燃料及燃烧第一章.ppt

机械工程学院热能与环境工程研究所 吴俐俊 教授 电话 邮箱：ljwu@tongji.edu.cn 燃料及燃烧 第一篇 燃料概论 第一章 固体燃料 第一篇 燃料概论 本篇学习重点 1. 煤 / 油 / 燃气三种主要燃料的形成和分类 2. 煤（油）的工业分析和元素分析 3. 各种基准的换算 4. 各种燃料的物理化学特性 燃料概论 自然界中可供工业生产使用的燃料资源主要是煤、石油和天然气。不同的生产部门，对所用燃料的性质往往提出不同的要求。此外，随着科学技术的发展，煤、石油和天然气已不只是工业生产的热能来源，而且还是化学工业的宝贵原料。因此，为了合理地利用燃料资源和满足不同生产部门对燃料性质的要求，必须把各种天然燃料再做进一步的加工。例如冶金工业是燃料的巨大消费者，并且．对所用燃料也有着一些持殊的要求。为了有效地使用燃料和掌握生产工艺对燃料的技术要求，本篇将分别介绍各种燃料的特点和使用性能。 第一章 固体燃料 天然固体燃料可分为两大类．即木质燃料和矿物质燃料．前者在工业生产中很少使用，不予介绍。 矿物质固体燃料主要是煤，它是现代工业热能的主要来源。随着科学技术的发展，煤将越来越多地用于化学工业进行综合利用。 在冶金生产中，煤主要用于炼焦和气化，但在某些中小型企业中，煤也直接被用作工业炉窑的燃料。煤是锅炉的主要燃料。 第一章 固体燃料 §1 煤的形成、种类及组成 煤的形成 根据生物学、地质学和化学方面的判断。煤是由古代植物变来的，中间经过了极其复杂的变化过程。根据母体物质炭化程度的不同．可将煤分为四大类：泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。 第一章 固体燃料 煤的种类 第一章 固体燃料 褐 煤 褐煤是泥煤经过进一步变化后所生成的。由于能将热碱水染成褐色而得名，它已完成了植物遗体的炭化过程，在件质上与泥煤有很大的不同。与泥煤相比，它的密度校大，含碳量较高，氢和氧的含量较小，挥发分产率较低，堆积密度750~800kg/m3。褐煤的使用性能是粘结性弱。极易氧化和自燃．吸水性较强。新开采出来的褐煤机械强度较大，但在空气中极易风化和破碎，因而也不适于远地运输和长期储存，只能作为地方性燃料使用。 第一章 固体燃料 烟 煤 烟煤是一种炭化程度较高的煤。与褐煤相比，它的挥发分较少，密度较大，吸水性较小，含碳量增加，氢和氧的含量减少。烟煤是冶金工业和动力工业不可缺少的燃料。也是近代化学工业的重要原料。烟煤的最大特点是具有粘结性，这是其他固体城料所没有的，因此它是炼焦的主要原料。应当指出的是，不是所有的烟煤都具有同样的粘结性，也不是所有具有粘结性的煤都适于炼焦。为了适应炼焦和造气的工艺要求来合理地使用烟煤。有关部门又根据粘结性的强弱及挥发分产率的大小等物理化学性质，进一步将烟煤分为长烟煤、气煤、肥煤、结焦煤、瘦煤等品种。其中，长焰煤和气煤的挥发分含量高，因而容易燃烧和适于制造煤气。结焦煤具有良好的结焦性，适于生产优质冶金焦炭，但因在自然界储量不多，为了节约使用起见，通常在不影响焦炭质量的情况下与其他煤种混合使用。 第一章 固体燃料 无烟煤 无烟煤是矿物化程度最高的煤，也是年龄最老的煤。它的特点是密度大，含碳量高。挥发分极少，组织致密而坚硬，吸水性小，适合长途运输褐长期储存。无烟煤的主要缺点是受热时容易爆裂成碎片，可燃性较差，不易著火。但由于其发热量大(约为29260kJ／kg，灰分少．含硫量低，而且分布较广，因此受到重视。据有关部门研灾，将无烟煤进行热处理后。可以提高抗爆性，称为耐热无烟煤，可以用于气化，或在小高炉和化铁炉种代替焦炭使用。 第一章 固体燃料 第一章 固体燃料 煤的组成 煤的可燃质（主要是碳、其次是氢、少量的氧、氮、硫） 煤的惰性质（灰分（矿物杂质）和水分） 煤的工业分析组成 水分 + 挥发份 + 灰份 + 固定碳 M + V + A + FC = 100 Moisture Volatile matter Ash