第六章 煤的燃烧ppt课件.ppt

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1、第六章　煤的燃烧第一节　煤的燃烧过程、特点及其热解第二节　碳燃烧化学反应的过程第三节　碳的动力燃烧与扩散燃烧第四节　碳的燃烧化学反应第五节　多孔性碳球的燃烧第六节　灰分对焦炭燃烧的影响第七节　煤粉燃烧第一节　煤的燃烧过程、特点及其热解一、煤的燃烧过程二、水分的蒸发过程及对燃烧的影响三、煤的热解与挥发分的燃烧四、煤粒的着火五、煤粒燃烧的一些实验研究结果六、影响煤粒着火的因素七、焦炭的燃烧特性一、煤的燃烧过程图6-1　Wiser提出的煤分子结构模型二、水分的蒸发过程及对燃烧的影响1)水分蒸发后形成内部中空的多孔结构粒子，减少了各种反应的内

2、部阻力，增大了反应比表面积。2)高温下水分蒸发时发生的爆裂现象形成颗粒表面的大空穴或碎成几个小块，增加了反应的比表面积。3)在高温下水蒸气和炭可进行气化反应，对炭的燃烧起到了催化作用。三、煤的热解与挥发分的燃烧1.煤的热解2.挥发分的燃烧1.煤的热解(1)煤热解中的主要化学反应(2)煤热解的实验(3)煤热解的影响因素　热解过程中产生的挥发分由可燃气体混合物、二氧化碳和水蒸气等组成，其中可燃气体主要包括一氧化碳、氢气、气态烃和少量酚醛。(4)煤热解的数学描述　由于煤热解的复杂性，要从微观的角度来分析热解过程是比较困难的，目前大部分研究者是从实验

3、入手，获得各种参数对挥发分产量与成分的影响的数据，从而建立描述热解过程的数学模型。(1)煤热解中的主要化学反应0602B.TIF(2)煤热解的实验图6-2　汇合温度与挥发分析出之间的关系曲线(3)煤热解的影响因素图6-4　热解终温与热解产率的关系GMZ—满洲里褐煤　GDY—大雁褐煤GLC—黄县褐煤　GYX—先锋褐煤2.挥发分的燃烧图6-5　煤粒着火温度与的关系四、煤粒的着火图6-6　某种煤粒的着火方式图谱Ⅰ—非均相着火　Ⅱ—均相着火　Ⅲ—联合着火五、煤粒燃烧的一些实验研究结果实验中发现煤粒的燃烧大致分为四个阶段：煤的预热及挥发分着火，经历

4、时间为1；挥发分的燃烧，经历时间为2；从挥发分燃完后，焦炭的预热到焦炭着火，经历时间为3；焦炭的燃烧和燃尽，经历时间为4；实验中发现，挥发分燃烧时，煤粒直径几乎不变，煤粒表面局部地方有时有挥发物喷流，这表明挥发分的释放不是均匀的。六、影响煤粒着火的因素图6-7　煤的灰分、水分对理论燃烧温度的影响1—煤的收到基发热量　2—煤的收到基水分六、影响煤粒着火的因素图6-8　煤粉粒子的升温过程七、焦炭的燃烧特性1)动力控制区。2)扩散控制区。3)过渡区。第二节　碳燃烧化学反应的过程一、碳燃烧化学反应的步骤二、碳燃烧过程中的吸附和解吸一、碳燃烧化学反应的

5、步骤1)氧气从气相扩散到固体碳表面(外扩散)。2)氧气再通过颗粒的孔道进入小孔的内表面(内扩散)。3)扩散到碳表面上的氧被表面吸附，形成中间络合物。4)吸附的中间络合物之间，或吸附的中间络合物和气相分子之间进行反应，形成反应产物；5)吸附态的产物从碳表面解吸。6)解吸产物通过碳的内部孔道扩散出来(内扩散)。7)解吸产物从碳表面扩散到气相中(外扩散)。二、碳燃烧过程中的吸附和解吸1)当B＞＞时，式(6-36)分母中的可以忽略，此时就有2)当B＜＜时，由式(6-36)可见3)当B≈时，只有部分碳表面被氧吸附，碳表面氧的质量浓度为中等，0＜θ＜1，

6、此时反应处于上述两种情况之间，反应速率为三、碳燃烧过程中的扩散1.分子扩散2.湍流扩散3.对流扩散4.碳燃烧中的扩散1.分子扩散表6-1　部分气体在空气中的扩散系数(0℃，101.33kPa)2.湍流扩散图6-9　传质的有效滞流膜层3.对流扩散物质在湍流流体中的传递，主要是由于流体中质点的运动引起的。如将一勺糖投于一杯水中，用勺搅动，整杯水就会更快、更均匀地变甜，这就是湍流扩散的表现。4.碳燃烧中的扩散经过这样的处理，就等于把涡流扩散的传递作用转化为分子扩散的传质。由图可见，整个有效滞流膜层的传质推动力即为气相主体与相界面处的分压之差，这意味

7、着从气相主体到相界面处的全部传质阻力都包括在此有效滞流膜层之中。第三节　碳的动力燃烧与扩散燃烧1)当k>>αzl时，折算反应速率常数K≈αzl。2)当k<<αzl时，折算反应速率常数K≈k，式(6-58)变为3)当k≈αzl时，即化学反应能力与氧气的扩散能力处在同一数量级的情况下，此时燃烧强化的实现与k和αzl两者都有关，无论提高k还是αzl，都可以收到强化燃烧的效果。第四节　碳的燃烧化学反应一、碳的晶格结构二、碳与氧的反应机理三、碳和二氧化碳的反应机理四、碳与水蒸气的反应五、表面反应的碳球燃烧速率六、二次反应对碳燃烧过程的影响七、具有空间

8、二次反应的碳球燃烧速率4)也可能出现氧到不了固体表面的情况图6-11　几种可能的碳燃烧化学反应过程一、碳的晶格结构图6-12　石墨的晶格结构二、碳与氧的反应机理1)