第二章燃料及其燃烧全解

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（4）干燥无灰基：对燃烧来说可燃成分更能 说明煤的组成特点。只用C、H、O、N、S 五种元素在可燃基中的百分含量来表示的燃 料成分称为可燃成分。即 Cdaf%+Hdaf%+Odaf%+Ndaf%+Sdaf% =100%
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3 燃料的选用原则 (1)从我国燃料资源的实际出发，根据国家当 前的能源政策选用燃料。应坚持就地取材和 物尽其用的原则，充分利用地方资源和工业 废料，并需设法采用低质、劣质燃料。 (2)满足工艺要求，确保产品质量，并为机械 化、自动化生产提供条件。 (3)来源充足，保证供应，能满足生产需要。 (4)防止燃料使用中造成的“公害”，保护环 境，保障人民的身体健康。 (5)必须按照国家的燃料政策选用燃料。
第二章燃料及其燃烧
第一节 概述

硅酸盐产品在烧成过程中需要消耗大量的 热量。热量的来源有两种：一种是由燃料 燃烧产生，系利用化学能转变为热能的形 式；一种是以电为热源，系使电能转变为 热能的形式。前者资源丰富，价格低廉； 后者热利用率高，利于提高产品质量，操 作条件好，但资源有局限性，成本高。故 目前硅酸盐工业窑炉的热源仍以燃料为主。
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4 各工业对燃料的要求

玻璃工业中，采用煤的加工产物——发生炉煤气作为燃料者居 多。如能用高发热量燃料—重油或天然气，将会提高玻璃的产、 质量，降低燃料消耗，增加操作过程的稳定性，提高生产的自 动化程度。 水泥工业中，由于对燃料灰分的要求不高，而我国煤的资源又 较丰富，故主要用煤作燃料。回转窑中要求连续、稳定燃烧的 长火焰，常用烟煤作燃料，采用煤粉燃烧的方法；而立窑中则 常用无烟煤或焦炭末作燃料，燃料掺合在生料球中，从而燃科 的燃烧反应与生料的烧成反应紧密结合在一起进行。立窑用石 煤烧水泥亦已试验成功。 陶瓷工业中，采用匣钵装坯烧成时，各种燃料均可采用； 采用明焰裸装烧成时，则对燃料的要求较高，不能沾污制 品，这可从燃料选择或燃烧方法上采取措施。
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1 燃料的定义：是在空气中容易燃烧，并 能够比较经济地利用其燃烧热的物质的 总称。燃料的供给应该比较容易，价格 低廉，储存、运输和使用等即便利又安 全。按其状态可分为：气体燃料、液体 燃料和固体燃料。 2 燃烧的定义：是通过燃料和氧化剂在一定 条件下，所进行的具有发光和发热特点的 剧烈的氧化反应。
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2 固体和液体燃料的性质
C H O N S
主要的可燃元素 主要的可燃元素，有益，二种形态可燃氢、化合氢 有害元素 惰性元素，有害、污染 可燃元素，污染，三种形态有机硫、黄铁矿硫和硫 酸盐硫
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A
有害成分，①直接关系到焦碳的灰分 从而影响冶炼的技术经济指标。②降低 煤的发热量。③灰分结渣，容易造成不 完全燃烧，给设备的维护和操作带来困 难。 SiO % Al O %

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气体燃料
天然的气体燃料有天然气和石油气，人造气体燃料有 发生炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气等。 气体燃料是一种非常理想的燃料，具有许多优点： ①燃烧简便，容易完全燃烧； ②调节控制方便，易于实现自动控制； ③燃烧后无固体灰渣，清洁方便； ④对设备磨损小，可以长距离管道输送； ⑤容易净化，以减少环境污染； ⑥可以高温预热，提高燃烧温度，节约燃料； ⑦只要避开爆炸范围，可任意调节热负荷，控制炉内 气氛和压力。
酸度
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2
3
Fe2O3 % CaO% MgO %
M
有害成分，包括外部水分和内部水分
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3 表示煤组成的常用基准
（1）收到基：包括C、H、O、N、S、A和M 全部七种组分在内的工厂实际使用煤样中的 质量百分数称为~。即
Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar% +Aar%+Mar%=100%
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5 燃料的种类 燃料按状态不同，可分为固体、液体和气 体燃料三类；按加工状态，可分为天然燃 料和人工加工燃料。

固体燃料 天然的固体燃料有各种煤、油页岩、木材和 各种植物的茎叶等。 人造固体燃料主要是煤和木材经加工后制得 的焦碳和木炭。 工业应用中主要是煤和焦碳。
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煤的种类 1、根据古代植物埋藏于地下的年代和碳化程 度划分为：泥煤，褐煤，烟煤和无烟煤四大类。 2、动力用煤根据煤的挥发分高低，并参考其 水分与灰分含量，把煤分为石煤，褐煤，烟煤 （包括贫煤和劣质烟煤）和无烟煤四大类，将 无烟煤、烟煤和石煤各再分为三类。 3、冶金工业根据煤的结焦性强弱和挥发分高 低进行分类，对烟煤进一步分类为：长焰煤、 气煤、弱还原煤、半炼焦煤、焦煤、肥煤、瘦 煤和贫煤等。
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第二节 燃料的主要性质-燃料 的组成及表示方法

1 固体和液体燃料的组成 固体、液体燃料都是由极其复杂的有机化合 物所组成。通常包括碳（C)、氢H)．氧(O)、 氮(N)、硫(S)五种元素及部分矿物杂质—灰 分(A)和水分(M)。上述的元素并不是单独自 由存在的，而是结合成有机化合物的形式存 在，至于其具体的结构形式至今仍不很清楚。
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液体燃料包括天然液体燃料和人造液体 燃料，天然液体燃料指石油及其加工产 品，人造液体燃料指从煤中提炼出的各 种燃料油。 原油 分馏法

常压分馏
石油气、汽油（航空汽油、汽车汽油）、挥 发油、煤油、柴油

减压分馏
粗柴油、轻质润滑油 裂解法
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重油分类 20、60、100和200号重油四种牌号 重油的化学组成和使用性能 元素成分C、H、O、N、S、A、M 闪点、燃点、着火点 黏度（运动黏度、恩氏黏度） 密度0.92-0.98t· m-3 比热1.30-1.70kJ· kg-1· K-1 发热量39900-42000kJ· kg-1
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（2）空气干燥基：包括C、H、O、N、S、 A和M全部七种组分在内的分析实验室使用 风干煤样中的质量百分数称为~。即经过空 气（20℃―相对湿度70%）风干的煤样。
Cad%+Had%+Oad%+Nad%+Sad% +Aad%+Mad%=100%
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（3）干燥基：考虑到燃料中的水分波动而 不能反映燃料的固有本质，常以不含水分 的干燥基中的各组成的百分含量来表示燃 料的成分称为干燥成分。即 Cd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd% +Ad%=100%