燃烧学（西安交大） 第4-5章 固体燃料燃烧 混合与传质.pdf

燃烧学 西安交通大学能源与动力工程学院 主讲人：周屈兰 西安交通大学能源与动力工程学院 1 第四章 固体燃料燃烧 4.1 概述 4.2 异相化学反应及碳化学反应速度 4.3 碳球燃烧过程与燃尽时间 4.4 煤粉两相流的燃烧 4.5 煤粉的火炬燃烧 西安交通大学能源与动力工程学院 2 4.1 概述 煤的燃烧过程有自己的特点： 加热 气态产物： 着火燃烧 挥发分V 供O2 受热裂解 煤 加热 剩余固态产物： 焦炭C 着火燃烧 燃尽 放热Q 西安交通大学能源与动力工程学院 3 焦炭占可燃成分的质量 焦炭发热量占煤总发热量的百 百分比，% 分比，% 无烟煤 96.5 95 烟煤 57-78 59.5-83.5 褐煤 55 66 泥煤 30 40.5 木柴 15 20 可见：焦炭（C）无论在煤中的质量百分比或燃烧放热（发热量）的百 分比都是占主要地位。 ①煤中焦炭量占55-96.5%，发热量占66-95% 。 ②焦炭燃烧是异相化学反应，反应速度慢。焦炭燃烧的时间约占全部燃 烧时间的90%，也就是说，挥发分燃烧时间仅约10%。这也说明了焦炭 燃烧比气体燃料燃烧要困难的多。 ③从提供热量的角度，焦炭具有主要意义，∵它提供了大量的热量。 所以可以认为：煤的燃烧过程主要是一个异相（非均相）化学反应。 西安交通大学能源与动力工程学院 4 煤中碳的结构特征 固体碳的两种结构——金刚石和石墨 金刚石的晶格结构中C原子排列十分紧 密，原子键结合力很大，所以金刚石硬 度高而活性小，很不容易氧化，且压力 越高热稳定性越好，故没有燃烧价值。 西安交通大学能源与动力工程学院 5 煤中碳的结构特征 煤中主要是石墨晶格，石墨晶格是复杂的六棱柱结构组合。 -10 1.41×10 m 第一层 第二层 -1