模块十 第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求

1、模块十模块十 煤炭加工利用的主要领域及质量要求煤炭加工利用的主要领域及质量要求第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求 煤炭既是燃料，也是工业原料，广泛应用于冶金、电力、化工、建材等国民经济的各个部门。不同的行业、不同的用煤设备都有特定的煤炭质量要求和技术标准，了解煤炭加工利用的主要领域及对煤炭质量的要求，对于指导我国煤炭资源的合理利用及综合加工，实现煤炭产品的对路供应有着积极的促进作用。 煤的燃烧是指煤中的可燃有机质在一定温度下与空气中的氧发生剧烈的化学反应，同时放出光和热，并转化为不可燃烟气和灰渣的过程。

2、一、煤燃烧的基本原理一、煤燃烧的基本原理 要做到煤的充分燃烧，就必须使煤料温度始终维持在着火温度以上，保证煤料与适量的空气充分接触，及时而且妥善地排除燃烧产物，并必须提供燃烧必需的足够空间和时间。第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求1.1.煤的燃烧过程煤的燃烧过程（1）加热和干燥，依靠热源将煤粒加热到100以上，煤中的水分逐渐蒸发；（2）析出挥发分和形成残焦（或焦渣）；（3）挥发物和残焦的着火阶段；（4）灰渣的形成。完全燃烧时： C+O2CO2+409kJmol-1不完全燃烧时： C+ O2CO+123kJmol-1碳的燃烧反应2.煤的燃烧机理CO燃烧反应 CO+O2

3、CO2+283kJmol-1H2燃烧反应 H2+O2H2O+283kJmol-1可燃硫燃烧反应 S+O2SO2+269kJmol-1第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求 对煤和焦渣来说，还非常容易发生气化反应，使固态煤、焦转化成气态，从而加速燃烧过程。这些反应有： 与二氧化碳反应 C+ CO22CO162kJmol-1 与水蒸气气化反应 C+ H2OCO+ H2119kJmol-1 C+ 2H2OCO+ 2H275kJmol-1 水煤气变换反应 CO+ H2O2CO2+ H2 + 42kJmol-1 甲烷化反应 CO+3H2CH4+H2O+206 kJmol-1 C+

4、2H2 =CH474.9kJmol-1 通过煤燃烧的基本反应式可以求出燃烧时的理论耗氧量、烟气组成和烟气量。从理论上讲，各种碳都具有相同的生成热，但实则不然，无定型碳的燃烧生成热就大于石墨的燃烧生成热。因而在实际燃煤工况中，燃烧碳的生成热与煤的性质以及结构状态有关。第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求 3.燃煤方式与环境保护 在近代燃煤技术中，按煤在气流中的运动状况来划分燃烧方式，大体上有固定床、沸腾床和气流床燃烧3种类型，它们的进料和进气方式、料层与炉体的相对运动、燃烧方向、煤粒浓度、燃烧反应时间及工作特性各有所不同。 从环境保护的角度看，不同燃烧方式有着不同程度的

5、污染物排放与控制水平。以链条炉、循环流化床与粉煤炉为例，NOx的排放量依次为链条炉粉煤炉循环流化床，飞灰份额分别为10%25%、30% 70%及75%85%；脱硫率以粉煤炉较低，而循环流化床可达80% 90%。流化床燃烧属低温燃烧，热力NOx生成量很少，燃烧所需空气分一次、二次风分别供给，分段燃烧，可有效控制燃料型NOx的生成。此外，床温850上下是最佳的脱硫反应温度，将石灰石喷入床内，能有效地脱出烟气中的SO2，脱硫效率为80%90%。将燃料置于固定或移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的料层，空气从炉排下部通入，通过燃料层进行燃烧反应。层状燃烧把固体燃料放到炉排上，从炉排下面鼓入压力较高的

6、空气，达到某一临界速度时（吹浮力等于煤粒质量），自由放置的料层全部颗粒就失去了稳定性，产生剧烈的运动，好像液体沸腾那样上下翻腾进行燃烧沸腾燃烧当鼓风速度很高时，燃料颗粒与空气流动一起运动，在悬浮状态下进入燃烧室，进行燃烧悬浮燃烧燃烧方式第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求层燃炉沸腾炉悬浮炉二、燃料用煤对煤质的要求二、燃料用煤对煤质的要求 1.一般工业用炉第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求 1）层燃炉用煤对煤质的要求 要求煤的粒度均匀适中，有条件的可以考虑使用型煤。此外，煤的硫分、水分、灰分对层燃炉也有影响。水分一般控制在6%-8%。灰分要求

7、越低越好。根据炉型不同，层燃炉所用煤种也不同。 2）沸腾炉用煤对煤质的要求 沸腾炉是一种燃用各种劣质煤、煤矸石和石煤的新型锅炉，但要求所用燃料的粒度最大不超过8mm10mm，平均粒度为2mm左右为最佳。2.火力发电 1 2345水分灰分和硫分发热量挥发分煤灰熔融性温度ST第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求发电用煤质量指标第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求 3.工业窑炉 1）水泥生产 煅烧水泥熟料的窑有立窑和回转窑，我国大中型水泥厂一般采用回转窑，立窑已经逐步淘汰。 根据水泥生产工艺和回转炉的燃烧特点，湿法窑对煤质的要求是：Ad28%，Vd为18%30%，Qnet,ar20.908MJkg-1。干法窑对煤质的要求是： Ad 25%， Vd为18%30%， Qnet,ar 22.999MJkg-1。 2）陶瓷生产 烧制陶瓷用煤，要求能使窑内温度达到1350以上，并且升温快、恒温好。应采用煤灰熔点在1300以上，粒度为100mm50mm及50mm25mm，而且热值高的气煤或长焰煤。第一讲第一讲 燃烧工程及其对煤质的要求燃烧工程及其对煤质的要求 3）砖瓦工业 在砖瓦工业中，使用最多的是轮窑，煤由