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分解炉内燃料的燃烧

当煤粉进入分解炉后，悬游于气流中，经预热、分解、燃烧发出光和热，

形成一个个小火星，无数的煤粉颗粒便形成无数的迅速燃烧的小火焰。这些小

火焰浮游布满炉内，从整体看，看不见一定轮廓的有形火焰。所以分解炉中煤

粉的燃烧并非一般意义的无焰燃烧，而是充满全炉的无数小火焰组成的燃烧反

应。有人把分解炉内的燃烧称为辉焰燃烧，这主要指分解炉内将料粉或煤粉均

匀分散于高温气流中，使粉料颗粒受热达一定温度后，固体颗粒发出光、热辐

射而呈辉焰。但并不能看到有形的火焰而只见满炉发光。分解炉内无焰燃烧的

优点是燃料均匀分散，能充分利用燃烧空间，不易形成局部高温。燃烧速度较

快，发热能力较强。

由于分解炉内的煤粉为无焰燃烧，不会形成高温集中的由于分解炉内的煤粉为无焰燃烧，不会形成高温集中的火焰火焰，因而煤只

能靠迅速分散与炉内气流密切接触，得到所需的氧气和着火的温度，才能较好

地着火和燃烧。因此煤粉分散性不好或在炉内分布不均是导致煤不能着火或仅

部分着火的主要因素。

2.5分解炉内的温度分布

煤粉喷燃温度可达1500~1800℃左右，分解炉内气流温度之所以能保持在

800~900℃之间，主要是因为燃料与物料混合悬浮在一起，燃料燃烧放出的热量，

立即被料粉分解所吸收，当燃烧快，放热快时，分解也快;相反，燃烧慢，分解

也慢。所以分解反应抑制了燃烧温度的提高，而将炉内温度限制在略高于

CaCO3平衡分解温度20~50℃的范围。

图3-43所示为分解炉内的等温曲线。由图可得以下结论。

①分解炉的轴向及平面温度都比较均匀。

②炉内纵向温度由下而上逐渐升高，但变化幅度不大。

③炉的中心温度较高，边缘温度较低。主要是炉壁散热、中心料粉稀、边

缘浓所致。

2.6分解炉内的燃烧速度

分解炉内的燃烧速度，影响着分解炉的发热能力和炉内的温度，从而影响

物料的分解率。燃烧速度快，放热多，炉内温度就高，分解速度将加快。反之，

分解率将降低。因此加快燃料燃烧的速度，是提高分解炉效能的一个重要问题。

分解炉内的燃烧温度通常在860~950℃，燃烧过程的性质处于低温化学动

力学控制范围与高温扩散控制范围的交界，因此，影响这两种过程的影响因素，

均对分解炉内的燃烧速度有重要影响。其中影响燃烧速度的化学动力学因素有

燃料的种类、性质、温度、压力及反应物浓度等，影响扩散燃烧速度的主要因

素有炉气的紊流程度、燃料与气流的相对速度、燃料的分散度等。

为适当加快燃烧速度，控制好炉温，一般应注意下列几个方面。

①选择适当的燃料加入点并分成几点加入。

②适当控制燃料的雾化粒度或煤粉细度。

③选择适当的燃料品种，例如煤粉中含有适当的挥发物，使挥发物与焦炭

先后配合燃烧，以达到好的热效应。

④选择适当的一次、二次风速以及合适的加料点的位置。

⑤调节燃料加入量以改变燃烧的空气过剩系数。

2.7分解炉的容积热负荷

一些分解炉的容积热负荷见表3-3。由表可见，各类分解炉的容积热负荷

相差较大，它与分解炉中的燃烧速度、气体速度及炉的结构有关。

表3-3一些分解炉的容积热负荷

炉型KHD

[td=1,1,120colSpan=2]MFCSLCILCDD

[td=1,1,120colSpan=2]RSP

规模/(t/d)35004000910022002000200023004300

热耗/(kJ/kg)305633232609.63301.33214322233403170

炉容积/9/

774.11081.7223.3/

332.5565.3249.8510/

54.5653.8/

121.2

容积热力强度

A/[kJ/(m3·h)]205692508446559573774365307357667778414688468621

容积热力强度B/[kJ/(m3·h)]388116520047172418211857522.8分解炉内

的传热

在分解炉内，由于料粉分散在气流中，燃烧放出的热量在很短时间内被物

料吸收，既达到高的分解率，又防止了过热。

2.8.1分解炉内传热的特点

分解炉内的传热方式主要为对流传热，其次是辐射传热。炉内燃料与料粉