煤粉燃烧过程-煤粉气流的燃烧过程（锅炉原理）

煤粉制备及燃烧过程分析任务8.1燃烧基本概念燃烧程度01燃烧速度0201燃烧程度燃烧程度即燃烧的完全程度燃烧程度燃烧有完全燃烧与不完全燃烧之分燃烧的完全程度可用燃烧效率表示02燃烧速度燃烧速度

aA十bB

gG十hH

燃料燃烧产物氧化剂

燃烧的定义锅炉内的燃烧化学反应可用如下的通式来表示当燃料与氧化剂属于同一形态，称为均相燃烧当燃料与氧化剂不属于同一形态，称为多相燃烧，例如固体燃料在空气中的燃烧燃烧速度燃烧速度的快慢取决于燃烧过程中化学反应时间的快慢和氧化剂供给燃料时间的快慢，最终取决于两者之中较慢者。化学反应速度耗氧速度01氧气扩散速度供氧速度02燃烧速度二次反应中生成的CO和C02称为二次产物。一次反应：C+02→C022C+02→2CO一次反应伴随二次反应：

C02+C→2CO2CO+02→2CO2碳粒的燃烧机理

燃烧速度碳粒表面气体浓度的变化浓度浓度燃烧速度当温度低于1200℃时，按下示反应式进行燃烧反应:

4C+3O2→2CO+2CO2此时由于温度较低，在碳粒表面生成的CO2不能与C发生上式所示气化反应。01碳粒在静止的空气中燃烧燃烧速度当温度高于1200℃以后，碳粒燃烧开始转向如下反应：3C+2O2→2CO+CO2此时，由于温度升高加速了碳粒表面的反应，生成更多的CO。同时气化反应也因温度升高而显著地进行。01碳粒在静止的空气中燃烧燃烧速度在煤粉炉中，炉内煤粉处于悬浮状态，煤粉与空气流之间的相对速度很小，可认为焦炭粒子是在静止空气流中进行燃烧的；而在流化床炉中，煤粒是在空气流的强烈冲刷下进行燃烧的。化学反应速度及其影响因素化学反应速度取决于参加反应的原始反应物的性质，同时还受反应进行时所处条件的影响影响燃烧化学反应速度的因素：反应物质浓度对化学反应速度的影响用质量作用定律来说明。燃烧化学反应速度只与燃料表面的氧浓度成正比。化学反应速度及其影响因素对于多相燃烧，其中主要是浓度压力温度1）反应物质的浓度度速应反学化化学反应速度及其影响因素这一关系式称为阿累尼乌斯定律影响因素当反应物质的浓度不随时间变化时，反应速度就可用反应速度常数k来表示。而k值主要决定于反应温度和参加反应的燃料性质，其相互关系如下：2）温度化学反应速度及其影响因素阿累尼乌斯键指出，分子间的碰撞不是都能发生化学反应的，只有那些碰撞能量足以破坏现存化学键并建立新的化学键的才是有效的。为使某一化学反应得以进行，分子所需的最低能量称为活化能，以E表示。能量达到或超过活化能E的分子称为活化分子。活化分子的碰撞才是发生反应的有效碰撞。所以反应只能在活化分于之间进行。化学反应速度及其影响因素由上式可知，当反应物浓度不随时间变化时，反应速度主要取决于反应温度T和活化能E的大小。温度一定，活化能愈大，反应速度就愈慢，或者说，反应要在更高温度下才能进行；反之，若活化能愈小，反应速度就会愈快，或者说，反应可在较低温度下进行。化学反应速度及其影响因素活化能E与燃料性质有关，各类煤的活化能的数值(MJ／kmo1)为活化能一定，温度愈高，反应速度就愈快；反之，若温度愈低，反应速度就会愈慢。对于活化能高的无烟煤，要强化其燃烧就必须提高温度。活化能的数值(MJ／kmo1)126~147104~12684~104贫煤无烟煤烟煤褐煤煤粉迅速而又完全燃烧的条件煤粉迅速而又完全燃烧的条件2、合适的空气量合适的空气量应根据最佳炉膛过量空气系数来供应。1、相当高的炉温炉温愈高愈好。但过高的炉温会引起炉膛结渣，从而影响安全经济运行。煤粉迅速而又完全燃烧的条件4、足够的炉内停留时间一般煤粉炉煤粉从燃烧器出口到炉膛出口需要2～3s。在