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高等燃烧学-固体燃料的燃烧.ppt

上传人:sanshenglu2 2021/4/11 文件大小:1.02 MB

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高等燃烧学-固体燃料的燃烧.ppt

文档介绍

文档介绍:煤的热解过程
当煤加热到足够高的温度时,煤先变成塑性状态,失去棱角而使其形状变得更接近于球形,同时开始释放挥发份。
挥发份释放后留下的是一多孔的炭。热解过程中不同的煤有着不同程度的膨胀。
§ 煤的燃烧过程
煤的热解过程
加热速率对挥发份析出的速率及其成分有很大的影响;
慢速加热时大部分转化成碳,而快速加热时则得到很小,甚至无碳。
 煤粒终温对挥发分析出的最终产量影响很大:
随着热解温度的提高,挥发分产量可高达70%以上,即挥发分并不是一个确定不变的常数。
800K
%
1390K
48%
1720K
60%
2170K
71%
§ 煤的燃烧过程
煤的燃烧过程
挥发份的燃烧
焦炭的燃烧
焦炭含量占55~97%,燃烧时间占90%,发热量占60~95%
§ 煤的燃烧过程
气固两相燃烧反应过程
两相反应的特点:物质在相的分界表面上发生反应。反应的一般步骤:
以上步骤依次发生。整个反应过程的快慢取决于各步中最慢的一步。
反应分子扩散到表面
分子在表面发生吸附作用
被吸附的分子在表面上进行化学反应
生成物从表面解吸
生成物扩散离开表面
§ 固体碳粒的燃烧
气固两相反应理论
假设碳与氧燃烧的生成物只有二氧化碳,并仿照传热学中对流换热系数α的概念引入对流扩散系数  ,则氧从周围向单位碳粒表面的扩散量可以写为
氧在碳表面处的反应的速度(单位碳粒表面、单位时间燃烧掉的氧量)可表示为
在稳定燃烧状态时,向碳粒扩散的氧量应等于碳粒燃烧所消耗的氧量。因此
§ 固体碳粒的燃烧
气固两相反应理论
表观速度常数
多相燃烧反应阻力
§ 固体碳粒的燃烧
气固两相反应理论
多相燃烧反应阻力:
燃烧反应的化学阻力
氧气扩散过程中的物理阻力
根据多相燃烧反应的化学阻力与物理阻力的对比,可将多相燃烧反应分为三类:
动力燃烧、扩散燃烧、过渡燃烧
§ 固体碳粒的燃烧
气固两相反应理论
动力燃烧:
当化学阻力比物理阻力大得多时,燃烧速度取决于化学反应速度,故称为动力燃烧。
碳表面上氧气浓度接近于周围气流中氧的浓度。这种情况相当于较低温度下的燃烧情况。此时由于化学反应速度很低,从远处扩散到碳表面的氧消耗得很少,从而使得碳表面氧的浓度等于远处环境中氧的浓度 。
§ 固体碳粒的燃烧
扩散燃烧:
当化学阻力比物理阻力小得多时,燃烧速度取决于氧分子扩散速度,故称为扩散燃烧
碳表面上氧气浓度接近于零。这相当于在高温下的燃烧情况。此时由于温度很高,化学反应能力已大大超过扩散能力,使所有扩散到碳表面的氧立即全部反应掉,从而导致碳表面的氧浓度为零 。
§ 固体碳粒的燃烧
气固两相反应理论
过渡燃烧:
当化学阻力与物理阻力在同一数量级时,两者均不可忽略,燃烧工况处于扩散控制与动力控制之间,故称为过渡燃烧
§ 固体碳粒的燃烧
气固两相反应理论