反应：反应不仅发生在外表面，而且在碳粒内孔隙表面进行；对于碳的燃烧，温度始终有显著影响；不同温度段，碳的燃烧反应机理不同。 强化途径：碳粒的粒径R0下降，燃烧表面积大大增加，燃尽所需时间τ下降(成平方关系)――－粉状燃烧；氧气浓度C0增加，则燃尽所需时间τ下降，可强化燃烧――富氧燃烧；加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降，可强化燃烧――强制通风；减少颗粒中灰的含量A ar，则燃尽所需时间下降――低灰优质燃烧――选煤技术；提高燃烧温度，可使反应速率常数增加，则燃尽所需时间下降――炉拱技术。 碳粒的燃尽时间及其与哪些因素有关？煤粉燃烬阶段属于什么燃烧区，此阶段应采取什么样的强化燃烧手段？ 动力燃烧区 提高空气过量系数，碳粒燃尽时间降低；
燃料与燃烧计算题
燃料与燃烧计算题 例1 某厂使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，煤气温度为 28 ℃，由化验室分析的煤气成分为 求两种煤气的发热量和当焦炉煤气与高炉煤气按 3:7 混合时，混合煤气的成分和发热量。 解: (1) 查附表5的1米3干煤气吸收的水分重量 g= 把干煤气换算成湿成分： CO 湿 2 = 1.31124.0100100 31?+?% =99 .103310%=% 同理，其余如下表：
∑=100% ∑=100% (2) 计算发热量和成分 焦炉煤气： Q 低=???? (kcal/m 3) 高炉煤气： Q 低=??? (kcal/m 3) 按焦比为3:7混合时，混合煤气量为， CO 2湿=??湿=?湿=??湿=??湿=??湿=??湿=??混合煤气的发热量为: Q 低=?+?=1875 (kcal/m 3 ) 例2 某厂采用焦炉煤气和高炉煤气的混合煤气，煤气成分同(例1)。该炉子的热负荷为60106 kcal/ 试计算 (1) 每小时供应给炉子多少立方米煤气 (2) 为保证完全燃烧，若要求空气消耗系数n=，每小时应供应多少立方米空气 (3) 废气量为多少 解： 由前述例题，已知该煤气的成分和发热量，则： (1) 每小时应供给炉子的煤气量为 B= 1875 10606?=3200 (m 3/h) (2) 该煤气燃烧的理论空气需要量，按式(4-8)为： L o =(25.20+2 75 .18+2 +3 100 76 .4 (m 3 /m 3 ) n=时的实际空气消耗量 L o =nL o = = (m 3/m 3) 则每小时供给炉子的空气量为 L= 3200=5952 (m 3/h) (3) 该煤气的理论废气生成量，按（4-18）为
燃料及其燃烧值
燃料及其燃烧值 一、教学目标： 1＞在物理知识方面要求： ⑴、知道燃烧过程，是燃料的化学能转化为内能的过程 ⑵、知道什么是燃料的燃烧值及其单位，会查燃料燃烧值表。 2、通过学习，会计算某种燃料完全燃烧放出的热量。 3、阅读有关内容懂得利用燃料、节约能源的意义， 二、重点、难点分析： 1、重点是掌握燃烧值的概念和单位，根据燃烧值的定义会计算燃料燃烧时放出的热量。 2、燃烧值是用于反映燃料燃烧放热本领的物理量，在应用燃烧值定义计算问题时，在理解燃烧值的实际物理意义基础上解答问题，对初中学生来说有一定的困难，是教学难点。 三、主要教学过程： ㈠、引入新课： 复习内能、热量等概念，指出本章进一步学习内能的应用。 2、同学们是否知道“海湾战争”，为什么美国人大动干戈？除了一些政 治原因外，中东地藏中最吸引工业发达国家的是什么？一一石油。石油经过分懈法可提练出汽油、煤油和柴油。它们都是燃料。 生活中烧水、煮饭、取暖时，需要热量，它们大多是从哪里来的？内能是人类使用的最大量的一种能量，获得内能的途径之一是燃烧燃料。 ㈡、新课教学 板书：第三章：内能的利用热机 一、燃料及其燃烧值： 燃料的燃烧值： 指导学生阅读， 提问1:燃料燃烧过程是物理变化还是化学变化？提问2:在这个过程中能的转化情况怎样？板书：燃料燃烧过程中：燃料的化学能转化为内能，放出热量。 提问3:你说出燃料的种类和常用的燃料吗？
分固体（木柴、煤等）液体（汽油、柴油、酒精等）气体（煤气、天燃气、氢气） 组织学生看课本P30图3/,并讨论图注中所出的问题。 四口之家一个月需要的内能，即吸收热量是一定的，这些热量由燃料燃烧放出。用木柴需要150千克，煤只需75千克，而液化气只要30千克。从某种意义上讲，木柴不如煤，煤不如液化气。（提问：如何区别燃料之间上 差异？）引入燃烧值的概念。 2、燃料值的定义，单位。 1千克的燃料完全燃烧放出的热量，叫燃料的燃烧值。 单位：焦耳/千克（读作：焦耳每千克） 燃烧值是用来比较计算不同种类的等质量的燃料完全燃烧时放出的热量的多少。 各燃料的燃烧值可由表查出。 提问：汽油的燃烧值多大？它的物理含义是什么？ 汽油的燃烧值是4.6X107焦/千克，它的物理含义是：完全燃烧1千克的汽油放出4.6X107焦的热量。 完全燃烧的概念。（并非仅指充分燃烧） 3、燃料完全燃烧放出的热量的计算： 已知烟煤的燃烧值是2.9X107焦/千克，求7千克烟煤完全燃烧放出的热 量是多少焦？ 1千克烟煤完全燃烧放出的热量是2.9 X107焦 2千克烟煤完全燃烧放出的热量是2X2.9X107焦 7千克烟煤完全燃烧放出的热量是7X2.9X107焦 燃料完全燃烧放出的热量二燃料的燃烧值X燃料的质量 4、有效利用燃料： 燃料的有效利用，提高炉子的效率。（提高炉子的效率有哪些措施？） 炉子的效率=（有效利用的热量）/（燃料完全燃烧放出的热量） 有效利用燃料的途径：让燃料尽可能充分燃烧，减少热量的损失， 有效利用燃料是节约能源的重要措施。（阅读P31最后一段，进行节约燃料的教育）
第二章 燃料及燃料燃烧计算
1. 1.1燃料的分析基准 分析基准：1.元素分析；2.工业分析 元素分析：检测煤中无机物水分、灰分和有机物碳、氢、氧、氮、硫这几种组分的相对含量。 工业分析：检测煤中水分，挥发分，固定碳和灰分这几种组分的相对含量。【注意点】1.比较这两种分析基准中的相同名称组分和不同名称组分，可以知道，水分和灰分的测定是两种分析基准之中都有的。而工业分析并不要求检测出煤中碳、氢、氧、氮、硫这几种元素的含量，仅仅要求将挥发分，固定碳区分开来。 2.对于煤的组成合理的看法就是区分可燃的部分和不可燃的部分，煤中可燃的部分就是挥发份和固定碳，其中挥发份是可燃的气体物质，燃点较低，着火容易，因此，挥发份含量多的煤有利于点火。 3.工业分析中的水分对应元素分析中的一部分氢元素和氧元素；灰分是不可燃部分，对应元素分析中的灰分，其中也包含一部分硫元素；固定碳只对应元素分析中的一部分碳元素；挥发分中含有硫元素的可燃的化合物、碳氢氧化合而成的可燃物。 各种元素含量对于媒的性质的影响： 水分：1.水分含量增加，使得煤中可燃物含量相对减少，发热量降低； 2.水分含量增加，磨煤机中所需热风量增加，会使煤粉磨制困难，引风机阻力增大。 3.水分含量增加，会降低炉内温度，使着火困难，燃烧不完全，机 械和化学不完全燃烧热损失会增加。 灰分：1.灰分含量增加，使得煤中可燃物含量相对减少，发热量降低； 2.灰分会吸收热量，并且会由排渣使得热量损失，包括飞灰热损失 和灰渣热损失，统称为灰渣热物理损失，同时其带走了一部分热量将使 炉膛温度降低，燃烧不稳定，也增加不完全燃烧热损失。 3.灰分多，使理论燃烧温度降低，而且煤粒表面汪汪形成灰分外壳， 妨碍煤中可燃物质和氧气接触，使煤不易燃尽，增加机械不完全燃烧热 损失。 4.灰分多，灰粒随烟气流过受热面时，如果烟速高，会磨损受热面， 如果烟速低，会形成受热面积灰，降低传热效果，并使排烟温度升高， 增加排烟损失，降低锅炉效率。 5.灰分多，产生了结渣后，会腐蚀金属；灰分多，增加煤粉制备的 能量消耗；灰分还会造成环境污染。 挥发分：挥发份是可燃的气体物质，燃点较低，着火容易，因此，挥发份含量多的煤有利于点火。 【注意点】要了解各种元素的具体情况，需要仔细阅读书上13-15页的内容。 1.2煤的成分分析基准 【注意点】1.了解收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基的定义和区别，仔细阅读书上15-16页。2.考试不一定会具体地考到，但是一定要明白无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤这几种煤从前到后是越来越容易烧，意思就是越来越容易点火，为什么？因为它们从前到后，挥发分的含量是不断上升的。同时，它们从无烟到
燃料的热值试题及解答分解
燃料的热值 第一节、热值 1、什么是热值？ 热值（calorific value）又称卡值或发热量。在燃料化学中，表示燃料质量的一种重要指标。单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。通常用热量计（卡计）测定或由燃料分析结果算出。有高热值（higher calorific value）和低热值（lower calorific value）两种。前者是燃料的燃烧热和水蒸气的冷凝热的总数，即燃料完全燃烧时所放出的总热量。后者仅是燃料的燃烧热，即由总热量减去冷凝热的差数。常用的热值单位，kJ/kg（固体燃料和液体燃料），或kJ/m^3（气体燃料）。 正确使用微机量热仪、升降式微机全自动量热仪可以测试出煤炭的发热量。 2、热值的定义 1千克（每立方米）某种固体（气体）燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值，属于物质的特性，符号是q，单位是焦耳每千克，符号是J/kg(J/m^3)。热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。 3、计算公式 固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq 气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m^3）。 q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体） W=Q放=qm=Q放/m W=Q放=qV=Q放/v (W：总功）（热值与压强有关） SI制国际单位： Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳 J m———表示某种燃料的质量———千克 kg q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克 J/kg 4、单位换算 单位换算表 百万焦耳(10jou le) 兆卡 (10c al) 色姆 (therm) 吨油当量 (toe) 千瓦小 时 (kW·h) 百万英热 单位(MBtu)
固体燃料燃烧习题集
1. 煤粒的燃烧过程主要包括哪几个步骤 1)煤的加热与干燥 2)析出挥发份和形成焦炭 3)挥发份着火燃烧(明亮的火焰，占燃烧时间 4) 焦炭着火燃烧(CO 形成蓝色火焰，焦炭燃烧占燃烧时间 5)灰渣的生成 2. 根据多相燃烧反应的化学阻力与物理阻力的对比，可将多相燃烧反应分为( 动力燃烧 )、(扩散燃烧 )和( 过渡燃烧 )三类。 2. 写出异相化学反应速度的计算式，什么是碳粒的动力燃烧、扩散燃烧与 过渡态燃烧各自的影响因素有哪些 3.颗粒直径、温度和颗粒与气流之间的相对速度对燃烧区域(动力区、扩散区)的影响是什么 颗粒直径d 0↓，S m =b /k ↑燃烧反应向动力区移动； 当温度T ↑，exp(-Ea/RT)↑，S m =b /k ↓,燃烧反应向扩散区移动； 当气流与煤炭颗粒之间相对速度Re ↑，S m =b /k ↑反应向动力区移动 简述碳颗粒燃烧的两种机理。碳燃烧过程中的氧化反应和气化反应是什么 111C k W +=β
通过提高气流与固体颗粒之间相对速度来强化燃烧的原理是什么在什么情况下适用 答：原理：根据式 6.0 3 1Re Pr 37 .0 2+ = zl Nu ，可以看出，提高气流速度与固体之间相对速 度即增大Re，有利于传质，相当于适当提高氧气的浓度。这对于燃烧处于扩散区时较为适用。 试分析大碳粒异相燃烧主要过程、机理及特点强化煤炭燃烧有哪些途径 大碳粒燃烧的主要过程：气相反应介质向碳颗粒外表面反应表面传递；气相反应介质由碳颗粒外表面向颗粒内反应表面传递；气相反应介质吸附到反应表面；表面化学反应；反应产物从反应表面脱附；反应产物由反应表面向颗粒外表面传递；反应产物由颗粒外表面向气相中的传递。 机理：低温区――沿氧化反应的动力曲线进行；1000～1100℃左右――按扩散曲线进行；继续提高温度――按还原反应动力曲线进行，燃烧速度随温度的升高而急剧增加；再提高温度当温度足够高时――将按扩散曲线进行。 特点：异相反应：反应不仅发生在外表面，而且在碳粒内孔隙表面进行；对于碳的燃烧，温度始终有显著影响；不同温度段，碳的燃烧反应机理不同。 强化途径：碳粒的粒径R0下降，燃烧表面积大大增加，燃尽所需时间τ下降(成平方关系)――－粉状燃烧；氧气浓度C0增加，则燃尽所需时间τ下降，可强化燃烧――富氧燃烧；加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降，可强化燃烧――强制通风；减少颗粒中灰的含量A ar，则燃尽所需时间下降――低灰优质燃烧――选煤技术；提高燃烧温度，可使反应速率常数增加，则燃尽所需时间下降――炉拱技术。 碳粒的燃尽时间及其与哪些因素有关煤粉燃烬阶段属于什么燃烧区，此阶段应采取什么样的强化燃烧手段 动力燃烧区 提高空气过量系数，碳粒燃尽时间降低；