燃料及其燃烧过程与设备.doc

第三章 燃料及其燃烧过程与设备 硅酸盐制品需要消耗大量的热量。 热量的来源： 1、燃烧燃烧产生，即化学能转化为热能。资源丰富，但价格低廉 2、以电为热源，即电能转化为热能。效率高，但相对短缺。 目前硅酸盐行业热源以燃烧为主。 第一节 燃料的种类及组成 燃料：在燃烧过程中能过发出热量并能利用的可然物质 燃料的种类 按状态分： 固体燃料：木碳，煤等。其中煤又分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。 液体燃料：石油及其制品。 气体燃料：天然气、人造煤气。 按来源分： 天然原料： 人工原料： 一、固体燃料： （一）煤的种类及特点： 按国家标准，分为三类:褐煤、烟煤、无烟煤 1). 褐煤：外观褐色，光泽黯淡。水分含量高，热值低，密度较小，含氧量高，化学反应强，极易氧化和自然。常作为加压气化燃料，锅炉燃料 2). 烟煤：挥发份含量高、灰分及水分较少，发热量高。可划分贫煤、焦煤、气煤 3). 无烟煤：挥发份含量低，燃点较高，燃烧时没有粘结性。 （二）、固体燃料的组成及换算 ： 常用两种表示方法： （1）元素分析法：C、H、O、N、S、A （灰分） 、M （2）工业分析法：挥发分（V）、固定碳（FC）、A、M 1、元素分析法： C、H、O、N、S、A、M C：煤中含量最多的可燃元素，一般含量为15-90% 以两种形式存在：碳氢化合物：碳与氢、氮、硫等元素结合成有机化合物 碳呈游离状态: H、可燃元素，一般含量为 3-6% 以两种形式存在：化合氢（H2O)：与氧化合成结晶水形式(不可燃 ） 自由氢：与化合物组成的有机物，如CnHm(可燃） O：不可燃元素，一般含量不等。它可与其它可燃物形成氧化物 N、煤中惰性气体含量为0.5-2%，在高温下与氧形成有害物质NOx,污染大气 S：含量小于5% 以三种形式存在：有机硫：与碳氢化合物结合在一起 硫化物中硫：主要存在于FeS2 硫酸盐中硫：存在于各种硫酸盐中（CaSO4 , FeSO4 硫为有害物质。S+O2=SO2 、 SO2+O2=SO3 SO2+H2O=H2SO3 、 SO3+H2O=H2SO4 A：煤燃烧后的产物，为有害物质，降低煤的发热量，造成不完全燃烧损失。 主要产物为：SiO2 、AlO3 、FeO3 、CaO、 MgO M：不可燃物质。水分含量增加即降低可燃物质的含量，也降低煤的发热量 煤中水分以两种形式存在： 外在水分（表面水分）：机械的附在煤表面的水分。经风干及外界条件变化可出去的水分。 内在水分（固有水分）：达到风干后煤中残留的水分。（包括化学吸附水和结晶水） 同种煤的组成成分是波动的，在表明煤的组成时，必须说明选用的基准。 常用煤的基准： （1）收到基(应用基)（2）空气干燥基（分析基) （3）干燥基 (干燥基)（4）干燥无灰基（可燃基） 1）收到基（应用基） ： 以实际使用的煤为基准而测出的煤各元素的质量百分组成。 收到基 （应用基） 收到基水分Mar有两种：外在水Mar.f和内在水Mar.in 2）空气干燥基（分析基 ）： 以实验室使用的风干煤样（用温度为20℃，相对湿度为70%的空气）为基准而测出的煤各元素的质量百分组成。 空气干燥基 分析基 （3）干燥基（干燥基）： 以无水的煤为基准而测出的煤各元素的质量百分组成。 干燥基 干燥基 （4）干燥无灰基（可燃基 ）： 以无水、无灰的煤为基准而测出的煤各元素的质量百分组成。 干燥无灰基 （可燃基 ） 各种基之间的转化例如：收到基与空气干燥基之间的转换。 设：已知Cad、Mar、Mad ，求 Car 。 解：取100kg收到基煤为基准，相当于空气干燥基煤为：(100–Mar.f)(kg) 二者含碳质量相等：收到基含碳质量=空气干燥基含碳质量 即： 2、工业分析法： 挥发分（V）+固定碳（FC）+A+M=100% 工业分析规程： 煤在隔绝空气的条件下加热，随温度升高发生的变化： 100—150℃：外部水分蒸发 200—450℃ ：碳氢化合物分解释放出可燃气体（CH4、H2、CmHn）。矿物结晶水逸出 ---850 ℃ ：气体挥发停止 1000—1100 ℃ ：完全停止一切气体逸出，残留下固体焦炭. 二、液体燃料 分类：天然原料：石油 人工原料：重油 常用表示方法： 与固体的元素分析法(C、H、O、N、S、A 、M)相同 三、气体燃料： 工业上常用的气体燃料： 高炉煤气、发生炉煤气和天然气 组成：用体积百分数来表示。 两种表示方法：干基：不含水蒸气；湿基：含有水蒸气。 气体燃料组分：CO 、H2 、CH4…… CmHn、CO2、 O2等 干基： (新国标） COd