煤炭的燃烧过程分析苗媛讲义资料
煤炭燃烧专业知识讲座
污染防治
针对污染旳危害种类，降低大气污染又分 两个层面：
一方面是污染物排放量旳绝对降低，如脱 硫、脱氮技术、烟气除尘、高效低污染燃烧 器等，均是经过多种措施降低硫氧化物、氮 氧化物及粉尘旳排放；
另一方面则是经过提升能源利用率，降低 燃料使用量，从而到达减缓或降低污染物排 放旳目旳，如煤旳多种先进燃烧技术等。
一、层状燃烧
层状燃烧是一种最古老旳燃烧方式，特点是 煤置于炉排上形成一定厚度旳燃料层，燃烧过程 中煤不离开燃料层。燃烧所需空气由炉排下面送 入，经过炉排间隙进入燃料层和煤发生反应，所 产生热烟气穿过燃料层进入炉膛。因为煤旳颗粒 分布不均匀，一定旳气流速度下，总有一小部分 细颗粒被吹到炉膛中，形成悬浮燃烧。因为燃料 层中总是贮备有大量热旳正在燃烧旳煤颗粒，燃 烧旳稳定性很好，变化通风强度可实现负荷旳变 化调整。但通风强度会影响燃烧旳稳定性。
度。要使料层到达流态
化，气流速度W必须满
足：Wmf<W<Wt。
流态化燃烧特点
• 燃烧稳定，煤种适应性广。流态化燃烧几 乎能够燃烧一切种类旳固体燃料。
• 沸腾床传热强烈，可节省受热面钢材，降 低锅炉体积和降低投资。
• 能够控制燃烧过程中产生旳污染物排放， 有利于环境保护。
• 沸腾炉渣可综合利用。
四、煤浆燃烧
第四节 煤炭燃烧设备
• 煤旳燃烧设备种类较多，可分为锅炉、工业窑 炉、饮食灶具及其他燃烧设备等，其中锅炉是 煤燃烧设备中应用最广、煤炭消耗最多旳设备 形式。
• 锅炉亦可称蒸汽发生器，它是一种主要以生产 蒸汽或热水为目旳旳换热设备。燃料在炉内燃 烧，将本身化学能转化为燃烧产物旳热能，高 温燃烧产物与锅内水进行热互换，将水加热成 热水或汽化为蒸汽。这些热水或蒸汽或作为热 载体或作为动力用于多种工业过程。
煤自燃机理及研究方法
煤自燃机理及研究方法煤『I燃証自然界存在的…种客观现象’我［3大约的75%的开采煤址狂也『」然发火危险。
据有栄缆计、煤自燃造成的火灾占煤常火灾总数的96.5%左右,每年燈成的经济#1先超过50亿朮卩汽随着厚煤层和特厚煤层髙产髙效放灰煤开采技术的摧广应用，煤层白燃将故呈现上升笛趋對：，煤n燃匹豆彩晌煤矿安全主产. 给煤炭生产企业谡戍巨人经济损失.绪井下丁人的生命安仝造成极大威胁，给人类淞叹牛行的环境逍成阿亜污染.wtt,开展防灭火理论和技术研究，炖减少媒哄「业统济损先，提高人们居住环境*宅活质戢以及保障国民经济的健世发展都具有十分寧罢的现实意义和理枪意义.木课题开展的化学阻化剂抑制煤氣化的实验研究，粹在提岀化学阻化剂抑制煤瓠化的物逼化学机埋，为以后正确认识阻化刑的作用规补匸（找高效、绿色的煤氧化抑制列，制定煤F1燃的防治描施提供理论依据。
研究化学m比刑对煤氧化的抑制机理*首先也换对冇x煤n燃氣化的化学动力学机理和动力学模里研究现状有所了解。
从检索到的国内外研究诜料來?h关『煤tli^Yi化的动力学理论研穽己右大匾报道.就其研究深麼來说.U经从宏观謀入乳檄观•从煤給构中活性犢閒（官能闭）的变化，研究其械化机饉以&直化烷生、发展规祎，井根据实验站果对只进存氧化动力学模拟研究。
就研究内容和方法來说，主嘤包扌屆（1）煤自燃过程的热特性硏究徐跃年回对煤的热分解过程UttfT热重实验硏究.探讨了煤种、煤样料度对煤热分解的影响，并进行了煤热廿解应宦的动力学研究.确宦了反应的动力学方E.采用n编程序ii 算了热分解功力学方程聲敌.舒新前岡对焦坪煤、灵武煤、神府煤的氧化n燃过程进打了热重分析研究，得到煤戦化过程的黑特性变化曲线’认为煤门燃灿•个分阶段敏化取魚过趨：辿过硏丸DAT和TG曲线.得到煤氣化过程中的車最变化多数和恃征温度点，通过分析对比得到了不同煤的氧化I I燃视律及煤门燃程质的差并性。
昊强，陈文胜⑴利川热分析仪通过热分析模拟实验，得到了煤的自然发火过稈的实质.H卩煤门燃是个煤riciu化加速的过稈・煤的氧化速度过快.鐵化产生的热吊來不及向外界扩赦.从而导致了煤的门燃：通过非定温热币分析和微分热車分析手段，探讨了兴安、南山、人陆、兴山4种煤样然发火机埋，然后利用Arrhenius方程分析/ 4种煤样的动力学参数,计算了4种煤氧化的活化能,结合煤自燃倾向性得出自燃倾向性高,活化能低,越容易自燃。
第六章 煤的燃烧
四、碳与水蒸气的反应
碳和水蒸气的反应是水煤气发生炉中的 主要反应。高温下碳与水蒸气发生的主 要反应。
五、表面反应的碳球燃烧速率
五、表面反应的碳球燃烧速率
六、二次反应对碳燃烧过程的影响
1.在静止空气中(或者对应碳球与空气之间相对速度的R e<100)碳球表面的燃烧 2.在流动介质中(对应碳球与空气之间相对速度的Re>10 0)碳球表面的燃烧 3.碳球在还原性气氛下的燃烧
1.分子扩散
表6-1 部分气体在空气中的扩散系数(0℃，101.33kPa)
2.湍流扩散
图6-9 传质的有效滞流膜层
3.对流扩散
物质在湍流流体中的传递，主要是由于 流体中质点的运动引起的。如将一勺糖 投于一杯水中，用勺搅动，整杯水就会 更快、更均匀地变甜，这就是湍流扩散 的表现。
4.碳燃烧中的扩散
第四节
碳的燃烧化学反应
一、碳的晶格结构 二、碳与氧的反应机理 三、碳和二氧化碳的反应机理 四、碳与水蒸气的反应 五、表面反应的碳球燃烧速率 六、二次反应对碳燃烧过程的影响 七、具有空间二次反应的碳球燃烧速率
4)也可能出现氧到不了固体表面的情况
图6-11 几种可能的碳燃烧化学反应过程
一、碳的晶格结构
一、煤粉气流的输送与分配
3)在弯管中由于惯性离心力的分离作用远大于重力分离 的作用，在通过管轴线的铅垂面上测得固体颗粒浓度 分布趋于均匀而呈对称分布，靠近管下部的颗粒浓度 在降低，这说明在弯管内不易产生沉积和堵塞现象。 4)在弯管的出口接直管道作颗粒分布的恢复性实验发现， 在直管长度与管径之比大于3.3之后，内外固体颗粒质 量流量近似相同，即得到完全恢复，这就是固体颗粒 在流动中的恢复特性。
图6-12 石墨的晶格结构
煤炭的燃烧过程
煤炭的燃烧过程一、煤碳的燃烧过程煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般经历四个阶段：水分蒸发阶段，当温度达到105℃左右时，水分全部被蒸发；挥发物着火阶段，煤不断吸收热量后，温度继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧。
挥发物燃烧速度快，一般只占煤整个燃烧时间的1/10左右；焦碳燃烧阶段，煤中的挥发物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。
此时焦碳温度上升很快，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量，煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段；燃烬阶段，这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，以降低不完全燃烧热损失，提高效率。
良好燃烧必须具备三个条件：1、温度。
温度越高，化学反应速度快，燃烧就愈快。
层燃炉温度通常在1100~1300℃。
2、空气。
空气冲刷碳表面的速度愈快，碳和氧接触越好，燃烧就愈快。
3、时间。
要使煤在炉膛内有足够的燃烧时间。
碳燃烧时在其周围包上一层灰壳，碳燃烧形成的一氧化碳和二氧化碳往往透过灰壳向外四周扩散运动，其中一氧化碳遇到氧后又继续燃烧形成二氧化碳。
也就是说，碳粒燃烧时，灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体，空气中的氧必须穿过外壳才能与碳接触。
因此，加大送风，增加空气冲刷碳粒的速度，就容易把外包层的气体带走；同时加强机械拨动，就可破坏灰壳，促使氧气与碳直接接触，加快燃烧速度。
如果氧气不充足，搅动不够，煤就烧不透，造成灰渣中有许多未参与燃烧的碳核，另外还会使一部分一氧化碳在炉膛中没有燃烧就随烟气排出。
对于大块煤，必须有较长的燃烧时间，停留时间过短，燃烧不完全。
因此，实际运行中，一般采取供给充足的氧气，采用炉拱和二次风来加强扰动，提高燃烧温度，炉膛容积不宜过小等措施保证煤充分燃烧。
二、链条炉排的燃烧特点链条炉排着火条件较差，主要依靠炉膛火焰和炉拱的辐射热。
煤的上面先着火，然后逐步向下燃烧，在炉排上就出现了明显的分层区域，如图共分五个区。
燃料在新燃烧区1中预热干燥，在炉排上占有相当长的区域。
煤炭的燃烧过程分析苗媛
大致分为三个阶段 第一阶段 120℃以前脱去煤中游离水，120~200℃脱去 煤所
吸附的气体如CO、CO2和CH4等，200℃以后年轻的煤如褐 煤发生部分脱羧反应，有热解水生成，并开始分解放出气态 产物如CO、CO2和H2S等，300℃时开始热分解反应有微量 焦油产生。烟煤和无烟煤在这一阶段没有显著变化。
③ Wiser模型—— 20世纪70年代中期，W. H. Wiser（美）提出的
被认为是比较全面合理的模型。
特点：引入了用以解释煤热解、加氢、氧化等化学反应的弱键和桥键，较为全面和
合理。
④ 本田模型
特点：考虑了低分子化合物的存在，缩合环以菲环为主，由较长的次甲基键相连接。
但没有考虑氮和硫的结构。
H2O(l)→H2O(g)-44kJ/mol(g)
随温度继续增高，煤中有机质开始热分解，热分解形成两 种产物：一种是从煤大分子上断裂下来的侧链和官能团所 形成的挥发分，在挥发分气体中主要有CO、CO2、H2、 H2O、CH4及各种烃类化合物、含硫、含氮化合物等，另 一种是稠环芳香核缩聚为焦炭（固定碳）。这一阶段煤要 吸收热量，其热源由火种或原燃烧着的煤供给。
煤分子的基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，分规则和不规则 两部分：
规则部分——由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、 氧、硫等元素）缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核。
不规则部分——连接在芳香核周围的烷基侧链和各种官能团。
基本结构单元
➢ 煤的大分子是由若干基本结构单 元通过化学键连接而成的三维结 构，结构单元之间的连接是通过 次甲基键、醚键、硫醚、次甲基 醚以及芳香碳—碳键等桥键实现 的。
第二阶段 300~600℃，特征是活泼分解，以分解和解聚为 主，生成和排出大量挥发物，气体主要是CH4及同系物，还 有H2、CO、CO2及不饱和烃等。
煤的自燃发展过程
煤的自燃发展过程煤炭自燃一般是指：煤在常温环境下会与空气中的氧气通过物理吸附、化学吸附和氧化反应而产生微小热量，且在一定条件下氧化产热速率大于向环境的散热速率，产生热量积聚使得煤体温度缓慢而持续地上升，当达到煤的临界自热温度后，氧化升温速率加快，最后达到煤的着火点温度而燃烧起来，这样的现象和过程就是煤的自燃（或称之为煤的自然发火、煤矿的自燃火灾）。
根据现有的研究成果，认为煤炭的氧化和自燃是基链反应，一般将煤炭自燃过程大体分为3个阶段：即低温氧化阶段、自热阶段、燃烧阶段。
（1）低温氧化阶段煤在低温情况下与空气接触时，吸附空气中的氧（O2）而生成不稳定的氧化物羟基（—OH）与羧基（—COOH），并放出少量的热。
这一阶段既观测不到煤体温度的变化，也体验不到周围环境温度的上升，煤的氧化进程平稳而缓慢，是一个十分隐蔽的氧化过程，但煤的质量有所增加，其增加质量相当于所吸附氧的质量，化学性质变得活泼，着火点温度降低，很难发现其外部特征，故称为潜伏期或准备期。
由于煤的自燃需要热量的聚积，在该阶段因环境起始温度低，煤的氧化速度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长的蓄热过程，它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。
（2）自热阶段经过低温氧化阶段之后，煤的氧化速度加快，发热量急剧增加。
如果热量来不及散失和导出，就会使煤的自热加速，不稳定的氧化物分解成水（H2O）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）。
氧化产生的热量使煤温继续升高。
据硏究，煤的温度毎升高10℃，氧化速度就增加2~3倍，当超过自热的临界温度（60~80℃），煤温上升速度急剧加快，氧化进程加速，开始出现煤的干馏，生成芳香族的碳氢化合物（C x H y）、氢（H2）、一氧化碳（CO）等可燃性气体。
这时的特征是：空气中的氧含量减少，一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）含量增加，煤中的水分被蒸发，空气的温度升高并出现雾气，支架及巷道壁上有水珠，这就是煤的自热期（3）燃烧阶段如果煤的自热温度继续升高，当温度达到着火点温度（300~500℃）时，就会发生燃烧现象。
最新煤的燃烧过程及燃烧条件
煤的燃烧过程及燃烧条件------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx煤的燃烧过程及燃烧条件煤的燃烧是复杂的物理化学过程,煤进入炉内,收到高温烟气的加热,温度逐渐升高,在此期间经历干燥、干馏、挥发分着火燃烧、焦炭燃烧、焦炭燃尽等各个阶段.1、干燥：煤被加热时，首先是水分不断蒸发,煤被干燥，显然,煤中水分多，干燥多消耗的热量也多,时间也长。
2、干馏:煤被干燥后,继续被加热,达到一定温度就开始析出挥发分,同时生成焦炭，即是煤的干馏过程,每种挥发分越多,开始析出挥发分的温度越低，加热的温度越高,时间越长，析出的挥发分越多,因此，测定挥发分时规定了加热的温度和时间。
挥发分多，其中碳氢化合物也越多，重碳氢化合物在高温、缺氧的条件下,会进行热分解，形成微笑的碳粒，称为炭黑。
由于碳粒很小很轻，在炉内不易烧掉而随烟排走,形成黑烟,为了使燃烧充分,不冒黑烟，必须保证挥发分燃烧所需足够高的温度和充足的空气,例如加装二次风。
只有当挥发分达一定浓度,而且到一定温度时，才能着火燃烧，干馏阶段为燃烧前的准备阶段。
煤在燃烧的准备阶段中,非但不放热而且要吸收热量，所以必须组织好热量供应,其热源来自炉膛火焰或高温烟气、炽热的炉墙和炉拱等.热量供应情况就决定了准备阶段的时间长短。
3、挥发分着火燃烧:煤继续被加热，挥发分不断析出，而且温度也随之提高，挥发分中可燃物质与氧气的化学反应也在逐渐加快,当挥发分达到一定温度和浓度时，化学反应速度急速加快，着火燃烧，形成明亮的黄色火焰,这里，挥发分要加热到一定的温度时个重要条件.不同的煤的挥发分着火温度时不一样的，通常我们将挥发分着火温度看成煤的着火温度，挥发分燃烧时放出热量,将焦炭加热到赤红程度(已达到能够着火的温度），但是焦炭并不会立刻燃烧，因为挥发分包围了焦炭，挥发分首先遇氧将氧耗掉了,氧气不能扩散到焦炭的表面，焦炭只能被加热而不能燃烧。
煤炭的燃烧及燃烧产物
煤炭的燃烧及燃烧产物煤炭作为一种主要的化石燃料，在我国的能源结构中占据着举足轻重的位置。
无论是工业、交通还是居民生活，都离不开煤炭的供应。
然而，煤炭的燃烧带来了许多环境问题，如二氧化碳排放、大气污染等。
因此，在煤炭的利用过程中，理解煤炭的燃烧过程及燃烧产物的特性，有助于制定出更加环保、可持续的能源政策并控制污染的害处。
一、煤炭的燃烧过程煤炭的燃烧可分为三个阶段：热解、氧化和燃烧后反应。
其中，热解是指煤炭在缺氧情况下被加热而分解成气体和固体产物的过程。
氧化即为煤炭与氧气反应并在此过程中吸热。
最后阶段为燃烧后反应，煤炭燃烧完毕后剩余的残留物与氧气继续反应。
热解阶段的主要反应会得到一些有害物质，如一氧化碳和苯等，这些产物对人体有害，同时也是大气污染的主要来源。
氧化阶段中，氧气与可燃物质反应放出热量。
这个过程相当于火焰，包括了氧化剂与可燃物质的反应，已经热反应（极佳的烟雾状），不同种类的煤炭会产生不同颜色的火焰。
在煤炭燃烧后反应阶段，会发生比较复杂的反应，产生一系列的二次污染。
二、煤炭燃烧产物的特性二氧化碳是煤炭燃烧产物中排放量最大的，其影响不仅在于排放一定量的大气污染物，同时还会影响全球气候变化。
一氧化碳的排放量相对较少，但危害较大，会使人体产生死亡或失去工作能力。
二氧化硫和氮氧化物则是导致酸雨和疾病的主要原因，对于环境质量和人类健康都有着非常重要的影响。
煤炭燃烧后会残留固体：灰渣，这也是固体废弃物的一种。
找到处理这些固体废弃物的途径也是十分重要的问题之一。
但是，近年来随着技术的发展，废渣的处理、气化等技术成为了主流趋势。
三、如何降低煤炭燃烧带来的污染由于煤炭在我国能源体系中所占比重巨大且其燃烧所产生的排放物对大气环境及人类健康乃至全球气候带来的危害，使之成为一个急需解决的难题。
为了降低煤炭燃烧带来的污染，可以循环经济的方式减少排放或是通过煤气化技术等方式实现无排放或排放极少的燃烧方式。
目前，一些创新技术也在积极寻求解决煤炭燃烧所带来的环境问题，比如，对煤炭的燃烧过程进行优化掌控，使用物理、化学或生物技术处理废渣等等。
第2章 煤的自燃及特性解读
第二章煤的自燃及其特性煤自燃是煤矿生产中的主要自然灾害之一。
自十七世纪以来，人们就开始对煤的自燃现象进行研究，提出了解释煤自燃的多种假说，但由于煤的化学结构非常复杂，人们至今还不能完全阐述清楚煤的自燃机理。
尽管如此，人们仍在对煤的自燃机理孜孜探求。
近些年来通过对煤自燃的宏观特性（氧化产热量、产物和耗氧量）与煤自燃过程中微观结构（官能团、自由基）的变化特征的深入研究，对煤自燃的认识不断深入。
本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展，较深入地对煤自燃过程及影响因素进行分析，较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法。
第一节煤的基础特性煤的自燃特性是由其基础特性决定的。
在对煤的自燃特性进行研究之前，有必要了解一下煤的形成、分类、组成特点、热物理性质和表面特性等相关知识。
一、煤的形成及分类煤是由植物形成的。
根据成煤植物种类的不同，煤主要可分为两大类[1]，即腐殖煤和腐泥煤。
由高等植物形成的煤称为腐殖煤，它分布最广，储量最大；由低等植物和少量浮游生物形成的煤称为腐泥煤。
通常所讲的煤，就是指腐殖煤。
由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几千万年到几亿年的时间。
转化次序是：植物、泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。
整个成煤作用可划分为几个阶段：植物向泥炭转化作用过程，泥炭向褐煤的转化为成岩作用过程，褐煤向烟煤、无烟煤的转化成为变质作用过程，成岩作用和变质作用又合称为煤化作用过程。
中国煤炭分类[2]，首先按煤的干燥无灰基挥发分>37%、>10％、≤10%，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。
然后烟煤又按挥发分>10%~20%、>20%~28%、＞28%~37%和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤，同时还根据表征烟煤煤化程度的参数（粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度），将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤。
煤炭自燃火灾分析及采取的安全技术措施
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目录
• 引言 • 煤炭自燃火灾分析 • 采取的安全技术措施 • 工程实例分析 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言
研究背景和意义
煤炭自燃火灾的严重性和危害性 对煤炭自燃火灾研究的必要性和紧迫性
研究目的和方法
研究目的
分析煤炭自燃火灾的原因和规律，提出相应的安全技术措施
采取紧急灭火措施
根据火势大小和现场条件 ，采取合适的灭火方法， 如用水、灭火器或惰性气 体等紧急灭火。
针对煤炭自燃的消防措施
建立消防系统
在矿井内建立完善的消防系统，包括消防水源、消防器材和消防 通道等，确保在煤炭自燃时能够及时采取有效的消防措施。
加强火源管理
严格控制火源，禁止携带火种进入矿井，同时加强电气设备的管理 和维护，防止因电气故障引发火灾。
预防煤炭自燃的常规措施
01
合理选择采煤方法和加强顶板管理
根据煤层条件和开采技术，选择合适的采煤方法和顶板管理措施，减少
采空区遗煤和煤柱留设，降低煤炭自燃风险。
02
及时清理浮煤和加强通风管理
定期清理工作面、巷道和硐室等处的浮煤，减少煤的氧化积聚，同时加
强通风管理，保证空气流通，降低煤炭自燃的条件。
03
适用场景
适用于煤炭表面水分含量 较高，或煤炭层较厚的场 合。
工程实例二：采用喷淋设施降温预防煤炭自燃
喷淋法
通过喷淋设施对煤炭表面进行降温，使煤炭温度 保持在自燃点以下，防止煤炭自燃。
喷淋设施
喷头、水泵、水箱等组成。
适用场景
适用于有水源的现场，要求煤炭堆场面积不大， 堆高高度的限制。
煤炭的燃烧过程
一、煤碳的焚烧历程之阳早格格创做煤从加进炉膛到焚烧完成，普遍经历四个阶段：火分挥收阶段，当温度达到105℃安排时，火分局部被挥收；挥收物着火阶段，煤不竭吸支热量后，温度继承降下，挥收物随之析出，当温度达到着火面时，挥收物启初焚烧.挥收物焚烧速度快，普遍只占煤所有焚烧时间的1/10安排；焦碳焚烧阶段，煤中的挥收物着火焚烧后，余下的碳战灰组成的固体物即是焦碳.此时焦碳温度降下很快，牢固碳剧烈焚烧，搁出洪量的热量，煤的焚烧速度战焚烬程度主要与决于那个阶段；焚烬阶段，那个阶段使灰渣中的焦碳尽管烧完，以落矮不真足焚烧热益坏，普及效用.劣良焚烧必须具备三个条件：1、温度.温度越下，化教反应速度快，焚烧便愈快.层焚炉温度常常正在1100~1300℃.2、气氛.气氛冲刷碳表面的速度愈快，碳战氧交触越好，焚烧便愈快.3、时间.要使煤正在炉膛内有脚够的焚烧时间.碳焚烧时正在其周围包上一层灰壳，碳焚烧产死的一氧化碳战二氧化碳往往透过灰壳背中四里扩集疏通，其中一氧化碳逢到氧后又继承焚烧产死二氧化碳.也便是道，碳粒焚烧时，灰壳中包抄着一氧化碳战二氧化碳二层气体，气氛中的氧必须脱过中壳才搞与碳交触.果此，加大支风，减少气氛冲刷碳粒的速度，便简单把中包层的气体戴走；共时加强板滞拨动，便可益害灰壳，督促氧气与碳曲交交触，加快焚烧速度.如果氧气不充脚，搅动不敷，煤便烧不透，制成灰渣中有许多已介进焚烧的碳核，其余还会使一部分一氧化碳正在炉膛中不焚烧便随烟气排出.对付于大块煤，必须有较少的焚烧时间，停顿时间过短，焚烧不真足.果此，本量运止中，普遍采与供给充脚的氧气，采与炉拱战二次风去加强扰动，普及焚烧温度，炉膛容积不宜过小等步伐包管煤充分焚烧.二、链条炉排的焚烧个性链条炉排着火条件较好，主要依赖炉膛火焰战炉拱的辐射热.煤的上头先着火，而后逐步背下焚烧，正在炉排上便出现了明隐的分层天区，如图共分五个区.焚料正在新焚烧区1中预热搞燥，正在炉排上占有相称少的天区.正在天区2中焚料释搁出挥收分，并着火焚烧.焚烧举止得很猛烈，去自炉排下部气氛中的氧气正在氧化区3中赶快耗尽，焚烧产品CO2战火蒸气降下到还本区4后，坐时被只热的焦碳所还本.末尾正在链条炉排尾部产死灰渣区5.正在焚烧准备区1战焚烬区5皆不需要很多气氛，而正在焚烧区2、3必须包管有脚够的气氛，可则则会出现气氛正在中部缺累，而正在炉膛前后过剩的局里.为革新以上焚烧情景，时常采与以下三个步伐：合理安插炉拱；采与分段支风；减少二次风.三、链条炉排对付煤种的央供链条炉排对付煤种有一定的采用性，以挥收分15%以上，灰熔面下于1250℃以上的强黏结、粒度适中，热值正在18800~21000kJ/kg以上的烟煤最为相宜.煤中含有灰分应统制正在10%~30%.粉煤（0~6mm）应不超出50%~55%，0~3mm的煤粉不超出30%，块煤尺寸不超出40mm.煤中含火量推荐值为：煤中小于3mm的煤粉含量为20~40%时，含火量统制正在5~7.5%，煤中小于3mm的煤粉含量为80%，含火量统制正在12.5%，煤中小于3mm的煤粉含量为~100%，含火量统制正在20%.暂时煤量存留的问题有：1、煤冰灰份较多，2、煤冰颗粒不均，3、煤冰中含有洪量的纯量，4、煤冰的收热值较矮，5、焚烧时阻挡易引焚着火，6、煤冰中火分含量大概.7、煤冰短好烧，炉渣含碳量下.四、煤量对付锅炉宁静焚烧的效用1.煤的收热量是反映煤量是非的一个要害指标，当煤的收热量矮到一定数值时，不但是会效用焚烧不宁静不真足，而且会引导锅炉熄火，使锅炉出心温度很易达标，效用仄常供热.2.挥收分正在较矮温度下不妨析出战焚烧，随着焚烧搁热，焦碳粒的温度赶快普及，为其着火战焚烧提供了极其有利的条件，其余挥收分的析出又减少了焦碳里里清闲战中部反应里积，有好处普及焦碳的焚烧速度.果此，挥收分含量越大，煤中易焚的牢固碳身分越少，煤粉越简单焚烬，挥收领会出的清闲多，删大反应表面积，使焚烧反应加快.挥收份含量落矮时，煤粉气流着火温度隐著降下，着火热随之删大，着火艰易，达到着火所需的时间变少，焚烧宁静性落矮，火焰核心上移，炉膛辐射受热里吸支的热量缩小，对付流受热里吸支的热量减少，尾部排烟温度降下，排烟益坏删大.3.煤的灰份正在焚烧历程中不但不会收出热量，而且还要吸支热量.灰分含量越大，收热量越矮，简单引导着火艰易战着火延缓，共时炉膛温度落矮，煤的焚烬程度落矮，制成的飞灰可焚物下.灰分含量删大，碳粒大概被灰层包裹，碳粒表面焚烧速度落矮，火焰传播速度减小，制成焚烧不良.其余飞灰浓度删下，使锅炉受热里特天是省煤器、气氛预热器等处的磨益加剧，除尘量减少，锅炉飞灰战炉渣物理热益坏删大，落矮了锅炉的热效用.有闭资料隐现，仄衡灰份从13%降下到18%，锅炉的抑制停运率将从1.3%降下到7.54%.4.煤的颗粒度对付锅炉的焚烧有很大效用.颗粒度过大时，煤块正在锅炉内焚烧时停顿时间过短，煤冰中的焦碳不真足焚烬，炉渣中的含碳量删大，减少了锅炉炉渣的物理热益坏；颗粒度过小时，细煤粉正在炉排上焚烧时透气短好，碳与氧不克不迭很好天交触爆收化教反应，易产死乌戴，共时细煤粉也易被气氛吹起，很快随着烟气被戴走，减少了锅炉烟气中的飞灰热益坏，（正在层焚烧锅炉中，尽管不要焚用煤粉（~3mm）含量超出30%的煤种）.果此要根据煤冰颗粒度合理安排给风量.5.煤的含火量正在一定的含量极限内与挥收分对付焚煤的着火个性效用普遍，少量火分对付着火有利，从焚烧能源教角度瞅，正在下温火焰火蒸气对付焚烧具备催化效用，不妨加速煤粉焦碳的焚烧，不妨普及火焰乌度，加强焚烧室炉壁的辐射换热.其余，火蒸气领会时爆收的氢分子战氢氧根不妨普及火焰的热传导率.但是火分含量过大时，着火热也随之删大，共时由于一部分焚烧热用去加热火分并使其汽化，落矮了炉内烟气温度，进而使煤粉气流吸卷的烟气温度以及火焰对付煤粉的辐射热皆落矮，那对付着火不利.6.煤中纯量不但是会吸支煤焚烧死产的热量，阻拦煤与氧充分交触，效用煤的焚烧，落矮锅炉热效用，删大锅炉运止时的除渣除灰量，而且对付锅炉的仄安运止戴去很大妨害.五、煤量对付锅炉及其辅帮设备运止的效用当加进炉膛的煤量与锅炉安排煤量战校核煤量央供出进较大时，会对付锅炉焚烧战辅帮设备戴去如下不良效用：1.煤量较好时，锅炉面火战运止安排艰易，易以焚烧，简单灭火，宽沉效用了锅炉出心温度达标.2.炉膛简单结焦，对付流管束、省煤器、气氛预热器等受热里处磨益宽沉，且简单积灰，锅炉支风阻力删大，效用锅炉热效用.3.煤块较大时简单卡住分层给煤器战炉排，效用了煤冰的宁静焚烧战锅炉的仄安稳固运止.4.煤量短好时，锅炉耗煤量相对付减少，炉渣的含碳量也删大，输煤、除渣系统运止背荷大大减少，输煤机、除渣机、抓渣止吊等设备障碍删加，煤冰推运战炉渣推运成本加大.5.灰分大的煤焚烧后，不但是效用了除尘器的除尘效验，而且减少了除灰、排灰系统的运止背荷，简单出现运止障碍，对付处事环境战中部环保皆制成了不良效用.6.煤量含硫量大时，简单引起火热壁下温腐蚀，锅炉尾部烟讲、省煤器、气氛预热器等处的矮温腐蚀，制成锅炉爆管，效用锅炉仄安运止.六、提议采与的应付于步伐针对付暂时煤冰供应的紧弛场合战煤量变更引起的锅炉焚烧艰易，主动考查战摸索，制定相映的可支配性强的应付于步伐，齐力安排好锅炉的焚烧运止处事，包管锅炉出心温度达标战缩小锅炉及辅帮设备的运止障碍，以包管所有供热处事的仄安、稳固、经济运止.提议采与如下应付于步伐：1.加强司炉工的技能支配火仄，使司炉人员即时掌握进炉煤的煤量领会情况，特天是煤的收热量、挥收分、灰分、颗粒度大小等，以便针对付分歧煤量的举止相映的焚烧安排.2.加强各煤种的混烧、掺烧战配煤技能处事.通过不竭举止焚烧安排考查，探索出分歧煤种焚烧时，锅炉的煤层薄度、炉排速度、饱引风量、各风室的配风等运止参数，并正在此前提上考查摸索分歧煤种的混烧、掺烧战配煤技能，以普及百般煤量，特天是劣量煤的利用率，落矮供热运止成本.3.加强对付锅炉的焚烧安排处事.包管煤与气氛量要相协共适，而且要充分混同交触，炉膛应尽管脆持下温，以好处焚烧，安排锅炉背荷按确定支配，监视炉膛背压、排烟温度、氧气、二氧化碳等含量，使锅炉运止参数脆持到最好数值.对付由于煤冰颗粒度不匀称、炉排不仄整等本果引起的焚烧不真足、焚烧不均，对付炉排上的火心或者乌戴举止人为拨火.4.加强对付输煤处事的管制.对付分歧的煤种尽管采与按类分别堆搁，根据需要，正在分歧时期焚用分歧的煤种，或者按分歧的比率拆配使用.输煤时输煤工与当班司炉工即时相通，对付含火量较矮或者含粉煤较多的煤种可采与适量加火搅拌的办法，输煤时将纯量分拣出去，把大颗粒的煤粉碎等.5.加强锅炉焚烧设备战辅帮设备的巡检及维建处事.即时排除锅炉及辅帮设备（特天是锅炉本量稀启、炉排、分层给煤器、省煤器、气氛预热器、除渣除尘等设备）出现的障碍.6.加强对付锅炉支风战炉膛温度的统制，脆持较下的炉膛温度，有好处煤的着火战焚烬，炉膛温度越矮，越不利于焚烧.7.加强对付煤的保存处事.采与确真灵验的步伐，预防储煤风化战自焚，落矮煤量品量，减少焚烧易度.8.8加强对付进煤品量的庄重统制战管制，启辟煤量较好、较为宁静的煤源商场，即时准确天掌握进煤的工业领会数据，提供给各供热车间，以便运止管制人员采用较为符合本单位锅炉的煤种，举止相映的运止安排.9.采与比较老练的进步的技能战设备改变焚烧情景.如分层给煤技能，煤冰帮焚剂，振荡碎煤机等.七论断随着煤冰供应的日趋紧弛，煤量随时皆市爆收很大的变更，摸索钻研分歧煤种，最大极限落矮煤量变更对付锅炉运止焚烧戴去的不利效用，真止供热锅炉的劣化运止。
煤炭自燃火灾分析及采取的安全技术措施
制定煤炭自燃火灾应急预案， 明确应急响应程序、救援措施 及责任人。
建立煤炭自燃火灾危险源辨识 和风险评估制度，对不同危险 源采取相应措施。
加强现场检查和监管
定期对煤炭存储、加工和运输等 环节进行安全检查，确保及时发
现并消除安全隐患。
对存在煤炭自燃倾向性的区域进 行重点监控，及时采取措施防止
自燃。
对废弃的煤炭堆场或已发生自燃 的区域进行巡查，防止复燃或扩
煤炭自燃火灾分析及 采取的安全技术措施
汇报人： 日期:
目录
• 引言 • 煤炭自燃火灾分析 • 煤炭自燃火灾预防措施 • 煤炭自燃火灾扑救措施 • 煤炭自燃火灾预防与扑救的对策建议 • 结论与展望
01
引言
研究背景和意义
煤炭自燃火灾的严重性和危害性 对煤炭自燃火灾研究的必要性和紧迫性
研究目的和方法
散。
采取有效的预防措施
在存储和运输过程中采取适当的防尘、防水措施，降低煤炭的湿度和含氧量。 对易自燃的煤炭进行分类存放，避免混杂或堆积过高。
在高温季节加强通风，及时排除热量，降低煤炭温度。
04
煤炭自燃火灾扑救措施
组织指挥和灭火力量
01
02
03
建立现场指挥部
在火灾现场建立专门的指 挥部，负责全面指挥和协 调灭火工作。
设备更新
及时更新和升级消防设备，提高消防设备的性能和效率，确保在火灾发生时能够迅速有效地扑灭火源 。
加强应急预案，明确应急处置流程和责任人，确保在火灾发生时能够迅速响应并采取有效的 应急措施。
应急演练
定期组织员工进行煤炭自燃火灾应急演练，提高员工对应急预案的熟悉程度和应急处置能力。
煤炭自燃的过程及特点
煤炭自燃的三个阶段
矿井煤自燃发火分析
矿井煤自燃发火分析煤的自燃发展，通常要经过潜伏期、自热期、燃烧期3个时期。
（1）潜伏期。
在低温下空气中的氧分子被煤吸附，通常在煤的表面会形成物理化学吸附热，从而使煤体温度逐渐上升，导致氧分子与煤分子表面活性官能团发生深度氧化，生成小分子气体，并释放大量煤与氧的反应热。
但是煤的温度与环境温度相对不变，导致煤重增加，煤的着火点降低，内部分子结构化学活性增加。
煤的自燃倾向性的强弱和外部条件决定煤炭自燃潜伏期的长短，尤其像褐煤几乎没有准备期。
（2）自热期。
在自热期的时候，煤的氧化速度会逐步加快，煤分子里面不稳定的氧化物就会被分解成水CO2和CO，煤炭中氧气产生的热量会促使煤温不停的升高，一旦超过自热的临界温度时，煤炭温度会急剧加速升高，煤中的氧化进程也会加快，这时会出现干馏，从而将生成芳香族的碳氢化合物，煤炭中氢和大量的一氧化碳等可燃气体会进行一定的化学反应，在矿井巷道及支架上将出现大量水珠。
（3）燃烧期。
煤氧化的产热与煤所在环境的散热是有一定相对平衡的，但是一旦失去这个平衡，即产热量突然高于散热量，就会导致煤与环境温度的相对上升，从而在这方面又加速了煤的氧化速度并在其表面又产生更多的热量，直至煤自燃起来进入燃烧期，这时会生成大量二氧化碳和一氧化碳，在高温高压的状态下，二氧化碳逐步分解，生成更多的一氧化碳，煤矿井下巷道中会发生火灾气体和烟，在靠近火源中心的地方温度可以高达1000℃以上。
如果煤温达不到临界温度或刚刚达到这一高点的温度后，因为外界条件有变化而又温度降低，就有可能会进入风化状态，煤风化后通常不会再产生自燃情况。
一般的，人为干预可以加速或减弱整个过程，如果向煤内加入含碱性的化学物质可实现该过程的加速，如果向煤内加入含氯的相关化合物可拖延或阻止煤的氧化速度。
徐州吉安矿业科技有限公司研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。
煤的燃烧过程
国
当煤加热到足够高的温度时，煤先变成塑性状态,
体
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。
燃
料
H。CO,、Cf C?H4> CH4、焦油、CO、H?
燃 烧
A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。
<
第 §9.1煤的燃烧过程
九
章 □煤的热解过程
国
＞加热速率对挥发份析出的速率及其成分有很大的影响;
国
＞挥发份的燃烧
体
A焦炭的燃烧
燃
焦炭含量占55〜97%,燃 烧时间占90%,发热量占 60 〜95%
料
燃
烧
<
第 §9.2固体碳粒的燃烧
九
章 气固两相燃烧反应过程
国
/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：
体
燃
1. 反应分子扩散到表面
料
2. 分子在表面发生吸附作用
燃
3. 被吸附的分子在表面上进行化学反应
<
第 §9.2固体碳粒的燃烧
九
章 □气固■ ■ 两相反应理论
回
国
'多相燃烧反应阻力:
体
燃
111
K'拓 Ko -------
D "2、燃烧反应的
\ 化学阻力
料
燃
氧气扩散过程中的物理阻力
烧
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
<
第 §9.2固体碳粒的燃烧
动力区；2, 3—过渡区；3—r散区
<
燃烧学讲义8-煤的热解与着火
Q 4(Ts Tg )
rg-边界层的外半径
7-2
1/ rs 1/ rg
对
将 / rs 4.64 Re0.5 代入，
7-4
流
加
得到： Q 4rs (Ts Tg )(1 0.22 Re0.5 )
7-5
热
传热量的对流形式为：Q 4rs2 (Ts Tg )
7-6
推得：Nu 2(1 0.22 Re0.5 )
G >651) 50~65 35~50 50~65 30~50 30~50 5~30 5~30
≤5 ≤5 ≤5 5~35
9
Y/mm ---≤25 ---------
b ---≤220 ---------
§8-2 煤的热解及挥发分析出
Zhejiang University
10
§8-2 煤的热解及挥发分析出
二、煤热解的影响因素
1、温度的影响—温度高，热解产物多
煤
热
2、加热速率的影响—速率快，热解产物多
解
的 影
3、压力的影响—压力高，热解产物少
响
因
4、颗粒度的影响—颗粒大，热解产物少
素
5、煤种的影响—煤阶低，热解产物多
Zhejiang University
13
§8-2 煤的热解及挥发分析出
三、热解反应动力学模型
一、煤的结构
§8-1 煤的组成与特性
动力用煤C/H≈15~25
OH SH
OH C2H5
H3C H3C
H2 OH CH3
C
O
H2 H2 CC
CH2
SS
OH CH3
NH2
COOH S O
CH3 H2 H2 CH2 CC
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2）焦炭的燃烧 固定碳的燃烧在燃烧过程中起决定性作用，其主要是
因为： ✓ 在煤的可燃成分中，碳的重量百分数是主要的碳的燃烧 时间占全部燃料燃烧时间的90％左右。 ✓ 碳的发热量占煤发热量的主要部分，因而炉内的温度也 主要取决于碳的燃烧速度。
煤的种类 无烟煤 烟煤 褐煤 泥煤
碳在煤的可燃部分中的比例
被认为是比较全面合理的模型。
特点：引入了用以解释煤热解、加氢、氧化等化学反应的弱键和桥键，较为全面和
合理。
④ 本田模型
特点：考虑了低分子化合物的存在，缩合环以菲环为主，由较长的次甲基键相连接。
但没有考虑氮和硫的结构。
⑤Shinn模型—— 1984年，J. H. Shinn根据一段和两段液化产物分
褐煤
次烟煤
高挥发分烟煤
石墨无烟煤Fra bibliotek低挥发分烟煤
不同煤化程度煤的基本结构单元
不同煤化程度煤的燃点
煤种
褐煤 长焰煤 气煤
肥煤
焦煤
无烟 煤
燃点/℃
260~29 0
290~33 0
330~34 0
340~35 0
370~38 0
约400
煤的燃点随煤化程度的增加而增高。
煤燃烧的基本过程
煤的燃烧是固体与气体之间进行多相扩散燃烧过程， 这是一个极其复杂的反应过程。煤燃烧的实质，就是在空 气中氧气参与下，进行复杂的物理化学过程。在燃烧过程 中，煤的可燃物在受热下，形成与原始结构不同的可燃组 成物，将煤中的化学能转化为热能，形成燃烧产物——烟 气；煤中所含的矿物质最后形成灰渣。
1）挥发分的燃烧 煤粒受热分解析出挥发分与氧作用，在煤粒周围着火燃烧，并放出
热量，主要反应如下：
CO+1/2O2→CO2+283kJ/mol H2+1/2O2→H2O+242kJ/mol(g)或286kJ/mol(l) S+1/2O2→SO2+296kJ/mol
挥发分燃烧时，一方面把热量传给焦炭，一方面被扩散来的氧气先行 烧掉。对于挥发分的析出过程现在有两种不同的见解：一种观点认为， 挥发分的析出只是燃烧开始阶段的一个短暂过程，还不到煤粒燃烧时间 的10％；另一种观点认为，在煤粒燃烧过程中，挥发分不断地析出，析 出过程与焦炭燃烧交叉平行进行，几乎延续到燃尽阶段。通常，煤的挥 发分愈高，燃烧速度就愈快。
①自键焓来估算反应 焓变
②自标准摩尔燃烧焓来计算反应的焓变。 ΔH=反应物燃烧焓的总和—生成物能量的总和
提出当时获公认的“结构 单元” 模型
C 82%
特点：针对低煤化度烟煤（碳含量82%—83%），首次提出煤具有三维空间结构，
主要是萘环与脂环互联，分子线性排列构成折叠状的无序的三维空间大分子；存在 各种官能团、氢键和含氮杂环；在煤液化过程中具有供氢活性。
③ Wiser模型—— 20世纪70年代中期，W. H. Wiser（美）提出的
大致分为三个阶段 第一阶段 120℃以前脱去煤中游离水，120~200℃脱去 煤所
吸附的气体如CO、CO2和CH4等，200℃以后年轻的煤如褐 煤发生部分脱羧反应，有热解水生成，并开始分解放出气态 产物如CO、CO2和H2S等，300℃时开始热分解反应有微量 焦油产生。烟煤和无烟煤在这一阶段没有显著变化。
第二阶段 300~600℃，特征是活泼分解，以分解和解聚为 主，生成和排出大量挥发物，气体主要是CH4及同系物，还 有H2、CO、CO2及不饱和烃等。
第三阶段 600~1000℃，以缩聚反应为主，气体主要是H2及 少量CH4。
燃烧阶段
当温度达到煤的燃点时，开始着火，然后可燃挥发分 气体和焦炭开始燃烧，这是过程的主要阶段。
基本结构单元
➢ 煤的大分子是由若干基本结构单 元通过化学键连接而成的三维结 构，结构单元之间的连接是通过 次甲基键、醚键、硫醚、次甲基 醚以及芳香碳—碳键等桥键实现 的。
✓化学结构模型
① Fuchs模型 —— 20世纪60年代以前的代表模型。由W. Fuchs（德）
提出，1957年经Van Krevelen修改
煤的燃烧过程分析
煤分子的结构 煤燃烧的基本过程 煤燃烧过程中能量转换分析
煤分子的结构
煤结构的认识和发展 1830年，煤的起源问题解决后，科学家将目光逐步转向 煤结构的研究。 20世纪初，试图把煤结构和煤的起源相联系——迷茫； 从一些反应产物来推断煤的结构同样被证明——非常困难。 因为这些产物几乎和煤本身一样复杂。
碳占可燃成分的重量％ 96.5
57～88 55 30
发热量占总发热量％ 95
57.5～83.5 66 40.5
碳的燃烧过程主要是碳和氧的化学反应过程。由于焦炭被挥发物所 包围，氧首先和可燃气体反应燃烧，因此，焦炭的燃烧一般要落后于挥 发物，只有当炉中的氧扩散到炽热的焦炭表面时，焦炭才能燃烧。近年 来研究发现，煤粉火炬燃烧时，悬浮在气流中的粉煤粒加热速度很快， 在很高的升温速度下，挥发分和焦炭几乎同时着火。
布提出的，又称反应结构模型，目前广为接受。
特点：以烟煤为对象，分子量1万为单位。假设：芳环或氢化芳环由较短的脂链
和醚键相连，形成大分子聚集体，小分子相镶嵌于聚集体孔洞或空穴中，可通过溶 剂溶解抽提出来。受液化过程中溶剂作用的影响，没有表示出煤中存在的低分子化 合物。
随着煤化程度的提高，构成核的环数增多，连接在核周 围的侧链和官能团数量则不断变短和减少。
煤中有机质开始分解的温度
种类
泥炭 褐煤 长焰煤 气煤
开始分解 温度/℃
<100
约160
约170
约210
烟煤 肥煤
约260
焦煤 约300
无烟煤 瘦煤 约320 约380
煤的热分解：煤的热解过程是一个非常复杂的反应过程。由于 煤的组成复杂且极不均一，因而煤在热解过程中化学反应的 形式很多，不可能用几个简单的反应式来表达。总的来说， 煤的热解反应可归纳为两大类——裂解和缩聚
特点：二战前，以化学研究方法为主，仅获得一些定性的概念，可用于建模的定
量数据很少。采用“统计结构分析” 方法，第一次突破。定量描述了煤结构中 的芳香和脂肪簇，并首次引用X射线分析和红外光谱的结果来证明其结论。特点 是具有很大的蜂窝状缩合芳香环。——比较片面，不能全面反映煤结构的特征
② Given模型—— 20世纪60年代初，P. H. Given（英）首次
H2O(l)→H2O(g)-44kJ/mol(g)
随温度继续增高，煤中有机质开始热分解，热分解形成两 种产物：一种是从煤大分子上断裂下来的侧链和官能团所 形成的挥发分，在挥发分气体中主要有CO、CO2、H2、 H2O、CH4及各种烃类化合物、含硫、含氮化合物等，另 一种是稠环芳香核缩聚为焦炭（固定碳）。这一阶段煤要 吸收热量，其热源由火种或原燃烧着的煤供给。
一般燃烧过程可划分为三个阶段 1. 煤着火前的准备阶段（包括煤的预热、干燥、析出挥 发 分和形成焦炭）； 2. 挥发分和焦炭的燃烧； 3. 炉渣炉灰中残余焦炭燃尽。
各阶段可能是串联发生的，但在锅炉燃烧室中，实际 上各阶段是相互交叉，或某些阶段是同步进行的。
煤燃烧各阶段顺序示意图
燃烧的准备阶段
煤在炉中加热、干燥、蒸发水分。当温度达到110℃左右 时，水分全部被蒸发。
碳的燃烧反应
完全燃烧：C+O2→CO2+409kJ/mol 不完全燃烧：C+1/2O2→CO+123kJ/mol 焦炭在燃烧过程中还容易发生气化反应，使固态煤焦转化成气态，从 而加速了燃烧过程。这些反应有：
C+CO2→2CO-162kJ/mol C+H2O→CO+H2-199kJ/mol C+2H2O→CO2+2H2-75kJ/mol CO+H2O→CO2+H2-42kJ/mol CO+3H2→CH4+H2O+206kJ/mol
煤燃烧的过程中的能量转换分析
化学反应的本质是旧键的断裂，和新键的生成。
断键吸收的总能量 < 键放出的总能量;则为放热反应 断键吸收的总能量 >新键释放的总能量;则为吸热反应
在化学反应过程中所释放或吸收的能量都可用热量（或换 成相应的热量）来表示，叫反应热，又称“焓变”，符号用 △H表示，单位一般采用kJ/mol。 反应的焓变可以通过①键焓来估算反应焓变，也可以通过② 标准摩尔燃烧焓来计算反应的焓变。