燃燒過程的基本理論.ppt

1,第六章 燃燒過程的基本理論,第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速度及影響因素 第二節(jié) 煤、焦碳和煤粉的燃燒 第三節(jié) 燃燒過程著火和熄火的熱力條件 第四節(jié) 影響煤粉氣流著火的因素 第五節(jié) 燃燒完全的條件,第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速度及影響因素,一、化學(xué)反應(yīng)速度： 燃燒反應(yīng)是一種發(fā)光發(fā)熱的高速化學(xué)反應(yīng)； 1、均相反應(yīng)和多相反應(yīng)： 2、反應(yīng)速度 可以用某一反應(yīng)物濃度減少的速度表示，也可以用生成物濃度增加的速度表示。 aA+bB gG+hH wA=dCA/dt 3、影響因素： （1）反應(yīng)物性質(zhì)；（2）反應(yīng)物的濃度；（3）溫度；（4）壓力；（5）是否有催化劑或連鎖反應(yīng)。,3,二、質(zhì)量作用定律： 1、意義：反映濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度影響的； 2、概念：在溫度不變時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度與該瞬間各反應(yīng)物濃度冪的乘積成正比。各反應(yīng)物濃度的冪指數(shù)等于其相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)。 k1、k2為正、逆反應(yīng)速度常數(shù)，對(duì)于一定的化學(xué)反應(yīng)，只與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)； 3、適用條件： 按其化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式一步完成；理想氣體在均相反應(yīng)。,4,三、阿累尼烏斯定律： 1、意義：反映溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)影響： k0：頻率因子； E：活化能； R：通用氣體常數(shù)； T：熱力學(xué)溫度； 活化能E、頻率因子k0都與溫度無關(guān)； 活化能E：使分子接近和破壞反應(yīng)分子化學(xué)鍵所必須消耗的能量，也就是發(fā)生反應(yīng)所需要的能量。,5,四、 壓力對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響： P，反應(yīng)速度加快； 五、催化作用： 催化劑本身不變 改變化學(xué)反應(yīng)速度，不改變反應(yīng)限度 六、鏈鎖反應(yīng)： 多米諾效應(yīng)活化分子,6,第二節(jié) 煤、焦碳和煤粉的燃燒 一、煤燃燒過程的四個(gè)階段： （1）預(yù)熱干燥階段； （2）揮發(fā)分析出并著火階段； （3）燃燒階段； （4）燃盡階段； 最重要的是著火和燃盡；著火是前提，燃盡是目的。,7,二、 碳的燃燒反應(yīng)： （1） 一次反應(yīng)： （2） 二次反應(yīng)：,8,三、 碳的多相燃燒特點(diǎn)： 特征：物質(zhì)在相的分界表面上發(fā)生反應(yīng)；燃料與氧化劑的相態(tài)不同。 燃燒的幾個(gè)連續(xù)階段： （1）參與燃燒反應(yīng)的氣體分子（氧）向碳粒表面的轉(zhuǎn)移與擴(kuò)散； （2）氣體分子（氧）被吸附在碳粒表面； （3）被吸附的氣體分子（氧）在碳表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成燃燒產(chǎn)物； （4）燃燒產(chǎn)物從碳表面上解吸附； （5）燃燒產(chǎn)物離開碳表面，擴(kuò)散到周圍環(huán)境中；,9,四、多相燃燒反應(yīng)的燃燒區(qū)域： 多相燃燒反應(yīng)分為動(dòng)力燃燒區(qū)、擴(kuò)散燃燒區(qū)和過渡燃燒區(qū)。 當(dāng)k時(shí)，動(dòng)力燃燒區(qū)，t 1400，要強(qiáng)化燃燒，加強(qiáng)碳粒與氧的擾動(dòng)混合； 動(dòng)力燃燒區(qū)與擴(kuò)散燃燒區(qū)之間有一個(gè)過渡燃燒區(qū)，化學(xué)反應(yīng)速度與氧的擴(kuò)散速度比較接近，兩者都不能忽略，要強(qiáng)化燃燒，既提升溫度，又要加強(qiáng)碳粒與氧的擾動(dòng)混合。,10,第三節(jié) 燃燒過程著火和熄火的熱力條件,一、著火定義 二、著火和熄火的熱力條件 煤粉空氣混合物在燃燒室內(nèi)的燃燒過程熱力條件： 燃燒室內(nèi)煤粉空氣混合物燃燒時(shí)的放熱量Q1為： 燃燒過程中，燃燒室向周圍的放熱量Q2為：,11,12,第四節(jié) 影響煤粉氣流著火的因素,一、煤粉氣流著火的特點(diǎn)： 【A】煤粉氣流通過湍流擴(kuò)散和回流，卷吸周圍高溫?zé)煔?；同時(shí)受到爐膛四壁及高溫火焰輻射，被迅速加熱至著火。 【B】著火過早，燒壞噴口，也易結(jié)渣；著火太遲，增大機(jī)械不完全燃燒損失，火焰中心上移，對(duì)流受熱面結(jié)渣。,13,二、著火熱及其影響因素： 1、著火熱：將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量稱為-。它包括加熱煤粉及一次風(fēng)，并使煤粉中水分蒸發(fā)、過熱所需要的熱量。 2、影響著火的因素： 燃料的性質(zhì)：揮發(fā)分，著火溫度；水分，著火溫度；灰分，著火溫度；細(xì)度，著火溫度。 爐內(nèi)的散熱條件：燃燒帶 煤粉氣流的初溫： 一次風(fēng)量和風(fēng)速： 燃燒器的結(jié)構(gòu)特性：燃燒器尺寸、一、二次風(fēng)混合點(diǎn)； 鍋爐負(fù)荷：低負(fù)荷爐溫降低，固態(tài)排渣煤粉爐70的負(fù)荷下運(yùn)行。,14