燃烧理论基础简介
《燃烧基本理论》课件
燃烧的化学特性
放热反应
添加标题
1பைடு நூலகம்
燃烧是一种放热反应，释放出大量的热量，可以用于加热物体或驱动机械。
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2
化学键断裂
添加标题
3
燃烧过程中，可燃物质中的化学键发生断裂，释放出能量。
添加标题
4
新物质生成
添加标题
5
燃烧过程中，可燃物质与氧化剂反应生成新的物质，这些物质通常是稳定的化合物。
添加标题
6
燃烧的物理特性
含硫燃料燃烧时会产生二氧化硫等硫氧化物。
二氧化碳
氮氧化物
颗粒物
燃烧过程中，碳与氧结合生成二氧化碳。
高温下氮气与氧气反应生成氮氧化物。
燃烧过程中产生的固体颗粒物，如灰尘等。
温室效应
二氧化硫、氮氧化物等气体与水蒸气反应形成酸雨。
酸雨
空气污染
生态破坏
01
02
04
03
燃烧产生的污染物对生态系统造成破坏，影响生物多样性。
01
燃烧效率优化
通过调整燃料与空气的混合比例、燃烧温度和时间等参数，提高燃烧效率，减少不完全燃烧损失。
02
污染物排放控制
采用尾气处理、除尘、脱硫脱硝等技术，降低燃烧过程中产生的污染物排放。
燃烧的控制技术与方法
THANKS
感谢观看
长期接触污染物可能导致免疫系统功能下降，增加感染和疾病的风险。
燃烧产物对人体的影响
CATALOGUE
燃烧的应用与控制
05
燃烧化石燃料（如煤、石油、天然气）产生高温高压蒸汽，驱动发电机发电。
火力发电
利用燃气燃烧产生高速气流，驱动涡轮旋转，从而发电或提供动力。
燃气轮机
燃气燃烧理论基础
混 化
燃烧热加热新鲜混合气，维持不断燃烧。
第四章 燃气燃烧措施
一、燃气燃烧措施旳分类：
按照混合时间与化学反应时间两者比较 （一）扩散式燃烧（有焰燃烧）
扩散混合控制： 混 化
燃气、空气分别喷入，混合速度控制燃烧；火焰长，稳定性好；燃烧时 间长；煤气与空气可分别预热以提升温度。
H s
(m3 / h)
如有 n个喷嘴 热负荷：Q = nLg Hl /3600 （kW）
喷嘴直径：
H — 燃气压力(Pa ) μ— 流量系数 d — 喷嘴直径(mm) s —相对密度 Hl — 燃气低热值kJ/m3 n—喷嘴数量
d
1.03106 Q 4
s
n Hl
H
(mm)
第五章 大气式燃烧器
喷嘴出口截面至喉部旳距离对一次空气系数旳影响
3. 燃烧器出口直径小散热大，火 焰温度下降， Sn 变小易脱火， 不易回火；
4. 周围空气旳含氧量低时，火焰 传播速度Sn减慢，易脱火。
四、 全预混式燃烧（无焰燃烧）
特点
1. 燃烧速度快，火焰很短甚至看不出 2. 容积热强度高 100-200×106kJ/m3·h
（3-6×104kW/m3） 2. 空气过剩系数小（α=1.05-1.10），
----扩压管----头部火孔流出燃烧
燃气灶： α′ α
收缩管 混合管 扩压管
（1）风门 （2）一次空气口 （3）引射器喉部 （4）喷嘴 （5）火孔
（一）引射器
第五章 大气式燃烧器
引射器旳作用
（1）以高能量旳燃气引射空气，并使均匀混合； （2）引射器末端形成剩余压力，以克服气流在头部旳阻力损失，使燃
燃烧理论基础
三、链式反应旳分类
新旳活化中心旳数目等于或不小于原有旳活化中心旳数目
链式反应分为
不分支反应 分支反应
四、氢气与空气旳反应——分支链式
爆炸反应
2H 2 O2 2H 2 0
反 H原应子开为始活化中心，H 2M为M任何2活H化分M子
中间反应
H O2 0H O （慢）
O H 2 H OH
第一节、燃烧反应速度及其影响原因
燃烧反应和化学反应一样，根据参加反应旳物质不同分为：
均相燃烧—气体燃料在空气中燃烧 异相燃烧—固体燃料在空气中燃烧，煤粉燃烧
一、反应速度旳定义
根据质量作用定律，反应速度有不同旳定义方式：
第一种定义：单位时间内和单位体积内燃烧掉旳燃料量或 消耗旳氧量
aA bB gG hH
kzC0
ks
k
ks k
ks k
不同反应区域分析 —动力与扩散燃烧理论
（1）动力区（化学动力控制区）
温度较低：碳表面化学反应速度远不大于氧气向 表面旳扩散速度，氧气供给充分，足够反应所需。 燃烧速度取决于化学反应速度，反应处于动力区。
K很小（温度很低），1/k很大，所以
1 1
k ks
w kC0
对于异相反应－煤粉与空气混合物
w kf ACBn
f A —单位容积可燃混合物内煤粉的表面积； CB —氧气的浓度。
二、影响化学反应速度旳主要原因
1，浓度 从前面反应速度旳定义式，可知：浓度越大，反应速度越
快。 原因：燃烧反应属双分子反应，只有当两个分子发生碰撞
时，反应才干发生。浓度越大，即分子数目越多，分子间 发生碰撞旳几率越大。
第二种定义：
在一定旳温度下，化学反应速度和各反应物旳浓度成正比 1867年由Guldberg和Wage提出 对均相反应：
燃烧基础知识
燃烧基础知识目录一、燃烧概述 (1)二、燃烧要素 (2)1. 可燃物 (3)2. 氧化剂 (4)3. 点火源 (4)三、燃烧过程及阶段 (5)1. 燃烧过程的物理变化 (7)2. 燃烧过程的化学变化 (8)四、燃烧类型 (9)1. 扩散燃烧 (10)2. 预混燃烧 (11)五、燃烧反应方程式及计算 (12)1. 燃烧反应方程式的编写原则和方法 (13)2. 燃烧反应的计算方法与应用实例 (14)六、燃烧的应用与控制系统 (16)一、燃烧概述燃烧是一种化学反应过程，广泛存在于自然界以及人类生产生活中。
燃烧的本质是物质之间的氧化反应，其中包含了能量的转化与释放。
燃烧过程涉及三个基本要素：可燃物、助燃物和点火源。
可燃物是燃烧反应的主体，助燃物主要是氧气，而点火源则是引发燃烧反应的能量来源。
燃烧反应是一种放热反应，意味着在反应过程中会释放热量。
这种热量释放的形式多样，可以表现为火焰、热辐射等。
燃烧反应的速度和强度取决于多种因素，包括可燃物的性质、助燃物的浓度、点火源的能量以及环境温度等。
了解燃烧的基础知识对于防止火灾、控制燃烧过程以及有效利用燃烧产生的能量具有重要意义。
在工业、农业、交通运输以及日常生活等领域，燃烧知识的应用十分广泛。
在发动机中燃烧燃料以产生动力，在烹饪中使用火来加热食物，以及在火灾发生时如何正确使用灭火设备等。
对燃烧基础知识的理解和掌握至关重要，不仅有助于我们更好地利用燃烧带来的好处，还能在紧急情况下采取正确的应对措施，保护生命财产安全。
我们将更详细地介绍燃烧的相关知识和理论。
二、燃烧要素燃烧是一种化学反应，通常涉及燃料、氧气和热量。
要使燃料燃烧，必须同时满足三个基本要素，即燃料、氧气和热量。
燃料：燃料是燃烧过程中产生能量的来源。
它可以是一种固体、液体或气体。
常见的燃料包括煤、石油、天然气、木材、纸张等。
燃料的种类和性质对燃烧过程有很大影响，不同燃料具有不同的燃烧特性和效率。
氧气：氧气是燃烧过程中的必要成分，燃料无法燃烧。
燃烧理论基础ppt课件
微波燃烧是一种新型的热工技术，利用微波电磁场与燃料 的相互作用产生热量，实现燃料的快速、高效燃烧。微波 燃烧具有低污染、高效率和节能等优点。
06
未来展望
清洁能源的发展
清洁能源
随着环境保护意识的提高，清洁能源的发展越来越受到重视。未来，化石燃料的使用将逐渐减少，取而代之的是 太阳能、风能、水能等可再生能源。
02
燃烧化学
燃烧反应方程
燃烧反应方程是表示燃烧过程中物质 变化和能量转换的数学表达式。它由 反应物和生成物的化学式及其相应的 反应系数组成，遵循质量守恒和能量 守恒定律。
燃烧反应方程可以用来表示燃料与氧 气或其他氧化剂反应生成二氧化碳、 水蒸气等产物的过程，如C + O2 → CO2 + H2O。
热工仪表
热工仪表用于监测和控制燃烧系统的运行状态，包括温度计、压力计、流量计、氧分析仪 等。这些仪表能够实时监测燃烧过程中的各种参数，如温度、压力、流量和含氧量等。
燃烧控制技术
01
空燃比控制
空燃比是燃料和空气的混合比例，合适的空燃比是保证燃烧效率和经济
性的关键。通过控制燃料和空气的流量，可以调节空燃比，使燃烧过程
燃烧温度
01
燃烧温度是指燃烧过程中火焰或 反应区的温度，它与燃料的种类 、空气的供给、燃烧方式等因素 有关。
02
燃烧温度的高低直接影响到燃烧 产物的组成和燃烧效率，过高或 过低的温度都不利于燃烧过程的 进行。
燃烧产物
燃烧产物是指燃料在燃烧过程中产生 的气体、烟尘和灰渣等物质，它们由 燃料中的可燃元素转化而来。
可持续发展的重要性
资源节约
可持续发展强调资源的合理利用和节约，通过提高能源利用效率和减少浪费，实现经济、 社会和环境的协调发展。
燃烧过程的理论基础
烟煤Vdaf=40%
650
烟煤Vdaf=30%
750
烟煤Vdaf=20%
840
贫煤Vdaf=14%
900
无烟煤Vdaf=4%
1000
挥发分越高的煤，着火温度越低，即越容易着火； 挥发分越低的煤，着火温度越高，越不容易着火。
着火热
一次风：现代大中容量锅炉广泛燃用煤粉，为了使煤粉气流被更快加热到煤粉颗粒的着火温度，总是不把煤粉燃烧所需的全部空气都与煤粉混合来输送煤粉，而只是用其中一部分来输送煤粉，这部分空气称为一次风。
只有粗煤粉在炉膛高温区才可能处于扩散。
其他区域为动力或过渡区，故提高炉膛温度可强化煤粉燃烧。
一次反应：式3-26；一次产物
燃烧机理：在碳粒的吸附表面进行的多相燃烧反应。
二次反应：式3-27；二次产物
碳粒的燃烧
02
不同温度下的碳粒燃烧过程：
图3-6 低于1200℃； 高于1200℃；
气流速度影响：
影响煤粉气流着火的因素
煤粉空气混合物经燃烧器喷入炉膛后，通过湍流扩散和回流，卷吸周围的高温烟气，同时又受到炉膛四壁及高温火焰的辐射，被迅速加热，热量达到一定温度后就开始着火。
1．燃料的性质 挥发分：含量低，煤粉气流的着火温度高，着火热增大，着火所需时间长，着火点离燃烧器喷口的距离也增大。 水分：水分大，着火热也随之增大，炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉汽流的辐射热也相应降低，对着火不利。 灰分：灰分在燃烧过程中不能放热还要吸热，灰分在着火和燃烧过程中使得炉内烟气温度降低，同样使煤粉气流的着火推迟，并进一步影响了着火的稳定性。 煤粉细度： 煤粉愈细，着火愈容易。（这是因为在同样的煤粉浓度下，煤粉愈细，进行燃烧反应的表面积就会越大，而煤粉本身的热阻却减小，在加热时，细煤粉的温升速度就比粗煤粉要快，这样就可以加快化学反应速度，更快地着火。）
燃烧基本理论
内容：燃烧基本理论一、燃烧的本质和条件（一）燃烧的本质燃烧是一种放热发光的化学反应。
燃烧同时具备三个特征，即化学反应、放热和发光，具备一个或两个特征不能称为燃烧。
（二）燃烧的条件1.必要条件：任何物质发生燃烧必须具备三个条件，即可燃物、助燃物（氧化剂）和着火源。
2.充分条件：一定的可燃物浓度，一定的氧气含量，一定的着火能量，三者相互作用。
二、燃烧类型燃烧类型主要有闪燃、自燃、着火、爆炸。
（一）闪燃在一定温度下，易燃、可燃液体表面上产生足够的可燃蒸汽，与空气混合遇着火源产生一闪即灭的燃烧现象叫作闪燃。
（二）自燃可燃物质在没有外部明火等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自行燃烧现象称为自燃。
自燃包括受热自燃和本身自燃。
1、受热自燃。
可燃物质在空气中，连续均匀地加热到一定温度，在没有外部火源的作用下，发生自行燃烧的现象叫作受热自燃。
2、本身自燃。
可燃物质在空气中，自然发热经一定时间的积蓄使物质达到自燃点而燃烧的现象，叫作本身自燃。
（三）着火可燃物质与空气（氧化剂）共存，达到某一温度时与火源接触即发生燃烧，当火源移去后，仍能继续燃烧，直到可燃物燃尽为止，这种持续燃烧的现象叫作着火。
（四）爆炸物质从一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生声响的现象叫爆炸。
爆炸浓度极限：可燃气体、蒸气或粉尘与空气的混合物，遇火源能够发生爆炸的浓度。
遇火源能够发生爆炸的最低浓度叫作爆炸浓度下限（也称为爆炸下限）；遇火源能发生爆炸的最高浓度叫作爆炸浓度上限（也称为爆炸上限）。
在火场上，常见的爆炸主要有以下三种：1. 气体爆炸：可燃气体与空气混合后遇到明火或电火花等火源时发生爆炸的现象。
气体爆炸必须具备三个条件：气体本身具有可燃性；气体必须与空气混合达到一定的浓度；有点火源的存在。
2、粉尘爆炸：悬浮于空气中的可燃粉尘遇到明火或电火花等火源时发生爆炸的现象。
粉尘爆炸必须具备三个条件：粉尘本身具有可燃性；粉尘必须悬浮在空气中并与气混合达到爆炸浓度；有足以引起粉尘爆炸的点火能量。
燃烧理论基础简介
燃烧理论基础简介一、碳粒燃烧的动力区、扩散区、过渡区1．动力区：温度低于900～1000℃时，化学反应速度小于氧气向碳粒表面的扩散速度，氧气的供应十分充足，提高扩散速度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于温度。
2．扩散区：温度高于1200℃时，化学反应速度大于氧气向碳粒表面的扩散速度，以至于扩散到碳粒表面的氧气立刻被消耗掉，碳粒表面处的氧浓度接近于0，提高温度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。
3．过渡区：介于动力区和扩散区之间，提高温度和提高扩散速度都可以提高燃烧速度。
若扩散速度不变，只提高温度，燃烧过程向扩散区转化；若温度不变，只提高扩散速度，燃烧过程向动力区转化。
二、直流煤粉燃烧器1、煤粉燃烧器的作用煤粉燃烧器是燃煤锅炉燃烧设备的主要部件。
其作用是：(1) 向炉内输送燃料和空气；(2) 组织燃料和空气及时、充分的混合；(3) 保证燃料进入炉膛后尽快、稳定的着火，迅速、完全的燃尽。
在煤粉燃烧时，为了减少着火所需的热量，迅速加热煤粉，使煤粉尽快达到着火温度，以实现尽快着火。
故将煤粉燃烧所需的空气量分为一次风和二次风。
一次风的作用是将煤粉送进炉膛，并供给煤粉初始着火阶段中挥发分燃烧所需的氧量。
二次风在煤粉气流着火后混入，供给煤中焦炭和残留挥发分燃尽所需的氧量，以保证煤粉完全燃烧。
直流燃烧器通常由一列矩形喷口组成。
煤粉气流和热空气从喷口射出后，形成直流射流。
（二）、直流煤粉燃烧器的类型直流煤粉燃烧器的一、二次风喷口的布置方式大致上有两种类型。
一类适用于燃烧容易着火的煤，如烟煤、挥发分较高的贫煤以及褐煤。
这类燃烧器的一、二次风喷口通常交替间隔排列，相邻两个喷口的中心间距较小。
我们称为均等配风方式，这种方式适合烟煤的燃烧。
因一次风携带的煤粉比较容易着火，故希望在一次风中煤粉着火后及时、迅速地和相邻二次风喷口射出的热空气混合。
这样，在火焰根部不会因为缺乏空气而燃烧不完全，或导致燃烧速度降低。
燃烧与爆炸理论复习提纲及知识点
燃烧与爆炸理论复习提纲及知识点一、燃烧理论基础1.燃烧概念及特征：燃烧是指可燃物质与氧气（或含氧体）在一定条件下放出热、光以及大量的有害气体等物质，产生火焰、产生明亮或红外线的光亮、产生热、产生烟雾和气体等。
2.燃烧产物及其特点：燃烧产物主要有热、光、火焰、烟雾和气体等，其中烟雾和气体是有害的，会对人体以及环境造成危害。
3.燃烧过程及要素：燃烧过程由以下三个要素组成：燃料、助燃剂和氧气。
燃料是产生热的物质，助燃剂是加速燃烧的物质，氧气是燃烧的供给气体。
4.燃烧反应方程式：燃烧反应方程式描述了燃料和氧气在一定条件下发生燃烧的化学反应过程，可以通过方程式来推算燃烧的产物以及释放的能量。
5.燃烧的传热方式：燃烧的传热方式包括辐射、传导和对流。
辐射是指燃烧产生的热通过空气中的电磁波辐射传递；传导是指热通过物体固体材料内部的分子传递；对流是指热通过流体内部的对流传递。
二、燃烧过程和制止燃烧方法1.燃烧过程：燃烧过程包括燃烧启动、燃烧加速和燃烧自维持三个阶段。
燃烧启动是指燃料和氧气开始发生化学反应；燃烧加速是指燃料和氧气的化学反应速率逐渐加快；燃烧自维持是指燃料和氧气的化学反应维持在一定的速率，不再需要外界能量提供。
2.燃烧过程中的火焰结构：火焰由三个区域组成：燃料区、氧化区和冷却区。
燃料区是燃料、助燃剂和部分未反应的氧气混合的区域，发生燃烧反应；氧化区是氧气与燃料在火焰中反应的区域；冷却区是接近火焰外围的空气。
3.制止燃烧的方法：制止燃烧的方法主要有断燃剂、隔离、升温、窒息和抑制等。
断燃剂是指切断燃料与氧气接触的方法；隔离是指将燃料与氧气分开的方法；升温是指提高燃烧温度，使燃料燃烧困难；窒息是指排除氧气的方法；抑制是指使用抑制剂抑制火焰的方法。
三、爆炸理论基础1.爆炸概念及特征：爆炸是指可燃物质在一定条件下短时间内快速氧化或分解，产生大量高温、高压气体释放的现象。
爆炸特征包括爆炸压力、爆炸温度和爆炸速度等。
燃烧学导论知识点总结
燃烧学导论知识点总结燃烧学是研究燃烧现象和燃烧过程的一门学科，它是热力学和化学的交叉领域，对于我们的生活和生产具有非常重要的意义。
燃烧学导论是燃烧学这门学科的入门课程，主要介绍了燃烧现象、燃烧原理、燃料和氧化剂的选择以及燃烧过程中的热学和动力学问题。
本文将对燃烧学导论的主要知识点进行总结和分析。
一、燃烧现象1.燃烧的定义和基本特征燃烧是一种氧化反应，通常伴随着火焰、热量和光的释放。
燃烧过程具有三个基本特征：火焰、热量和光。
火焰是燃烧过程中产生的可见光和热辐射，是燃烧的主要特征之一。
热量是燃烧过程中产生的能量，它使燃料和氧化剂分子之间的化学键断裂，从而产生新的化合物。
光是燃烧过程中产生的可见光和紫外光，它是燃烧过程的一个重要特征。
2.燃烧的基本要素燃烧的基本要素包括燃料、氧化剂和点火源。
燃料是指能够在氧化剂的作用下发生化学变化的物质，通常包括固体、液体和气体三种状态。
氧化剂是指能够与燃料发生氧化反应的物质，最常用的氧化剂是空气中的氧气。
点火源是指能够使燃烧反应开始的能量来源，通常包括火花、高温或者化学助燃剂。
3.燃烧过程的控制因素燃烧过程的控制因素主要包括燃料的种类、氧化剂的供应和点火源的质量。
燃料的种类是指不同类型的燃料对于燃烧过程的影响，不同种类的燃料具有不同的燃烧特性。
氧化剂的供应是指氧气对于燃烧过程的供应，如果氧气供应不足，燃烧反应将受到限制。
点火源的质量是指点火源对于燃烧过程的起始作用，质量好的点火源可以使燃烧反应更加迅速和充分。
二、燃烧原理1.燃烧反应的能量变化燃烧反应是一种放热反应，它会释放大量的热量。
热量的释放是由于燃料和氧化剂分子之间的化学键断裂而产生的。
燃烧反应的能量变化可以用燃烧热和生成热表示，燃烧热是指单位质量燃料完全燃烧释放的热量，生成热是指燃烧过程中产生的新化合物所释放的热量。
2.燃烧反应的化学方程式燃烧反应的化学方程式是燃料和氧化剂发生反应形成新化合物的化学方程式。
燃料和氧化剂之间的化学反应会产生新的化合物和释放能量。
燃烧理论简介
简单反应： 仅有一个基元步骤构成 复杂反应： 由两个以上基元步骤构成的
§2-1-1 化学反应速率
二、化学反应速率
1、浓度的定义 常用的表示方法： （1）摩尔浓度： （2）分子浓度：
( Mol ) i Cm = (mol / m 3 ) V N N ( Mol ) i Cn = i = 0 = N 0 C（分子数 / m 3） m V V
CA = e − E A / RT CA
'
CB = e − E B / RT CB
'
§2-1-2 阿累尼乌斯定律
活化分子之间的有效碰撞次数为：
Z AB = F T C A C B e − E / RT
E = E A + EB
反应速率：
频率因子k 0
dCA dCB W =− =− = F T CACB e−E / RT dt dt
四、化学反应级数n
化学反应级数是指化学反应速率与浓度呈多少次方 的关系，就称为几级反应，它是浓度影响反应速率大小 与快慢的反映。 零级反应 一级反应 二级反应 三级反应
W =k W = kCA
2 W = kCA or CACB
K
§2-1-1 化学反应速率
四、化学反应级数
简单反应的级数常与反应式中作用物的分子数相同 反应级数可以不是整数，如一般碳氢燃料与氧的反应 是1.5～２级反应 反应级数是从化学动力学实验测定
. .
k0
§2-1-4 链锁反应
Cl+ H2 → HCl + H + . Cl2 → HCl + Cl
+ . H2 → HCl + H + . Cl2 → HCl + Cl
燃烧基本理论
总旳燃烧速度常数K
K=1/（1/Ks+1/Kd）
焦旳化学反应速度常数Ks一般以为满足Arrhenius公 式：
Ks=Aexp(-E/RTs) 气流旳扩散速度可由下式拟定[55]
Kd=2.3ФD/（d RTa）
其中，Ф为化学当量系数，与反应机理有关，在
C+O2→2CO时，Ф=2，在C+O2→CO2时Ф=1
。
一般，对于>100μm旳大 颗粒，且挥发分含量较多 旳煤，在慢速加热旳条件 下（<100℃/s），煤中旳 挥发分有可能在颗粒周围 到达着火条件而首先发生 均相着火。对于较小煤粒 及迅速加热条件下，则可 能是煤表面首先着火，这 就是非均相着火。
1）非均相着火
经典理论是热爆炸理论（Thermal Explosion Theory）即TET理论。
其他影响原因
燃烧速度不但与边界层扩散有关，而且与氧在孔 内旳扩散有关。
孔内扩散系数与焦旳孔隙构造亲密有关。 煤中矿物构成及含量对煤焦燃烧反应也具有影响。
灰分对燃尽影响比较复杂，灰分旳增大，一方面 会阻碍氧在煤焦内部旳扩散，另一方面，增长旳 灰分中旳空隙又会提升氧在煤焦内部旳扩散截面 积。
4．煤旳结渣性研究
纯碳与氧反应旳表观频率因子 Ko,c仅是碳粒温度与直径旳函数，而煤焦反 应旳频率因子 Ko,ch K ocf (s) , 表达煤焦比表面积f（s）影响 煤焦反应速率旳某一函数，显然f（s）是 个物理原因，它旳大小与煤质有关，所以煤焦反应旳频率因子与煤质有 关。
4．试验室研究情况
试验措施
直接观察 失重分析 分别统计煤粉、挥发分及煤焦旳失重曲线，对比三条失
1989年，Ｗ.Print[18]等人对煤粒在二维流化床中旳着火及 热解作了系统性旳试验研究。成果表白，在较高旳温度 下（>８００℃）确实是挥发分先析出并着火，在低温 下（<４５０℃）则是整个煤粒或煤粒表面某处着火。
燃烧基础理论知识课件PDF
燃烧基础理论知识目录§1.燃烧基础知识§2.火灾的定义和分类§3.建筑火灾的发生和发展过程§4.防火和灭火的基本原理§1.燃烧基础知识三、燃烧的类型四、燃烧的产物§1.燃烧基础知识三、燃烧的类型四、燃烧的产物燃烧是一种十分复杂的氧化还原化学反应，能燃烧的物质一定能够被氧化，而能被氧化的物质不一定都能够燃烧。
比如：铁生锈的过程就是被氧化，但是铁不能燃烧。
因此，物质是否发生了燃烧反应，可根据“化学反应、放出热量、发出光亮”这三个特征来判断。
§1.燃烧基础知识三、燃烧的类型四、燃烧的产物（一）燃烧的必要条件：可燃物、助燃物和 引火源可燃物：可以燃烧的物品。
如纸张、木材、煤炭、汽油、氢气等。
自然界中的 可燃物种类繁多，若按化学组成不同，可分为有机可燃物和无机可燃物两大类；按物理状态不同，可分为固体可燃物、液体可燃物和气体可燃物三大类助燃物：凡与可燃物相结合能导致和支持燃烧的物质。
最常见的助燃物是氧，包括游离的氧（空气中的氧）或化合物中的氧；此外，某些物质也可作为燃烧反应的助燃物，如氟、氯、氯酸钾等物质也可作为助燃物。
引火源(也称点火源)：凡使物质开始燃烧的外部热源(能源)。
引火源温度越高，越容易点燃可燃物质。
根据引起物质着火的能量来源不同，在生产生活实践中引 火源通常有明火、高温物体、化学热能、电热能、机械热能、生物能、光能和核能等。
§1.燃烧基础知识三、燃烧的类型四、燃烧的产物链式反应：有焰燃烧都存在着链式反应。
当某种可燃物受热，它不仅会汽化，而且其分子会发生热裂解作用，从而产生自由基。
自由基是一种高度活泼的化学基团，能与其他自由基和分子起反应，使燃烧持续进行 。
有焰燃烧需要有可燃物、助燃物、引火源和链式反应四个要素。
燃烧四面体§1.燃烧基础知识三、燃烧的类型四、燃烧的产物（二）燃烧的充分条件：具备了燃烧的必要条件，并不意味着燃烧必然发生。
燃烧学的基础认识
燃烧学的基础认识燃烧是一种氧化还原反应，通常需要三个要素：燃料、氧气和点火源。
燃料可以是固体、液体或气体，常见的燃料包括木材、煤炭、石油和天然气等。
氧气是燃烧反应的氧化剂，点火源则是引发燃烧反应的能量输入。
燃料在燃烧过程中与氧气发生氧化反应，产生二氧化碳和水等化合物，并释放出大量的能量。
燃烧反应通常伴随着火焰、热和光的产生。
火焰是燃料燃烧过程中可见的明亮和炽热的气体，热是燃烧过程中释放的能量，而光是由火焰所产生的可见光辐射。
燃烧过程中，燃料的燃烧速率受到多种因素的影响。
其中，燃料的物理性质、温度、氧气浓度和反应速率常数等因素都会对燃烧速率产生影响。
燃料的物理性质如燃烧点、闪点和挥发性等都会影响燃料的易燃性和燃烧速率。
温度是影响燃烧速率的重要因素，一般情况下，温度越高，燃烧速率越快。
氧气浓度是燃烧反应的重要参数，氧气浓度越高，燃烧速率越快。
反应速率常数是描述燃烧反应速率的物理量，它与反应物浓度、温度和反应机理等因素有关。
燃烧反应不仅是一种常见的化学反应，也是人类生活中不可或缺的过程。
燃烧为人类提供了能源，如燃料为汽车提供动力、燃烧为发电厂提供电能。
然而，燃烧也会带来一些负面影响，如空气污染和火灾等。
燃烧产生的废气和废物会对环境造成污染，如二氧化碳的排放对全球气候变化产生影响。
火灾是燃烧失控的一种情况，会给人类的生命财产造成巨大的损失。
为了更好地利用燃烧过程，保护环境和防止火灾，燃烧学的研究变得尤为重要。
燃烧学研究的内容包括燃烧机理、燃烧过程的数学模型和燃烧控制等。
通过研究燃烧机理和燃烧过程的数学模型，可以更好地理解燃烧反应的基本原理和特性，为燃烧过程的优化和控制提供科学依据。
燃烧控制技术可以通过调节燃料和氧气的供应、改变燃烧条件和优化燃烧设备等手段，实现燃烧过程的高效、清洁和安全。
燃烧学是研究燃烧反应的一门学科，它涉及燃料的燃烧过程、燃烧速率和燃烧控制等内容。
燃烧反应是一种常见的氧化反应，通过燃料与氧气的反应，产生能量、热和光。
燃烧基础知识
燃烧基础知识燃烧是一种常见的化学反应，它是指物质与氧气反应，释放出能量的过程。
燃烧是人类生活和工业生产中不可或缺的一部分，也是我们理解和应用能源的基本知识。
本文将介绍燃烧的基础知识，包括燃烧的定义、燃烧反应的特点以及燃烧产物的种类。
首先，燃烧简单来说就是物质与氧气发生化学反应的过程。
在燃烧过程中，通常需要三个要素：燃料、氧气和点火源。
燃料是一种可燃物质，可以是固体、液体或气体。
氧气是氧化剂，它是燃烧反应必不可少的参与者。
点火源是引导燃料和氧气反应的初始能量，可以是火花、火焰等。
燃烧反应的特点主要有三个方面。
首先，燃烧是一种放热反应，即燃料与氧气反应时，会释放出大量的能量。
这是因为燃烧反应是一种氧化反应，燃料中的碳、氢等元素与氧气结合形成二氧化碳、水等化合物，释放出化学能。
其次，燃烧是一种自持续反应，即一旦点火，燃料便会自动燃烧下去，不需要外界能量的输入。
最后，燃烧反应是一种快速而剧烈的反应，可以伴随着火花、火焰、爆炸等现象。
燃烧产物的种类主要取决于燃料的成分。
在燃料中含有碳元素时，燃烧反应会生成二氧化碳和水。
碳是一种重要的燃料，我们通常使用煤、油、天然气等作为燃料。
燃烧反应的产物主要是二氧化碳和水蒸气，同时还会释放出大量的热能。
当燃料中含有硫元素时，燃烧反应还会生成二氧化硫，这是大气污染物之一。
除碳和硫外，燃料中还可能含有氮、氧、氯等元素，这些元素在燃烧反应中也会参与生成相应的产物。
燃烧是人类利用能源的重要途径之一。
它提供了灯火通明、温暖的家园、驱动交通工具和发电等多种用途。
然而，在利用燃烧过程中也会产生一些问题。
首先，燃烧释放出的二氧化碳是温室气体之一，会导致全球气候变暖。
其次，燃烧产生的废气和废物会对环境造成污染，例如烟尘、气体和废弃物等。
因此，我们需要注意燃烧的效率和环保性，减少燃烧过程中的能量损失和污染。
总之，燃烧是一种物质与氧气反应的化学反应，它具有放热、自持续和剧烈等特点。
燃烧产物的种类和数量主要取决于燃料的成分。
消防基础知识-燃烧基础知识
精心整理
第一篇消防基础知识
第一章燃烧基础知识
第一节燃烧条件
一、
二、
闪点是判断液体火灾危险性大小以及对可燃性液体进行分类的主要依据。
可燃性液体的闪点越低，其火灾危险性也越大。
例如，汽油的闪点为－50℃，煤油的闪点为38～74℃，显然汽油的火灾危险性就比煤油大。
根据闪点的高低，可以确定生产、加工、储存可燃性液体场所的火灾危险性类别：闪点＜28℃的为甲类；闪点≥
28℃至＜60℃的为乙类；闪点≥60℃的为丙类。
第三节燃烧方式与特点
一、气体燃烧：扩散燃烧和预混燃烧。
二、液体燃烧：闪燃、沸溢、喷溅。
燃烧产物的危害性：二氧化碳和一氧化碳是燃烧产生的两种主要燃烧产物。
其中，二氧化碳虽然无毒，但当达到一定的浓度时，会刺激人的呼吸中枢，导致呼吸急促、烟气吸入量增加，并且还会引起头痛、神志不清等症状。
而一氧化碳是火灾中致死的主要燃烧产物之一，其毒性在于对血液中血红蛋白的高亲和性，它能够阻碍人体血液中氧气的输送，引起头痛、虚脱、神志不清等症状和肌肉调节障碍等除
毒性之外，燃烧产生的烟气还具有一定的减光性。
烟气在火场上弥漫，会严重影响人们的视线，使人们难以辩别火势发展方向和寻找安全疏散路线。
同时，烟气中有些气体对人的肉眼有极大的刺激性，使人睁不开眼而降低能见度。
燃烧与污染及污染控制技术燃烧理论基础教学课件
颗粒物排放
颗粒物排放
可吸入颗粒物
燃烧过程中会产生各种颗粒物，如烟尘、 灰烬等，这些颗粒物对环境和人体健康造 成危害。
可吸入颗粒物对人体健康危害极大，尤其 是对呼吸系统的影响，可引起咳嗽、呼吸 困难等症状。
细颗粒物
灰烬
细颗粒物又称PM2.5，是一种直径小于2.5 微米的颗粒物，其危害性更大，可进入肺 部深处，甚至进入血液循环系统。
燃烧污染控制的政策法规与标准
制定严格的排放标准
01
政府应制定更加严格的排放标准，限制燃烧过程产生的污染物
排放。
推行环保政策
02
通过实施环保税收、绿色金融等政策，鼓励企业采用清洁能源
和环保技术。
加强监管力度
03
加强对燃烧污染源的监管力度，对违规排放行为进行严厉处罚
。
THANKS
谢谢
氮氧化物
燃烧过程中会产生多种氮氧化物，如一氧化氮、二氧化氮 等，这些气体对人体健康和环境造成危害，如形成光化学 烟雾和酸雨等。
硫氧化物
燃烧煤、石油等化石燃料会产生大量硫氧化物，如二氧化 硫和三氧化硫，这些气体在大气中会形成酸雨，对生态环 境和人类健康造成危害。
一氧化碳
燃烧过程中会产生大量一氧化碳气体，这是一种有毒气体 ，对人体健康造成严重危害，尤其在密闭环境中更为危险 。
燃烧与污染及污染控制技术燃 烧理论基础教学课件
目录
CONTENTS
• 燃烧理论基础 • 燃烧产生的污染 • 燃烧污染控制技术 • 燃烧效率与污染物排放的关系 • 未来燃烧技术的发展趋势与挑战
01
CHAPTER
燃烧理论基础
燃烧的定义与特性
总结词
燃烧是一种化学反应过程，涉及 可燃物与氧气发生反应，释放出 光和热。
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燃烧理论基础简介一、碳粒燃烧的动力区、扩散区、过渡区1．动力区：温度低于900～1000℃时，化学反应速度小于氧气向碳粒表面的扩散速度，氧气的供应十分充足，提高扩散速度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于温度。
2．扩散区：温度高于1200℃时，化学反应速度大于氧气向碳粒表面的扩散速度，以至于扩散到碳粒表面的氧气立刻被消耗掉，碳粒表面处的氧浓度接近于0，提高温度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。
3．过渡区：介于动力区和扩散区之间，提高温度和提高扩散速度都可以提高燃烧速度。
若扩散速度不变，只提高温度，燃烧过程向扩散区转化；若温度不变，只提高扩散速度，燃烧过程向动力区转化。
二、直流煤粉燃烧器1、煤粉燃烧器的作用煤粉燃烧器是燃煤锅炉燃烧设备的主要部件。
其作用是：(1) 向炉内输送燃料和空气；(2) 组织燃料和空气及时、充分的混合；(3) 保证燃料进入炉膛后尽快、稳定的着火，迅速、完全的燃尽。
在煤粉燃烧时，为了减少着火所需的热量，迅速加热煤粉，使煤粉尽快达到着火温度，以实现尽快着火。
故将煤粉燃烧所需的空气量分为一次风和二次风。
一次风的作用是将煤粉送进炉膛，并供给煤粉初始着火阶段中挥发分燃烧所需的氧量。
二次风在煤粉气流着火后混入，供给煤中焦炭和残留挥发分燃尽所需的氧量，以保证煤粉完全燃烧。
直流燃烧器通常由一列矩形喷口组成。
煤粉气流和热空气从喷口射出后，形成直流射流。
（二）、直流煤粉燃烧器的类型直流煤粉燃烧器的一、二次风喷口的布置方式大致上有两种类型。
一类适用于燃烧容易着火的煤，如烟煤、挥发分较高的贫煤以及褐煤。
这类燃烧器的一、二次风喷口通常交替间隔排列，相邻两个喷口的中心间距较小。
我们称为均等配风方式，这种方式适合烟煤的燃烧。
因一次风携带的煤粉比较容易着火，故希望在一次风中煤粉着火后及时、迅速地和相邻二次风喷口射出的热空气混合。
这样，在火焰根部不会因为缺乏空气而燃烧不完全，或导致燃烧速度降低。
因而沿高度相间排列的二次风喷口的风量分配就接近均匀。
我公司三期锅炉燃烧器燃烬风喷口煤粉喷口油层喷口着火区煤粉高度集中，可能造成着火区供氧不足，延缓燃烧进程；一次风喷嘴附近为高温区，喷嘴易变形，使喷嘴出口附近气流速度分布不均，容易出现空气、煤粉分层现象。
为了消除这种现象，有时将一次风分割成多股小射流，使气流扰动增强，提高着火的稳定性。
一次风喷口附近处于高温，且一次风速较低，喷口易烧坏。
为了冷却一次．风喷口，可在一次风喷口上加装夹心风或周界风。
当然，夹心风或周界风也可增强一次风气流卷吸高温烟气的能力。
四角布置直流燃烧器的工作原理直流燃烧器一般布置在炉膛四角上。
煤粉气流在射出喷口时，虽然是直流射流，但当四股气流到达炉膛中心部位时，以切圆形式汇合，形成旋转燃烧火焰，同时在炉膛内形成一个自下而上的旋涡状气流。
直流喷燃器四角切圆燃直流燃烧器的工作过程： (1) 煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程；射流两侧的补气及压力平衡过程；(2)煤粉气流的着火过程；(3)(4) 煤粉与二次风空气的混合过程；气流的切圆旋转过程；(5) 焦碳的燃尽过程。
(6)上述几个过程虽然有先后顺序或某几个过程同时进行，但各过程之间的相互影响是十分显著的。
主气流卷吸高温烟气的过程从燃烧器喷口射出的气流仍然保持着高速流动。
由于气流的紊流扩散，带图6-4直流喷燃器烟气卷吸动周围的热烟气一道向前流动，这种现象叫“卷吸”。
由于“卷吸”，射流不断扩大，不断向四周扩张。
同时，主气流的速度由于衰减而不断减小。
正是由于射流的这种“卷吸”作用，将高温烟气的热量源源不断地运输给进入炉内的新煤粉气流，煤粉气流才得到不断加热而升温，当煤粉气流吸收足够的热量并达到着火温度后，便首先从气流的外边缘开始着火，然后火焰迅速向气流深层传播，达到稳定着火状态。
3.邻角气流的撞击点燃作用在切圆燃烧炉中，四股气流具有“自点燃”作用。
即煤粉气流向火的一侧受到上游邻角高温火焰的直接撞击而被点燃。
这是煤粉气流着火的主要条件。
背火的一侧也卷吸炉墙附近的热烟气，但这部分卷吸获得的热量较少，此外，一次风与二次风之间也进行着少量的过早混合，但这种混合对着火的影响不大。
4.煤粉气流接受辐射加热煤粉气流着火的热源部分来自炉内高温火焰的辐射加热，但着火的主要热源来自卷吸加热，约占总着火热源的60～70%。
5.热源不足时的着火当煤粉气流没有足够的着火热源时，虽然局部的煤粉通过加热也可达到着火温度，并在瞬间着火，但这种着火不能稳定进行，即着火后还容易灭火。
这样的着火极易引起爆燃，因而是一种十分危险的着火工况。
6．煤粉气流从着火到燃尽的各阶段煤粉气流在正常燃烧时，一般在距离喷口0.5～1.0米处开始着火，在离开喷口1～2米的范围内，煤粉中大部分挥发分析出并烧完，此后是焦炭和剩余挥发份的燃烧，需要延续10～20米甚至更长的距离。
当燃料到达炉膛出口处时，燃料中98％以上的可燃物可以完全燃尽。
四角切圆燃烧的气流偏斜采用四角燃烧方式的锅炉，运行中容易发生气流偏斜而导致火焰贴墙，引起结渣以及燃烧不稳定现象。
1.邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因射流自燃烧器喷口射出后，由于受到上游邻角气流的直接撞击，撞击点愈接近喷口，射流偏斜就愈大；撞击动量愈大，气流偏斜就愈严重。
射流两侧“补气”条件的影响射流自喷口射出后仍然保持着高速流动，射流两侧的烟气被卷吸着一道前进，射流两侧的压力就随着降低，这时，炉膛其它地方的烟气就纷纷赶来补充，这种现象称为“补气”。
如果射流两侧的补气条件不同，就会在射流两侧形成压差。
向火面的一侧受到邻角气流的撞击，补气充裕，压力较高；而背火面的一侧补气条件差，压力较低。
这样，射流两侧就形成了压力差，在压力差的作用下，射流被迫向炉墙偏斜，甚至迫使气流贴墙，引起结渣。
四角切圆燃烧的气流对射流弯曲变形影响较大(hr/b)3.燃烧器的高宽比燃烧器的高宽比值愈大，射流形状愈宽而薄，其“刚性”就愈差，因而，射流愈容易弯曲变形。
．在大容量锅炉上，由于燃煤量显著增大，燃烧器的喷口通流面积也相应增大，所以喷口数量必然增多。
为了避免气流变形和减小燃烧器区域水冷壁的热负荷，将燃烧器沿高度方向拉长，并把喷口沿高度分成2～3组，每组的高宽比不超过6，相邻两组喷口间留有空档，空档相当于一个压力平衡孔，用来平衡射流两侧的压力，防止射流向压力低的一侧弯曲变形。
图6-6压力平衡当燃烧器多层布置时对旋涡直径的影响较大上层气流不断的被卷吸到下层气流中，加上气流受热膨胀的影响，使气流容积流量增大，旋涡直径相应增大，一般可使实际切圆直径膨胀到假想切圆直径的7～8倍。
切圆直径炉内四股气流的相互作用，不仅影响到气流偏斜程度，也影响到假想切圆直径。
而切圆直径又影响着气流贴墙、结渣情况和燃烧稳定性。
此外，还影响着汽温调节和炉膛容积中火焰的充满程度。
当锅炉燃用的煤质变化较大时，切圆直径的调整十分重要。
当切圆直径较大时，上游邻角火焰向下游煤粉气流的根部靠近，煤粉的着火条件较好。
这时炉内气流旋转强烈，气流扰动大，使后期燃烧阶段可燃物与空气流的混合加强，有利于煤粉的燃尽。
切圆直径过大，也会带来下述的问题：(1) 火焰容易贴墙，引起结渣；(2) 着火过于靠近喷口，容易烧坏喷口；(3) 火焰旋转强烈时，产生的旋转动量矩大，同时因为高温火焰的粘度很大，到达炉膛出处，残余旋转较大，这将使炉膛出口烟温分布不均匀程度加大，因而既容易引起较大的热偏差，也可能导致过热器结渣，还可能引起过热器超温。
在大容量锅炉上为了减轻气流的残余旋转和气流偏斜，假想切圆直径有减小的趋势，对于300ＭＷ锅炉，切圆直径一般设计为700mm～1000mm。
同时，适当增加炉膛高度或采用燃烧器顶部消旋二次风(一次风和下部二次风正切圆布置，顶部二次风反切圆布置)，对减弱气流的残余旋转，减轻炉膛出口的热偏差有一定的作用，但还不可能完全消除。
．当然，切圆直径也不能过小，否则容易出现对角气流对撞，火焰推迟，四角火焰的“自点燃”作用减弱，燃烧不稳定，燃烧不完全，炉膛出口烟温升高一系列不良现象，影响锅炉安全运行。
或者给锅炉运行调节带来许多困难。
一次风与二次风的配比在锅炉燃烧设备和煤质一定的条件下，一次风与二次风的调节就成为决定着火和燃尽过程的关键。
一次风与二次风的工作参数用风量、风速和风温来表示。
1．一次风量一次风量主要取决于煤质条件。
当锅炉燃用的煤质确定时，一次风量对煤粉气流着火速度和着火稳定性的影响是主要的。
一次风量愈大，煤粉气流加热至着火所需的热量就越多，即着火热愈多。
这时，着火速度就愈慢，因而，距离燃烧器出口的着火位置延长，使火焰在炉内的总行程缩短，即燃料在炉内的有效燃烧时间减少，导致燃烧不完全。
显然，这时炉膛出口烟温也会升高，不但可能使炉膛出口的受热面结渣，还会引起过热器或再热器超温等一系列问题，严重影响锅炉安全经济运行。
对于不同的燃料，由于它们的着火特性的差别较大，所需的一次风量也就不同。
应在保证煤粉管道不沉积煤粉的前提下，尽可能减小一次风量。
对一次风量的要求: 满足煤粉中挥发分着火燃烧所需的氧量，满足输送煤粉的需要。
如果同时满足这两个条件有矛盾，则应首先考虑输送煤粉的需要。
例如，对于贫煤和无烟煤，因挥发分含量很低，如按挥发分含量来决定一次风量，则不能满足输送煤粉的要求，为了保证输送煤粉，必须增大一次风量。
但因此却增加了着火的困难，这又要求加强快速与稳定着火的措施，即提高一次风温度，或采用其它稳燃措施。
一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示，称为一次风率。
一次风率的推荐值列于表6-1。
表6-1 一次风率的推荐值2．一次风速在燃烧器结构和燃用煤种一定时，确定了一次风量就等于确定了一次风速。
一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一次风气流的刚度。
一次风速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定，甚至灭火。
任何一种燃料着火后，当氧浓度和温度一定时，具有一定的火焰传播速度。
当一次风速过高，大于火焰传播速度时，就会吹灭火焰或者引起“脱火”。
即便能着火，也可能产生其它问题。
因为较粗的煤粉惯性大，容易穿过剧烈燃烧区而落下，形成不完全燃烧。
有时甚至使煤粉气流直冲对面的炉墙，引起结渣。
一次风速过低，对稳定燃烧和防止结渣也是不利的。
原因在于：(1) 煤粉气流刚性减弱，易弯曲变形，偏斜贴墙，切圆组织不好，扰动不强烈，燃烧缓慢；(2) 煤粉气流的卷吸能力减弱，加热速度缓慢，着火延迟；(3) 气流速度小于火焰传播速度时，可能发生“回火”现象，或因着火位置距离喷口太近，将喷口烧坏；(4) 易发生空气、煤粉分层，甚至引起煤粉沉积、堵管现象；(5) 引起一次风管内煤粉浓度分布不均，从而导致一次风射出喷口时，在喷口附近出现煤粉浓度分布不均的现象，这对燃烧也是十分不利的。
四角布置燃烧器配风风速的推荐值列于表5-2。