第六章 生物质的直接燃烧.ppt

5. 燃尽阶段 固定碳含量高的生物质的碳燃烧时间较长，而且后期燃烧速度更慢。因此有时将焦炭燃烧的后段称燃尽阶段。随着焦炭的燃烧，不断产生灰分，把剩余的焦炭包裹，妨碍气体扩散，从而妨碍碳的继续燃烧，而且灰分还有消耗热量。这时适当人为地加以搅动或加强通风，都可加强剩余焦炭的燃烧。灰渣中残留的余炭也就产生在此阶段。 必须指出，上述各阶段并不是机械的串联进行的。实际上很多阶段是互有交叉的。而且不同燃烧在不同条件下，各阶段进行情况也有差异。 * * 6.2.3完全燃烧的条件 1．足够高的温度 足够高的温度以保证供应着火需要的热量，同时保证有效的燃烧速度。生物质的燃点约为250℃，其温度的提高由点火热供给。点火过程中热量逐渐积累，使更多的物料参与反应，温度也随之升高，当温度达到100℃时，生物质便能很好的燃烧了。 2．合适的空气量 若空气量太少，可燃成分不能充分燃烧，造成未完全燃烧损失；但若空气量过多，会降低燃烧室温度，影响完全燃烧的程度，此外会造成烟气量多，降低装置的热效率。具体供应空气量的多少要根据具体的燃料和燃烧装置进行计算，将在下一节介绍。 3．充裕的时间 燃料的燃烧具有一定的速度，因此要燃烧完全总是需要一定的时间，因此足够的反应时间是燃料完成燃烧的重要条件之一。 * * 6.1生物质燃烧的反应热力学和化 学平衡 6.2 生物质燃烧反应动力学 6.3 生物质燃烧的物质平衡与能量平衡 * * 6.3.1生物质燃烧过程的物质平衡计算 在进行空气量和烟气量计算时，假定：空气和烟气的所有成分（包括水蒸气）都可当作理想气体进行计算；所有空气和气体换算成标准状态下的体积，单位为m3/kg（对气体为m3/m3）。标准状态气体的体积是22.4m3/kmol 1.理论燃烧空气量的计算 恰好能够满足1kg [1m3(标准状态)] 的燃料完全燃烧所需要的干空气量，称为理论空气量，用符号 表示 碳完全燃烧时生成二氧化碳( CO2)： * * * * * * 2．理论烟气量的计算 1kg收到基燃料在供给理论空气量的条件下充分燃烧产生的烟气量 (折算到标准状态的体积)，称为理论烟气量，用符号 表示。由上面讨论的理论空气量时燃料中的可燃元素与氧化合可知，理论烟气量必然由二氧化碳、二氧化硫、水蒸气及氮气组成。 * * * * * * * * 3．过量空气系数与实际烟气体积 * * * * 4．不完全燃烧烟气量 * * * * * * * * * * Thank You! * * 第六章 生物质的直接燃烧 * * 燃料是通过燃烧将化学能转化为热能的物质，由燃料获取的热能在技术上是可以被利用的，在经济上是合理的。生物质的燃烧是最普通的生物质能转换技术，它大体上可以分为炉灶燃烧、炕连灶燃烧和锅炉燃烧、炉窑燃烧等，其主要目的就是取得热量 * * 6.1生物质燃烧的反应热力学和化 学平衡 6.2 生物质燃烧反应动力学 6.3 生物质燃烧的物质平衡与能量平衡 * * 6.1生物质燃烧的反应热力学和化学平衡 所谓燃烧就是燃料中的可燃成分和氧化剂(一般为空气中的氧气)进行化合的化学反应过程;在反应过程中强烈放出热量，并使燃烧产物的温度升高。 作为物质平衡和能量平衡，可以通过可燃质元素及其化合物的热化学方程式计量，这些热化学方程式仅表示反应物与生成物之间的数量变化关系，与实际的反应历程无关。 * * 6.1.1燃烧热力学 生物质燃烧实际上主要就是C、H元素的化学反应和燃烧反应，生物质中C、H元素可能发生的化学反应及其反应热，见下表： * * 6.1.2化学反应平衡 从热力学上看，生物质燃烧实际上就是C 、H元素的化学反应与反应平衡，尤为重要的是CO/ CO2的平衡关系，它表明燃烧是否完全，涉及到燃烧效率。 假定生物质燃烧时，发生化学反应： (6-1) 式中A，B，C——参与反应物的组分; X，Y，Z——反应产物的组分。 * * 按质量作用定律.化学反应速度与反应物的浓度乘方的乘积成正比。此时的正逆反应速度分别为： 式中， k1和k2为分别为正逆反应速度常数。温度对化学反应速度的影响极大，主要表现在反应速度常数k上。 * * 不同物质在不同温度下，k不同。按阿伦尼乌斯定律： (6-4) 式中k0—— 常数， 称频率因子； R—气体常数，R=8.314J/(mol·K)； T—绝对温度， K； Ea—反应的活化能，J/mol。 * * 活化能大，反应速度常数k小，化学反应速度v低；活化能小，化学反应速度v高。温度高，速度常数k大，化学反应速度高；温度低，化学反应速