第五讲 燃料的燃烧(加热炉,2013)
燃料的燃烧
燃料的燃烧燃料的燃烧是可燃成分与氧气{主要是助燃空气中的氧气}所进行的一种激烈的氧化反应。
燃烧三要素：可燃物、着火温度。
氧气。
燃料的燃烧可分为完全燃烧与不完全燃烧。
完全燃烧：燃烧中的可燃物和氧化进行了充分的燃烧反应，燃烧产物中已不存在可燃成分，成为完全燃烧。
不全然冷却：燃料经过冷却后在冷却产物中存有着易燃成分，称作不全然冷却，他又分成化学不全然冷却和机械不全然冷却两种情况。
化学不全然冷却：冷却中的易燃成分由于空气中严重不足或燃料与空气混合不好，而没获得充份反应的冷却，称作化学不全然冷却。
机械不全然冷却：燃料中部分易燃成分没出席冷却反应就损失的冷却过程，称作机械不全然冷却。
可燃成分发生不完全燃烧的发热量远低于完全燃烧的发热量，因此在加热操作中应尽量避免不完全燃烧。
理论空气需要量：冷却中的易燃成分全然冷却须要存有一定量的空气，这种空气量叫作理论空气需要量。
空气消耗系数：燃烧在实际燃烧过程中，为了实现燃料的完全燃烧，实际空气需要量必须大于理论空气需要量，该实际空气需要量与理论空气需要量的比值就叫做空气消耗系数，一般用n表示。
空气消耗系数的大小与燃料的种类、燃烧方式、燃烧装置结构及工况好坏等有直接关系。
在实际加热操作中，应在保证完全燃烧的基础上使n越接近1越好。
各种燃料的空气消耗系数经验数据如下：固体燃料：n=1.20~1.50液体燃料：n=1.15~1.25气体燃料：n=1.05~1.15蓄热式加热炉由于可以实现贫氧燃烧（氮的氧化少，需要空气少），理论空气需要量可以笑与常规燃烧的理论空气需要量，具体数值依不同燃烧和不同燃烧方式而有所不同。
蓄热式加热炉空气消耗系数和常规燃烧的基本相同，及实际空气空气量与理论空气需要量的比值，前者大于后者主要保证完全燃烧。
冷却温度：冷却产物所能够达至的温度叫做燃料的冷却温度，又叫作火焰温度。
在全然冷却状态下午热损失的冷却温度及理论冷却温度。
提升加热炉冷却温度的途径存有：（1）提高燃烧的发热量（2）实现燃烧的完全燃烧（3）降低炉体热损失（4）预热空气和燃料（5）尽量减少烟气量。
加热炉燃烧器工作原理
加热炉燃烧器工作原理
加热炉燃烧器是将燃料和空气混合并点燃以产生热能的关键设备。
其工作原理可以简要概括为以下几个步骤：
1. 燃料供给：首先，燃料（如天然气、液化石油气等）从燃料管道进入到燃烧器内部。
在进入燃烧器之前，燃料通常会经过过滤、减压等处理。
2. 空气供给：同时，空气也通过通风管道进入到燃烧器内部。
为了保证燃烧效率和安全性，通常会通过空气调节装置来控制和调整空气的流量和压力。
3. 燃料与空气混合：在燃烧器内部，燃料和空气经过流量控制装置的调节，然后在混合室中进行充分混合。
通常情况下，空气流量要稍微多于理论所需，以确保燃烧过程中的充分氧化。
4. 点火：当达到一定的燃料浓度后，燃烧器将通过点火电极或其他点火装置引燃混合气体。
这将产生火焰，并将燃烧器内的能量传递给待加热的物体。
5. 燃烧调节：一旦点火成功，燃烧器开始调整燃烧过程以维持适当的火焰形态和温度。
这通常通过监测燃烧气体中的氧气、二氧化碳等参数，以及通过控制燃料和空气流量来实现。
6. 排气：在燃烧过程中，产生的燃烧产物如二氧化碳、水蒸气等将通过烟囱或排气管道排出燃烧器。
总之，加热炉燃烧器工作时将燃料和空气混合并点燃，通过控制燃料和空气的供给以及燃烧过程的调节，实现对待加热物体的加热。
这对于提供工业加热、能源利用和环境保护等方面具有重要意义。
加热炉燃烧器
加热炉燃烧器简介加热炉燃烧器是一种用于提供火焰和高温的装置，用于加热炉或其他工业过程中的热处理。
它的主要功能是将燃料与氧气混合并点燃，产生高温火焰，以提供所需的热能。
构成加热炉燃烧器通常由以下几个主要部分组成：1.燃料供应系统燃料供应系统负责将燃料输送到燃烧器中。
常见的燃料包括天然气、重油、煤炭等。
燃料供应系统通常包括燃料储罐、输送管道、泵和喷嘴等。
2.氧气供应系统氧气供应系统提供燃烧所需的氧气。
通常，空气中的氧气含量不足以支持完全燃烧，所以需要额外供应纯氧或富氧气体。
氧气供应系统通常由氧气储罐、输送管道和控制阀等组成。
3.点火系统点火系统用于点燃燃料和氧气混合物。
常见的点火方式包括电火花、火焰点火器和燃烧器蓝火等。
4.燃烧腔燃烧腔是燃料和氧气混合并燃烧的区域。
它通常由耐高温材料构成，以确保腔体能够承受高温和压力。
5.控制系统控制系统负责监测和调节燃烧器的工作状态。
它通常包括传感器、控制阀和计算机控制单元等。
控制系统可以实现自动控制和安全保护等功能。
工作原理加热炉燃烧器的工作原理可以简述如下：1.燃料和氧气混合燃料和氧气在供应系统中混合。
燃料的供给通常由燃料泵和喷嘴控制，而氧气的供给通常由氧气储罐和控制阀控制。
2.点燃混合物点火系统将燃料和氧气混合物点燃，形成火焰。
点火系统通常通过电火花或其他点火设备实现。
3.燃烧过程点燃的燃料和氧气混合物进入燃烧腔，在高温条件下发生燃烧反应。
燃料和氧气之间的化学反应会产生热能和废气。
4.温度控制控制系统监测燃烧器的工作状态，并根据需要调节燃料和氧气的供给量，以控制炉膛的温度。
应用领域加热炉燃烧器在许多工业领域中被广泛应用，例如：•钢铁和冶金工业：用于冶炼金属和炼钢过程中的加热和热处理。
•石化工业：用于石油和化工生产过程中的加热和脱硫等。
•玻璃工业：用于玻璃制造中的熔化和成型过程。
•陶瓷工业：用于陶瓷制造中的烧结和干燥过程。
•食品工业：用于食品加工和烘烤过程中的加热。
加热炉的烧焦过程
加热炉的烧焦过程加热炉的烧焦过程是指在高温下，燃烧物质产生焦炭的过程。
加热炉是一种设备，用于将金属或其他材料加热至所需温度以进行热处理或其他工艺操作。
在加热炉中，燃料燃烧产生的高温气体通过传热和传质的作用，使料物温度升高，同时也会发生燃料的气化和焦化反应。
烧焦过程的理解对于加热炉的操作和优化具有重要意义。
烧焦是指将燃料中的碳材料部分或全部转化为焦炭的过程。
燃料中的碳在高温下与氧气反应，生成CO和CO2，同时产生的热量用于维持反应温度和物料的加热。
燃烧的过程可以简化为以下几个步骤：预热、干燥和焦化。
在加热炉开始工作之前，炉膛内的空气和燃料需要预热。
预热的目的是提高炉膛内气体的温度，为后续的燃烧做准备。
预热是一个持续的过程，首先将较低温度的冷空气通过燃料燃烧的高温部分，达到了一个高温的平衡。
在这个过程中，冷空气逐渐加热，直到达到预热的要求。
同样，燃料也需要被预热以提高其燃烧效率。
干燥是指将加热炉中携带有水分的物料中的水分蒸发掉的过程。
在加热炉的工作环境中，水分的蒸发需要放热，因此需要通过燃料的燃烧来提供所需的热量。
物料中的水分在加热的过程中迅速蒸发，蒸汽和燃烧产物一起进入炉膛。
干燥过程的目的是消除物料中的水分，避免在焦化过程中产生过多的气泡和气体。
焦化是燃料中的碳材料在高温下发生热解反应的过程。
焦油和气体经过进一步的热解和转化，生成焦炭。
在焦化过程中，会产生一些有毒气体和固体物质，如苯、苯系物和其他有害物质。
为了防止这些有害物质的生成和排放，需要对加热炉进行适当的设计和操作调整。
这个过程中的关键因素是温度和反应时间。
过高的温度会导致物料烧焦过度，产生大量焦油和有害气体。
反之，温度过低则会导致焦炭的生成速度缓慢。
此外，反应时间也影响着焦烧过程的效果，过短的反应时间会导致物料未完全转化为焦炭，过长则会使产出的焦炭碳含量下降。
为了优化烧焦过程，需要对加热炉的操作参数进行调整和控制。
比如，通过调整燃烧室的气流分布和通风量，在炉膛内形成合适的温度分布。
《燃料的燃烧》 讲义
《燃料的燃烧》讲义一、引言燃料的燃烧是一个我们日常生活和工业生产中常见且至关重要的现象。
从家庭取暖的炉火到驱动汽车的汽油，从发电站的煤炭燃烧到航天飞机的燃料喷射，燃烧现象无处不在。
深入了解燃料的燃烧过程、原理以及影响因素，对于提高能源利用效率、减少环境污染、保障能源安全都具有极其重要的意义。
二、燃料的种类（一）固体燃料常见的固体燃料有煤炭、木材等。
煤炭是一种重要的能源资源，根据其品质和成分的不同，可以分为无烟煤、烟煤和褐煤等。
木材在一些地区仍然被用作取暖和烹饪的燃料，但相对来说其能量密度较低，燃烧效率不高。
（二）液体燃料液体燃料包括石油制品如汽油、柴油、煤油等。
汽油通常用于汽车的内燃机，柴油则多用于卡车和船舶的发动机。
石油作为液体燃料的主要来源，其储量和开采情况对全球能源格局有着重大影响。
（三）气体燃料天然气是最为常见的气体燃料之一，它主要由甲烷组成，具有清洁、高效的特点。
此外，还有煤气、液化气等气体燃料，在不同的应用场景中发挥着作用。
三、燃烧的基本原理（一）燃烧的化学过程燃烧本质上是一种剧烈的氧化反应。
燃料中的可燃成分（如碳、氢等元素）与氧气发生化学反应，释放出热能。
以碳的燃烧为例，碳与氧气反应生成二氧化碳：C ＋ O₂＝ CO₂，同时放出大量的热。
（二）燃烧所需的条件燃烧需要同时具备三个条件：可燃物、助燃物（通常是氧气）以及达到可燃物的着火点。
只有这三个条件同时满足，燃烧才能发生。
（三）燃烧反应的热力学燃烧过程中的能量变化可以通过热力学原理来描述。
燃料燃烧释放的能量等于反应物与生成物之间的能量差。
这一能量差决定了燃烧的热效率和可利用程度。
四、燃烧的过程（一）预热阶段在燃烧开始前，燃料需要吸收一定的热量，温度逐渐升高，达到其着火点。
（二）燃烧阶段一旦达到着火点，燃料与氧气迅速反应，产生火焰和热能。
燃烧过程中，燃料分子不断分解、氧化，释放出大量的热量和气体产物。
（三）燃尽阶段随着燃烧的进行，燃料中的可燃成分逐渐减少，直至完全燃烧。
_第五节 加热炉
第五节加热炉第一小节概述一、加热炉的工作原理：燃料在炉内经过燃烧放出热量，把热量传递给炉管（在辐射室主要是通过辐射传热，在对流室主要是通过烟气对流传热），通过炉管壁把热量传递给管内物料，从而达到加热物料的目的。
二、管式加热炉的构成及其作用：1、构成：管式加热炉一般是由燃烧器、辐射室、对流室和烟囱四部分构成。
在辐射室和对流室内装有炉管；在辐射室的底部、侧壁或顶部装有燃烧器；在烟囱内装有烟道挡板。
先进的加热炉还备有空气和燃料比的控制调节系统。
2、作用：（1）燃烧器：主要给加热炉提供高温热源。
（2）辐射室：又叫炉膛，是管式加热炉的核心部分。
从喷嘴喷出的燃料在炉膛内燃烧，由于火焰温度很高，热量主要用辐射方式传送。
一部分被炉管接受，一部分使炉墙温度升高，炉墙又把热量反射回来，传给炉管一部分。
（3）对流室：离开辐射室的烟气温度通常控制在700-900℃，设置对流室，还可以利用这部分热量。
在对流室内主要是对流传热。
为提高传热效率，管内油品的流动方向与管外烟气的流动方向相反。
（4）烟囱：烟气离开对流室的温度一般为300-450℃，为了降低加热炉的热损失，提高加热炉热效率，可用空气预热器回收这部分热量，使烟气温度降至200℃左右。
烟囱内高温烟气的密度比烟囱外空气小而产生抽力，所以烟气可以自动排出。
烟囱越高，炉膛的抽力越大，进入辐射室的风量也越大。
为了控制适当的抽力，在烟囱内需加一块可调节的挡板，以保持炉膛适当的负压。
三、管式加热炉按炉体形状的分类：1.箱式炉：箱式炉又可分为方箱炉和斜顶炉。
斜顶炉在目前炼油厂中很少采用。
2.立式炉：立式炉可分为上、中、下三部分，下部为辐射室，中部为对流室，上部为烟囱。
3.圆筒炉：圆筒炉由于火嘴在底部，火焰向上喷射，所以火焰和炉管是平行的，对于较大的圆筒炉，在炉的上部装有对流室。
圆筒炉火焰与周围的各炉管是等距离的，所以同一水平面上各炉管热强度是较均匀分布的，但是炉管沿管长的热强度分布不均匀。
加热炉第五章讲义
第五章
加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(2) 注视烟道气压力表，炉膛负压值一般为-20Pa~ -40Pa，勿使抽力(或炉膛负压值)过大，否则抽风 量增大，氧含量增加，从而导致炉膛温度降低、 烟气量增大、烟囱热损失加大和炉热效率及处理 能力降低。 (3) 采用离线仪器分析烟气，调节挡板以确保最佳 的过剩空气系数。 5.1.4.4加热炉燃烧器火焰的调节 (1) 火焰状态的调整。对于油燃烧器可由雾化蒸汽、 一次空气及二次空气量进行调整； 对于气燃烧器 可由一次空气量及二次空气量进行调整，以使其 燃烧完全，火焰稳定。
第五章
加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(3) 炉温降到300℃左右时，打开烟道挡板和快开风门，改为 自然通风，停掉预热器和风机。 (4) 相关岗位停用过热蒸汽后，应将过热蒸汽放空。 (5) 加热炉进料泵停车前，炉子熄火。为了便于炉管扫线和 退油，全部熄火后，及时停掉各火嘴吹扫蒸汽，进行闷炉 操作，关闭烟道挡板和自然通风门，避免炉膛温度下降速 度过快。
第五章
加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
对于燃料气燃烧室，氧含量为2%-4%（即过 剩空气系数约为1.1-1.22）；对于重油燃烧室， 氧含量为3%-5%（即过剩空气系数约为1.161.29）。如果氧含量太高，就会相应加热多余 的空气而使能耗增加；反之，氧含量太低，则 燃烧不完全，而且火焰不稳定，出现长焰。 5.1.4.3 加热炉压力和抽力的调节 (1) 注视烟道气压力表指针的变化，调节挡板， 使炉膛内的压力不高于大气压。否则，烟道气 由耐火砖间隙或衬里间隙向外泄漏，以致损坏 炉壁。
第五章
加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(2) 打开自然通风门和烟道挡板，停鼓风机和引风机。 (3) 听候车间指令以作进一步的处理。 5.1.3 加热炉的开工操作 加热炉及其附属系统所有检修项目结束，炉内检修杂物 清理干净，脚手架拆除，封闭人孔，加热炉就进入了 开工过程。炉子开工在整个装置开工过程中占据重要 的地位，它制约着整个装置的开工进度，从加热炉第 一个火嘴点燃就标志着生产装置又一个新周期的开始， 因此加热炉的开工操作历来都被人们所重视。
加热炉燃料油及燃料气工艺流程及控制方法的一般规定
加热炉燃料油及燃料气工艺流程及控制方法的一般规定加热炉是一种常见的工业设备，广泛应用于工业生产中的加热和热处理工艺。
燃料油和燃料气是常见的加热炉燃料，下面将介绍它们的工艺流程及控制方法的一般规定。
1.燃料油加热炉工艺流程：(1)燃料油的供给与预热：通过燃料油管道将燃料油送至燃烧器，在油泵的作用下，油经过预热装置进行预热。
(2)燃烧：将预热后的燃料油喷入炉膛中，并点火进行燃烧。
在燃烧过程中，燃料油中的碳氢化合物与空气中的氧气发生化学反应，产生热量。
(3)传热：燃烧中产生的热量通过炉壁和炉管传导和对流传递给被加热物体。
(4)烟气产生和排放：燃烧后产生的烟气通过烟气管道排出燃烧器。
2.燃料油加热炉控制方法的一般规定：(1)燃料油供给控制：根据工艺需要，通过调节燃料油泵的转速或调整阀门的开度来控制燃料油的供给量。
(2)燃烧控制：燃烧控制的目标是保持燃烧器的稳定工作，并确保燃烧过程中的燃烧效率和安全性。
常见的控制方法包括：调整供油量、空气量、调节燃烧器的进风口使燃烧更充分等。
(3)温度控制：通过测量炉内温度，并根据工艺需要，控制供油量、空气量等，以维持加热炉内温度在设定的范围内。
(4)炉内压力控制：通过调节燃烧器的进气阀门或调整燃料油供给等措施，控制炉内的压力。
(5)烟气排放控制：通过调整烟气门和排烟风机的运行状态，控制烟气的排放量，以符合环保要求。
1.燃料气加热炉工艺流程：(1)燃料气供给与预处理：燃料气经过净化处理，去除杂质和硫化物。
然后进入燃烧器供给。
(2)燃烧：燃烧器将燃料气与空气混合并点火进行燃烧。
燃烧产生的热量通过炉壁传导和对流传递给被加热物体。
(3)烟气排放：燃烧后产生的烟气通过烟气管道排放。
2.燃料气加热炉控制方法的一般规定：(1)燃料气供给控制：根据工艺需要，通过调节气源阀门开度和调整进气量来控制燃料气的供给量。
(2)燃烧控制：控制燃烧器的工作状态和混合比例，以保持燃烧的稳定性和效率。
可通过调整气源阀门和进气阀门等来实现。
燃料燃烧课件
焦油和焦炉气等，该过程属于 化 学 变化；
⑵石油的分馏：石油经过加工得到汽油、煤油、柴 油等，该过程主要发生 物 理 变化。
练习：
1、随着近期石油价格不断上升，新能源的研究、开
发和利用问题越来越得到世界各国的重视。乙醇汽
油就是新能源中的一种，它属于（ C ）
化学中考总复习 章《燃料、燃烧》
燃料 燃烧
?
徐州市撷秀中学
? 说课人： 任雪松
一、教材分析
? （一）教材地位
? 承前启后，从分析反应物、生成物为何种物质 向探讨反应物、生成物之间质量关系的转化；
? 引导学生从量的方面去研究并得出化学反应的 客观规律，为化学方程式书写和计算的教学作 好理论准备；
? 本章内容不仅解释了化学变化的实质，而且让 学生对生活中燃烧灭火的一些现象有了更深的 理解，使学生明白生活中处处有化学。
四、教学程序
（一）引入课题,展示知识点
? 学生讨论回答
1
燃料燃 烧
1、燃烧的概念 2、燃烧的条件 3、灭火的原理和方法 4、化石燃料种类、对环境的影响
一、燃烧与燃料
1、燃烧概念 可燃物与 氧气发生的一种 剧烈 的发光、发热 的
氧化反应。 2、燃烧的条件
⑴物质具有 可燃 性； ⑵与 氧气接触 ； ⑶达到燃烧所需的 最低温度 （也叫 着火点 ）。
用玻璃管对着水下的白磷，通入氧气或空气 。
3、燃烧的类型 ⑴完全燃烧：当氧气 充足 时，发生的燃烧。含碳
的燃料完全燃烧时，生成 二氧化碳； ⑵不完全燃烧：当氧气 不足 时，发生的燃烧。含
碳的燃料不完全燃烧时，生成 一氧化碳。
4、灭火的原理和方法
《燃料的燃烧》 讲义
《燃料的燃烧》讲义一、引言燃料的燃烧是一个我们在日常生活和工业生产中经常接触到的重要现象。
从家庭中的炉灶用火到大型工厂的锅炉燃烧，燃烧过程不仅为我们提供了热能和动力，还对环境产生着深远的影响。
了解燃料的燃烧对于合理利用能源、提高燃烧效率以及减少环境污染都具有至关重要的意义。
二、燃料的种类燃料的种类繁多，常见的包括固体燃料（如煤、木材）、液体燃料（如石油、酒精）和气体燃料（如天然气、煤气）。
煤是一种重要的固体燃料，其主要成分是碳，同时还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。
煤的燃烧在过去的工业发展中发挥了重要作用，但由于其燃烧过程中会产生大量的污染物，如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物，对环境造成了较大压力。
木材也是一种常见的固体燃料，它主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。
木材的燃烧相对较为清洁，但燃烧效率较低。
液体燃料中，石油是最广泛使用的一种。
石油经过提炼可以得到汽油、柴油、煤油等不同的产品。
这些液体燃料燃烧效率较高，但同样会产生一定的污染物。
气体燃料如天然气，主要成分是甲烷。
天然气燃烧较为清洁，产生的污染物相对较少，是一种较为理想的能源。
三、燃烧的条件燃料要发生燃烧，必须同时满足三个条件：可燃物、助燃物（通常是氧气）和达到着火点的温度。
可燃物是能够与氧气发生反应并产生热量的物质。
助燃物提供了燃烧所需的氧气，使燃烧能够持续进行。
而达到着火点的温度则是引发燃烧反应的关键。
不同的燃料具有不同的着火点，例如，木材的着火点相对较低，而煤的着火点则较高。
四、燃烧的过程燃料的燃烧过程可以分为三个阶段：预热阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。
在预热阶段，燃料吸收热量，温度逐渐升高，当达到着火点时，燃料开始燃烧。
燃烧阶段是燃料与氧气剧烈反应的过程，释放出大量的热能。
在这个阶段，燃料中的可燃成分迅速氧化，生成二氧化碳、水等产物。
燃尽阶段是燃烧的最后阶段，燃料中的剩余可燃成分继续燃烧，直至完全耗尽。
五、燃烧的化学方程式不同的燃料燃烧会产生不同的化学方程式。
《燃料的燃烧》 讲义
《燃料的燃烧》讲义一、引言燃料的燃烧是我们日常生活和工业生产中不可或缺的一部分。
从家庭取暖、烹饪到汽车驱动、发电，燃料的燃烧为我们提供了能源和动力。
然而，燃烧过程并非简单的化学反应，它涉及到众多的物理和化学原理，以及对环境和能源利用的重要影响。
二、燃料的种类1、固体燃料常见的固体燃料包括煤炭、木材和生物质等。
煤炭是一种重要的化石燃料，其种类繁多，如无烟煤、烟煤和褐煤等。
不同种类的煤炭在热值、含碳量和杂质含量等方面存在差异。
木材作为一种传统的燃料，在一些地区仍然被广泛使用，但燃烧效率相对较低，且会产生较多的烟尘。
生物质燃料如秸秆、木屑等，具有可再生的特点，但也需要合适的燃烧技术来提高效率和减少污染。
2、液体燃料液体燃料主要有石油及其衍生品，如汽油、柴油和煤油等。
石油是一种复杂的混合物，通过精炼可以得到不同用途的液体燃料。
汽油通常用于轻型车辆，柴油则适用于重型车辆和工业设备。
此外，还有一些生物液体燃料，如生物柴油和乙醇，它们来自可再生资源，对环境相对友好。
3、气体燃料气体燃料包括天然气、液化石油气（LPG）和煤气等。
天然气是一种清洁高效的燃料，主要成分是甲烷。
LPG 通常由丙烷和丁烷组成，易于储存和运输。
煤气则是通过煤炭的气化过程产生的，但其使用范围相对较窄。
三、燃烧的基本原理1、燃烧的化学方程式燃烧是燃料与氧气发生的剧烈氧化反应。
以甲烷（CH₄）的燃烧为例，其化学方程式为：CH₄＋ 2O₂ → CO₂＋ 2H₂O ＋热量。
在这个过程中，燃料中的碳和氢与氧气结合，生成二氧化碳和水，并释放出大量的热能。
2、燃烧的条件燃烧需要同时满足三个条件：可燃物、助燃物（通常是氧气）和达到着火点的温度。
只有当这三个条件都具备时，燃烧才能发生。
例如，纸张是可燃物，在空气中（含有氧气），当受到足够高的温度（着火点）时，就会燃烧起来。
3、完全燃烧与不完全燃烧完全燃烧是指燃料中的碳和氢完全与氧气反应，生成二氧化碳和水，此时释放的热量最多，对环境的污染也相对较小。
九年级化学人教版上册7.1燃料的燃烧说课稿
2.燃烧的条件：引导学生通过实验观察，总结出燃烧需要具备可燃物、氧气和点火ห้องสมุดไป่ตู้度三个条件。
3.燃烧的类型：介绍燃烧分为完全燃烧和不完全燃烧两种类型，通过实例分析，让学生理解两者的区别。
4.燃烧反应方程式：引导学生根据实验结果，学会书写燃烧反应方程式，掌握反应物与生成物之间的关系。
（二）学习障碍
学生在学习本节课之前，具备的前置知识有：化学基础知识、反应方程式的书写、能量转化等。可能存在的学习障碍有：对燃烧反应方程式的书写不够熟练；对燃烧放出的热量计算方法理解不透彻；将理论知识与实际应用相结合的能力较弱等。
（三）学习动机
为了激发学生的学习兴趣和动机，我将采取以下策略或活动：
1.创设情境：以生活中的燃烧现象为切入点，让学生感受到化学知识在实际生活中的应用，提高学生的兴趣。
（二）媒体资源
我将使用以下教具、多媒体资源或技术工具辅助教学：
1.实验器材：燃烧实验所需的酒精灯、火柴、蜡烛等，让学生亲自动手操作，观察燃烧现象。
2.多媒体资源：展示燃烧过程的动画、视频等，帮助学生形象地理解燃烧的原理和过程。
3.投影仪：展示实验步骤、反应方程式等，方便学生观看和记录。
4.互动白板：用于师生互动、生生互动，实时展示学生的思考过程，提高课堂参与度。
3.通过课后访谈、问卷调查等方式，了解学生的学习感受和意见建议。
反思和改进措施：
1.针对学生掌握不扎实的知识点，进行针对性的辅导和强化训练。
2.结合学生反馈，调整教学方法和策略，提高教学效果。
3.注重课堂互动，激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度。
1.标题：居中放置，突出本节课的主题“燃料的燃烧”。
燃烧原理专题知识讲座
行。
•
15
• 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旳大小。
• 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 才干进行；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。
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• 活化能E与燃料性质有关，各类煤旳 活化能旳数值(MJ／kmo1)为：
10
11
因为气流旳冲刷，因而氧气供给充分， 燃烧产物CO2与CO轻易从碳表面被气流吹走， 所以只要温度比较高，其燃烧速度比碳粒在 静止空气流中旳燃烧速度快得多，而且其燃 烧速度随相对速度旳提升而增大。
在煤粉炉中，炉内煤粉处于悬浮状态， 煤粉与空气流之间旳相对速度很小，可以为
焦炭粒子是在静止空气流中进行燃烧旳；而
楚地阐明了温度对反应速度影响十 分明显。对于燃烧反应来说，提升 炉温是加速燃烧反应、缩短燃烧时 间旳主要措施。但炉温亦不宜过高，
过高旳炉温会造成炉膛结渣。
18
四、氧旳扩散速度及其影响原因
• 扩散混合在燃烧中占有十分主要旳地位， 现以炭粒为例加以阐明。为使碳与氧发生反应， 就必须使氧能不断地从周围环境扩散到碳旳表 面，才干和碳发生反应。因而多相燃烧速度既 取决于炭粒表面上进行旳燃烧化学反应情况， 即化学反应速度；又取决于氧向炭粒表面旳扩 散混合情况，即扩散速度。
度相对较快，此时，燃烧速度主要决定于化学反应
条件、即炉内温度。我们把这种燃烧情况叫做动力
燃烧，或者说燃烧处于动力区。气体燃料旳燃烧以
及温度较低(＜1000℃)时旳煤粉燃烧，基本属于动
力燃烧，故燃烧速度与扩散混合、空气供给等条件
关系不大。要强化燃烧。必须设法提升温度，以加 强化学反应。采用其他方法效果不会太大。
【课件】燃料的燃烧课件---2024-2025学年九年级化学人教版(2024)上册
课前准备
学习目标
教 学 分 析 1.认识燃烧的概念、燃烧的条件和灭火的原理。
2.了解易燃物和易爆物的安全知识。 3.了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
课前准备
学习重点 燃烧的条件和灭火的原理。 学习难点 化学反应中的能量变化，燃料充分燃烧的重要性 学习方法 实施“五字方针”：听、思、说、议、乐。听——听得明 白；思——敢思会思；说——表达完整；议——学会交流；乐—— 乐于探究。 教具准备 白磷、红磷、烧杯、热水、镊子、铜片、蜡烛、试管、生石灰。
互 动 新 授（燃料燃烧的调控）
可燃物在具备了燃烧的条件后，若在有限的空间内急剧地燃烧， 就会在短时间内聚集大量的热，使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。 如燃放鞭炮；天然气、煤气或液化石油气等如果泄漏，这些可燃气 体聚集在通风不良的厨房等有限空间内，达到一定的含量时，遇到 明火就会急剧地燃烧，很有可能发生爆炸事故。
互 动 新 授（燃烧的条件） 【探究实验】
【提出问题】1、上述实验中为什么铜片上的白磷燃烧而红磷没有 燃烧？
2、为什么铜片上的白磷燃烧而水中的白磷没有燃烧？ 3、通入氧气后，热水中的白磷为什么燃烧起来？
互 动 新 授（燃烧的条件）
同时具备， 缺一不可。
互 动 新 授（燃料燃烧的调控）
【提出问题】如何灭火？根据燃烧的条件推论灭火的原理。 【活动探究】蜡烛火焰的灭火方法。学生根据提供的实验用品设计
拓展提高
【课堂练习】
4、下列做法不存在事故隐患的是（ A ）。
A、将白磷长期浸泡水中
B、存有大量易燃品的附近未作标记
C、将燃气热水器安装在浴室内
D、向地下水道中倾倒液化燃料残液
加热炉的烧焦过程
加热炉的烧焦过程加热炉是一种用来产生高温的设备，常用于冶金、化工和各种热处理过程中。
而在加热炉的运行过程中，会出现烧焦的现象，即在炉膛内产生一层炭化物。
本文将从加热炉的结构、燃料选择以及烧焦过程的原理等方面详细介绍加热炉的烧焦过程。
首先，让我们了解一下加热炉的结构。
加热炉一般由炉膛、燃烧室、烟道、风机以及温度控制系统等组成。
燃烧室是炉膛内燃烧燃料的地方，而烟道则负责将烟气排出。
风机则用于提供空气，以保证燃料能够充分燃烧。
温度控制系统能够对加热炉的温度进行精确控制，以满足加热工艺的要求。
然后，加热炉中的燃料选择也会影响烧焦的过程。
一般来说，常用的炉膛燃料有油、天然气和煤等。
不同燃料的燃烧性能不同，也会对烧焦过程产生不同的影响。
例如，煤作为一种常用燃料，燃烧过程中会产生大量的固体残留物，这些残留物与炉膛内的空气接触，就会发生气化、燃烧和炭化等反应，最终形成炭化物。
接下来，让我们详细讨论一下加热炉的烧焦过程。
烧焦过程可以分为三个阶段：初期成炭、中期成炭和后期成炭。
在初期成炭阶段，燃料在炉膛内开始燃烧产生炽热的火焰，此时炽热的火焰与炉膛内的固体残留物接触，残留物开始气化。
这是烧焦的第一个关键步骤，也是产生炭化物的关键环节。
在这个过程中，残留物中的有机物质和炉膛内的空气进行热分解，产生一系列气体化合物，同时也会释放出大量的热能。
这些气体化合物会在炉膛内循环，与空气和燃料继续发生气化、燃烧和炭化等反应，最终形成炭化物。
进入中期成炭阶段，炭化物开始得到进一步的热分解和炭化。
炉膛内的温度、氧气浓度和燃料供应等参数会对此阶段的烧焦过程产生显著影响。
在这个阶段，大部分的炭化反应都已经完成，形成的炭化物渐渐附着在炉膛内壁上，并且会逐渐形成一层坚密的炭化物。
最后是后期成炭阶段，这个阶段是烧焦过程的最后一个阶段。
在这个阶段，炉膛内的温度逐渐下降，炉膛内的炭化物会发生再结晶和破碎等过程。
这个阶段的烧焦过程比较缓慢，水汽和其他杂质对于炭化物的再结晶会有一定的影响。
燃料燃烧过程
1.燃料燃烧的理论空气量
例题：
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1.燃料燃烧的理论空气量
燃料完全燃烧时空气中所含氧均与燃料中的可燃物质相化合，在 燃烧产物中不再存在任何可燃物质和多余的氧。
理沦空气量是确定燃料实际燃烧所需空气量的一个重要依据。
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3. 污染物排放量的计算
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3. 污染物排放量的计算
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（标准立方米：通常把1标准大气压、0℃的状态称为 标准状态，在该状态下占的体积叫标准立方米Nm3。）
5
1.燃料燃烧的理论空气量
建立燃烧方程式的假定： 空气仅由N2和O2组成
20.9%O2 和 79.1%N2 ， 两 者 体 积 比 为 ： N2/ O2 = 3.78 燃料中固定氧可用于燃烧 燃料中硫主要被氧化为 SO2 不考虑NOX的生成 燃料中的N在燃烧时转化为N2 燃料的化学方程式为CxHySzOw
因为实际燃烧过程是有过剩空气的,所以燃烧过程中的实际烟 气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。 实际烟气量=理论烟气量＋过剩空气量
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Vfg = Vfg0 + ( -1)Va0
2. 烟气量
烟气的体积和密度校正
燃烧产生的烟气其T、P总高于标态(273.15K,1atm)，在 进行烟气的体积和密度计算时，应换算成标态。
2.1.2 燃料燃烧过程
1.影响燃烧过程的主要因素
燃烧过程及燃烧产物 完全燃烧：CO2、H2O 不完全燃烧： CO2、H2O & CO、黑烟及其他 部分氧化产物 如果燃料中含有S和N，则会生成SO2和NO 空气中的部分N可能被氧化成NO－热力型NOx
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C = 100 – ( H + S )
（二）燃料的发热值
燃料油的发热值是指1kg燃料完全燃烧时所放出的热量，单位： kJ/kg。 高发热值：燃烧后水为液态放出的热量。 Qh = [81C + 300H +26( S – O )]×4.187 （kJ/kg） 低热值：燃烧后水为蒸汽时放出的热量。 Ql = [81C + 246H + 26( S – O ) – 6W]×4.187 （kJ/kg） 气体燃料的发热值是指1标准立方米的燃料完全燃烧时所放出的热 量，单位：kJ/Nm3。 高热值： Qh = Σqhi yi 低热值： Ql = Σqli yi
V0 = ⎤ 1 ⎡ n⎞ ⎛ 0.5 y H 2 + 0.5 y CO + ∑ ⎜ m + ⎟ y Cm H n + 1.5 y H 2 S − y O2 （Nm3空气/Nm3燃料） ⎥ 0.21 ⎢ 4⎠ ⎝ ⎣ ⎦
（kgO/kg燃料）
二 理论空气用量与过剩空气系数
管式加热炉中实际入炉空气量与理论空气量之比叫做过剩空气系数， 以α表示，即:
3 燃料用量
Q B= Q1η
对于纯加热炉：
Q = m [eIV + ( 1 – e )IL - Ii]
* 若Q和Q1一定时，η↑——> B↓。 * 若B和Q1一定时，η↑——> Q↑。
四 火嘴数量的确定
通常火嘴额定喷油量为： m1 = 60～300 kg/h B 火嘴个数： n = m1 n = ( 1.2～1.35 ) B/m1 为使火焰在炉内分布均匀，圆筒炉中不能采用两个火 嘴，可采用三个火嘴。火嘴安排要对称，火焰均匀分布，便 于检修、清理。
实际进入炉中的空气量 L V = = α= 理论空气量 L0 V0
过剩空气系数对管式炉性能的影响： * 过剩空气系数太小：空气供应量不足，燃料燃烧不充分，炉子热效率低。 * 过剩空气系数太大：进入炉中空气量过多，相对降低了炉膛温度和烟气的 黑度，影响传热效率。同时排出烟气量大，从烟囱中 带走的热量增加，全炉热效率降低。
提高加热炉热效率的主要措施
* 采用高效、大能量的燃烧器，提高燃烧质量； * 监控烟气中的氧和一氧化碳含量，降低过剩空气系数； * 增设空气预热器或余热锅炉，回收烟气余热； * 对流室采用钉头管或翅片管，设置自动吹灰器，强化对 流室的传热过程，使之多吸收热量； * 采用低传热系数的耐火绝热材料，降低炉壁散热损失； * 加强堵漏，减少漏入炉膛的空气量。
二 理论空气用量与过剩空气系数
C+O2─→CO2 H2+O2/2─→H2O S+O2─→SO2 燃烧1kg碳需用氧32/12 = 2.67 kg 燃烧1kg氢需用氧16/2=8 kg 燃烧1kg硫需用氧32/32=1 kg
燃烧1kg燃料由空气供给的理论用氧量为： 0.0267C + 0.08H + 0.01S – 0.01O 燃烧1kg液体燃料需要的理论空量为： L0 = ( 0.0267C + 0.08H + 0.01S – 0.01O ) / 0.23 = 0.116C + 0.348H + 0.0435( S – O ) (kg空气/kg燃料) 燃烧1Nm3气体燃料所需要的理论空气量为：
2 影响热效率的因素
q2 q L Q η= = 1− − BQ1 Q1 Q1
① α ：α越小，排出烟气量越少，烟气带走的热量损失越小，η越高。 但要在燃烧充分的前提下。 ② t2：t2越低，烟气带走的热量越少，η越高。 * 受原料入炉温度的限制，必须满足工艺要求。 * 烟气中硫化物有腐蚀作用，t2必须大于烟气的露 t2不能随意降低 点温度，否则水蒸气冷凝后吸收SO2，生成亚硫 酸，导致腐蚀。 * 传热的平均温差不能太小，排烟温度与原料进炉 温度之间必须保持适当的温差。
五 燃烧产物——烟道气的流量
mg = ( L + 1 + 0.5 ) B = B ( 1.5 + αL0)
[例7—4] 已知条件如下： 原料：常压渣油；相对密度： 4 = 0.9089；处理量：m = d 20 132000kg/h；入炉温度：τ1 = 610K；出炉温度： τ2 = 678K；出炉压强：p2 = 40kPa；气化率：e = 24% (质量)；燃料油组成：C = 88%，H = 12% 。 为设计一个减压圆筒炉进行燃料燃烧计算。
解：（1）加热炉的总热负荷：Q = m[eIV + ( 1 – e )IL - Ii] 由τ1 = 610K，查热焓图得： Ii = 854kJ/kg 由τ2 = 678K，查热焓图得： IV = 1247.7kJ/kg，IL = 1076kJ/kg Q = 132000×[0.24×1247.4 + ( 1 – 0.24 )×1076 - 854] = 3.47×107(kJ/h) = 9.65 MW （2）燃料的低发热值： Q1 = [81C + 246H +26( S – O ) – 6W]×4.187 = [81×88 + 246×12]×4.187 = 42.205 (MJ/kg燃料) （3）理论空气量及实际空气量： L0 = 0.116C + 0.348H + 0.0435( S – O ) = 0.116×88 + 0.348×12 = 14.4 (kg/kg燃料)
---辐射传热与管式加热炉
第七节
燃料的燃烧
一 燃料的种类、组成及发热值
液体燃料（燃油）：大多是炼厂或石化厂自产的重 质油，如常压重油、减压渣 油、裂化渣油等。 气体燃料（瓦斯）：催化干气、焦化干气、不凝缩 气、液态烃等。
燃料
一 燃料的种类、组成及发热值
（一）燃料的元素组成 燃料的组成主要有：C，H，O，N，水分（W）和 灰分（A）。燃料油的组成用质量百分数表示；气体燃 料的组成用各组分的体积百分数表示。 估算碳和氢含量的经验公式：
三 全炉热效率及燃料用量
1 热平衡
定义： 全炉热效率η =
被加热物料吸收的有效热量（热负荷） 燃料燃烧时放出的热量
热平衡的基本原则是：进入系统的热量 = 离开系统的热量 或： QB = QE + QS
QB ——供给热量，kJ/h；QE ——有效热量（热负荷），kJ/h； QS ——损失热量，kJ/h。 ∴
影响α的主要因素：
① 燃料性质：气体燃料易与空气均匀混合，α = 1.1～1.2，较小；液体燃 料不易与空气混合，α = 1.2～1.3，较大。使用液体燃料 时，应尽量提高燃料的雾化效果，以降低过剩空气系数。 ② 燃烧器的性能：自然引风式火嘴：烧油 α =1.30， 烧气 α =1.25 预混式气体燃烧器： α =1.20 强制通风式燃烧器： 烧油 α =1.15～1.20， 烧气 α =1.10～1.15 ③ 炉体密封性：炉体密封性差，将吸入大量空气，α ↑，所以应重视密 封，防止空气漏入，或采用微正压操作，不存在空气的 漏入。
n = 1 .3
B 1111 = 1. 3 × = 7 .2 ≈ 8 m1 200
（7）烟道气流量： mg = B( 1.5 + αL0 ) = 1111×( 1.5 + 1.3×14.4 ) = 22464 (kg/h)
q2 = 0.21 由α，T2，查图7—28得烟气出对流室时带走的热量为： Q1
η = 1 – ( 0.21 – 0.05 ) = 74%
（5）燃料用量：
3.47 × 10 7 Q B= = = 1111 (kg/h) 3 ηQ1 0.74 × 42.205 × 10
（6）火嘴个数：m1 = 60～300kg/h
η=
Q Q E Q B − QS = 1− S = QB QB QB
1 热平衡
BQ1 = Q + Q2 + QL
1 热平衡
Q1 = Q Q2 Q L Q + + = + q2 + q L B B B B
q2 q L Q η= = 1− − BQ1 Q1 Q1
qL ——一般变化不大，对立式炉和圆筒炉为0.02～0.05，其中 Q1 辐射室为0.01～0.03，对流室为0.01～0.02。 q2 = f (过剩空气系数α，烟气出对流室时温度t 2 ) Q1
（3）理论空气量及实际空气量： 对圆筒炉，过剩空气系数可取 α = 1.3 L =αL0 = 1.3×14.4 = 18.7 kg/kg燃料 （4）热效率：
η = 1−
q2 q L − Q1 Q1
qL = 0.05 取炉墙散热损失： Q1
设离开对流室的烟气温度比原料入炉温度高100K， 则 T2 = 610 + 100 = 710(K)