固体燃料
生物质燃料和固体矿物质燃料(煤)的主要差别
生物质燃料直接燃烧过程特性的分析 1 生物质燃料和固体矿物质燃料（煤）的主要差别 生物质燃料和煤碳相比有以下一些主要差别 1）含碳量较少,含固定碳少。生物质燃料中含碳量最高的也仅50%左右,相当于生成年代较少的褐煤的含碳量。特别是固定碳的含量明显地比煤炭少。因此, 生物质燃料不抗烧,热值较低。 2）含氢量稍多,挥发分明显较多。生物质燃料中的碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物,遇一定的温度后热分解而折出挥发物。所以,生物质燃料易被引燃燃烧初期,析出量较大,在空气和温度不足的情况下易产生镶黑边的火焰。在使用生物质为燃料的设备设计中必须注意到这一点。 3）含氧量多。生物质燃料含氧量明显地多于煤炭,它使得生物质燃料热值低, 但易于引燃。在燃烧时可相对地减少供给空气量。 4）密度小。生物质燃料的密度明显地较煤炭低,质地比较疏松,特别是农作物秸杆和粪类。这样使得这类燃料易于燃烧和燃尽,灰烬中残留的碳量较燃用煤炭 者少。 5）含硫量低。生物质燃料含硫量大多少于 0."20%,燃烧时不必设置气体脱硫装置降低了成本,又有利于环境的保护。 2 生物质燃料的燃烧过程 生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程,又是燃料和空气间的传热、传质过程。燃烧除去燃料存在外,必须有足够温度的热量供给和适当的空气供应。它可分作: 预热、干燥（水分蒸发）、挥发分析出和焦碳（固定碳）燃烧等过程。燃料送入燃烧室后,在高温热量（由前期燃烧形成）作用下,燃料被加热和析出水分。随后,然料由于温度的继续增高，约250C左右，热分解开始，析出挥发分，并形成焦碳。气态的挥发分和周围高温空气掺混首先被引燃而燃烧。一般情况下,焦碳被挥发分包 围着,燃烧室中氧气不易渗透到焦碳表面,只有当挥发分的燃烧快要终了时,焦碳及
生物质固体成型燃料的特征
生物质固体成型燃料的特征 (一）、生物质成型燃料是利用新技术及专用设备将各种农作物秸秆、木屑、锯末、果壳、玉米芯、稻草、麦秸、麦糠、树枝叶等低品位生物质，在不含任何添加剂和粘结剂的情况下，通过压缩成密度各异的生物质成型的清洁燃料，因为秸秆等物料中含有一定的纤维素和木质素，其木质素是物料中的结构单体，是苯丙烷型的高分子化合物。具有增强细胞壁、粘合纤维素的作用。木质素属非晶体，在常温下主要部分不溶于任何溶剂，没有熔点，但有软化点。当温度达到一定值时，木质素软化粘结力增加，并在一定压力作用下，使其纤维素分子团错位、变形、延展，内部相邻的生物质颗粒相互进行啮接，重新组合而压制成型，使松散的、能量密度低、热效率仅为10%左右、不易保存、不便运输与利用的生物质原料，经过加工变为致密的、能量密度高的、热效率可达45%左右、易保存和便于运输的高品位清洁能源产品。它具有燃烧特性好、燃烬率高、粉尘少、化学污染排放低的优势。 （二）、生物质固体成型燃料的组成结构生物质固体成型燃料由可燃质、无机物和水分组成，主要含有碳（C）、氢（H）、氧（O）及少量的氮（N）、硫（S）等元素，并含有灰分和水分。碳：生物质成型燃料含碳量少（约
为40-45%），尤其固定碳的含量低，易于燃烧。氢：生物质成型燃料含氢量多（约为8-10%），挥发分高（约为75%）。生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物，遇到一定的温度后热分解而析出挥发。硫：生物质成型燃料中含硫量少于0.02%，燃烧时不必设置烟气脱硫装置，降低了企业处理脱硫成本，又有利于环境的保护。氮：生物质成型燃料中含氮量少于0.15%，NOx排放完全达标。灰分：生物质成型燃料采用高品质的木质类生物质作为原料，灰分极低，只有3-5%左右。 （三）、生物质固体成型燃料的理化指标生物质燃料成型后的主要技术参数：密度：700—1300千克／立方米；灰分：3—20 %; 水分≤15% 。热值：3500—4500大卡／千克；生物质成型燃料块的热值以原料的种类不同而不同。以玉米秸秆为例：热值约为煤的0.8～0.95倍，即1.1t的玉米秸秆成型燃料块相当于1t煤的热值，玉米秸秆成型燃料块在配套的下燃式生物质燃烧炉中燃烧，其燃烧效率是燃煤锅炉的1.3～1.5倍，因此1t玉米秸秆成型燃料块的热量利用率与1t煤的热量利用率相当。生物质固体成型燃料的指标表：项目指标热 值 >4200kcal/kg 密度 >1.1t/m 3 外观方（圆）柱型φ1-3cm 灰分≤ 7% 水分≤ 13% 燃烧率≥ 96%
固体燃料火箭发动机学习笔记
固体火箭发动机的基本结构：点火装置、燃烧室、装药、喷嘴构成。 固体火箭发动机的工作与空气无关 常见的推进剂有：1.双基推进剂（双基药） 2.复合推进剂（复合药） 3.复合改进双基推进剂（改进双基药）
直接装填！ 形式： 自由装填：药柱直接放在燃料室 贴壁浇筑：把燃料直接和燃烧室粘贴在一起（液体发动机发射前现场加注推进剂）固体火箭一旦制造完成即处于待发状态 经过压身或浇注后形成的一定结构形式的装药我们叫他装药或者药柱 药柱的燃烧面积在燃烧过程中随时间变化必须满足一定的规律 完成特定任务所需要的。
装药面积的燃烧规律决定了发动机压强和推力面积的发展规律。 为了满足上述规律需要对装药的表面用阻燃层进行包裹，来控制燃烧面积变化规律。 药柱可以是：当根、多根，也可事实圆孔药，心孔药 燃烧室是一个高压容器！ 装药燃烧的工作室。 燃烧时要求要求： 容积、对高温（2000-3000K）高压气体(十几到几十兆帕)的承载能力 与高温燃气直接接触的壳体表面需要采用适当的隔热措施
高温高压燃气的出口 作用： 1.控制燃气流出量保持燃烧室内足够压强。 2.使燃气加速膨胀，形成超声速气流，产生推动火箭前进的反作用推力。
部件作用：进行能量转化 工艺特点： 形状：先收拢后扩张的拉瓦尔喷灌，由收敛段、头部、扩张段、 中小型火箭，锥形喷管（节省成本和时间） 工作时间长、推力大、质量流速大采用高速推进剂的大型火箭采用特制喷管（收敛段和和直线段的母线可能不是直线可能是抛物线双圆弧）仔细设计型面，提高效率 作用：使燃气的流动能够从亚声速加速到超声速流 喉部环境十分恶略，烧蚀沉积现象影响性能（改变喉部尺寸改变性能）。
冶金生产中常用的固体燃料
冶金生产中常用的固体燃料 冶金常用固体燃料 固体燃料种类很多如木材、木炭、煤、焦炭、粉煤等。在冶金生产中有实用价值的是煤、焦炭、粉煤。 1.煤：煤可分为泥煤、褐煤、烟煤及无烟煤，冶金工业应用的是烟煤。 （1）煤的工业分析成分：煤是复杂的有机化合物，对其进行元素分析比较困难，现在普遍采用工业分析法，将煤分成四个组成物：挥发物、固定碳、灰分、水份。 1）挥发物：煤在隔离空气条件下，加热到850℃，分解出来的气体量，作为挥发物含量。 挥发物的化学成分中主要是H2、CH4、C2H4……等等，碳氢化合物的气体混合物。挥发物是可燃的。含挥发物高的烟煤，燃烧时速度快，发热量高，火焰长。挥发物可以制作煤焦油，及许多有用的化工材料； 2）固定碳：将煤在高温下分解出挥发物，残留上的固体可燃物质称之为固体碳。它是煤中重要的发热成分（C）； 3）灰分：煤完全燃烧后，剩下来的固体渣称为灰分； 4）水份：水在煤中的形式主要是机械地附着在煤表面或被吸附在燃料内部，或以结晶水形式存在于杂质中（如CaSO4·2H2O）。 （2）烟煤： 烟煤是冶金工业重要的原料，其优点是烟煤燃烧生成的火焰较长，有利于炉内温度的分布。烟煤固定碳含量在50~60%，灰份一般波动在10～30%之间，水分为2～10%。 烟煤的低发热量介于6500～7500千卡/公斤。烟煤发热量计算可以用北京煤矿科学研究院提出的经验公式： Q低=（50F+K-9A-△Q）千卡/公斤 式中F——固体碳百分含量： A——灰分的百分含量： K——与挥发物含量有关的系数； [挥发物百分含量：≤20 20～30 30～40
K值：4300～4600 4600～5100 4800～5200] △Q=2.97（100-W-A）+6W 当挥发份≤18%时； △Q=2.16（100-W-A）+6W 式中W——水的百分含量。 2.焦炭： 焦炭是焦结烟煤在隔绝空气下进行高温干馏的产品，它是冶金工业重要的燃料。冶金焦炭多孔隙，孔隙度为45～55%。冶金工业对焦炭提出的要求条件为： （1）化学成分：△燃（挥发物）<1.2%；A干<15%；S干≯1.0%。 （2）块度：为保证透气性，其块度一般规定为28~125毫米。 （3）焦炭低发热量：一般为6350～6550千卡/公斤。 二、液体燃料 液体燃料包括汽油、煤油、柴油及重油。冶金工业炉所用液体燃料主要是重油。 1.重油的性质：重油比较稠浓，为褐色或绿褐色，发热量9500～1000千卡/公斤。 2.重油牌号：可分20、60、100和200号。其牌号是按照在50℃以下，重油的恩氏粘度排列的。
典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验解读
第５期罗娟等：典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验２５２圈Ｆｅ∞ 如北如加０—Ａ１圈ＮａＭｇ芝盘 ｉ蜓图ｃａ圜Ｋ囱ｓｉ圈底灰结渣率落叶松棉秆玉米秸麦秸木屑混合木质玉米秸红松生物质颗粒燃料注：玉米秸一含添加剂的玉米秸；木屑一木屑＋生壳（：）花１４图７灰渣的化学组成成分及底灰结渣率Ｆｇ７Ｃｈｍｉａｏｏｅｔｆａｈｓａｎｌｋｅｉｇｒｔｆｏｔｍｓｉ．ｅｃｌｍｐｎｎｓｏ，ｌｇａｄｃｉｒｎｅｏｂｔｏａｈｃｓｎａ３结论与建议１）生物质颗粒燃料所需的点火时间与燃料的挥发份、含水率密切相关，挥发分越高，含水率越低，点火时间越短。及趋势分析［．农业工程学报，２０，２（）７－２２Ｊ］０７３９：２６８．ＷａｇＪｕｈｎｎｉｃｅ，Ｄａｉ，Ｔａｓｕ，ｅ１ＡｎｌｓｓｏｅｉＬｎｉｎＹｉｈｉｔａ．ａｙｉｆｔｈｄｖｌｐｎｔｔｓａｄｔｎｓｏｉｍａｓｅｅｇｄｓｒｅｅｏｍｅｔｓａｕｎ ｅｄｆｂｏｓｎｒｙｉｕｔｙｉｒｎｎＣｉａＪ．ｒｎａｔｎｆ
ｅＣＡ，０７２（）２６２２ｈｎ［ＴａｓｃｉｓＳＥ２０，３９：７－８．］ｏｏｔｈ（ｈｎｓｔｎｌｈａｓａＯｉＣｉｅｅｈＥｇｉｂｔｃｎｗｉｓｒ２）生物质颗粒燃料在燃烧器中正常燃烧时的Ｓ、Ｏ：ＮＯ等污染物排放浓度远低于国家标准，但存在着部分生物质颗粒燃料灰分含量过大、结渣严重等问题，从而导致燃烧器难以连续运行。３）燃料的灰熔融特性对其结渣率有较大影响，对大多数燃料来说，软化温度越高，结渣率越低，当软化温袁艳文，林聪，赵立欣，等．生物质固体成型燃料抗结渣研究进展［．可再生能源，２０，（）４７Ｊ】０９５：５—５．ＹｕｎＹａｗｅ，Ｌｉｎ，ＺａｉｉａｎｎｎＣｏｇｈｏＬｘｎ，ｅ１ｈｅｅｃｔａ．Ｔｅｒｓａｈｒｐｏｅｓｆｔｓｇｉｇｆｒｉｍａｓｅｌｆｅ［．ｅｅｂｅｒｃｓａｉｌｇｎｏｓｌｕｌ］Ｒｎｗａｌｏｎ—ａｏｂｐ￣ＪＥｅ ｅｏｒｅ，２０，（）４５．（ｈｎｓＩｔｎｒＲｓｕｃｓ０９５：５—７ｉＣｉｅｅ１ｉｙｇｎ】ｂｌ，ＥｇｉｓａＯｎｌｈａｔｃｓｂｒ盛奎川，吴杰．生物质成型燃料物理品质和成型机理的研究进展明．农业工程学报，２０，２（）４－２５０４Ｏ２：２２４．ＳｅｇＫｕｃｕｎＷｕＪｅＲｅｉｗｎｐａｓｃｌｒｐｒｉｓａｄｈｎｉｈａ，ｉ．ｖｅｏｌｉａｏｅｔｎｙｐｅ度达到一定数值时，燃料不会发生结渣，如落叶松。４）影响生物质颗粒燃料结渣趋势的元素主要有ｓ、ｉ碱金属和碱土金属。其中，Ｓｉ元素含量越高，碱金属含量越高，越易于结渣；碱土金属含量越大，越抗结渣。ｆｒｎｃａｉｆｉｍａｓｂｑｅｔ［．ｒｎａｔｎｏｍｉｇｍｅｈｓｏｏｓｒｕｔｓＪＴａｓｃｏｓｎｍｓｂｉｅ］ｉｏｅＣＡＥ０４０２：２２—２５ｉｈｅｅｗｔｆｔＳ，２０，２（）４ｈ４．（Ｃｉｓｉｎｎｈ添加适当的添加剂，可有效改善燃料的结渣性能。建议在生产生物质颗粒燃料时添加适当的添加剂，以降低燃料的结渣率，改善运行工况；同时，建议对国外引进的燃烧器进行优化改进，及时排出灰渣，保证其正常连续运行，以适应中国的国情。［参
固体燃料燃烧习题集
1. 煤粒的燃烧过程主要包括哪几个步骤 1)煤的加热与干燥 2)析出挥发份和形成焦炭 3)挥发份着火燃烧(明亮的火焰，占燃烧时间 4) 焦炭着火燃烧(CO 形成蓝色火焰，焦炭燃烧占燃烧时间 5)灰渣的生成 2. 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( 动力燃烧 )、(扩散燃烧 )和( 过渡燃烧 )三类。 2. 写出异相化学反应速度的计算式，什么是碳粒的动力燃烧、扩散燃烧与 过渡态燃烧各自的影响因素有哪些 3.颗粒直径、温度和颗粒与气流之间的相对速度对燃烧区域(动力区、扩散区)的影响是什么 颗粒直径d 0↓，S m =b /k ↑燃烧反应向动力区移动； 当温度T ↑，exp(-Ea/RT)↑，S m =b /k ↓,燃烧反应向扩散区移动； 当气流与煤炭颗粒之间相对速度Re ↑，S m =b /k ↑反应向动力区移动 简述碳颗粒燃烧的两种机理。碳燃烧过程中的氧化反应和气化反应是什么 111C k W +=β
通过提高气流与固体颗粒之间相对速度来强化燃烧的原理是什么在什么情况下适用 答：原理：根据式 6.0 3 1Re Pr 37 .0 2+ = zl Nu ，可以看出，提高气流速度与固体之间相对速 度即增大Re，有利于传质，相当于适当提高氧气的浓度。这对于燃烧处于扩散区时较为适用。 试分析大碳粒异相燃烧主要过程、机理及特点强化煤炭燃烧有哪些途径 大碳粒燃烧的主要过程：气相反应介质向碳颗粒外表面反应表面传递；气相反应介质由碳颗粒外表面向颗粒内反应表面传递；气相反应介质吸附到反应表面；表面化学反应；反应产物从反应表面脱附；反应产物由反应表面向颗粒外表面传递；反应产物由颗粒外表面向气相中的传递。 机理：低温区――沿氧化反应的动力曲线进行；1000～1100℃左右――按扩散曲线进行；继续提高温度――按还原反应动力曲线进行，燃烧速度随温度的升高而急剧增加；再提高温度当温度足够高时――将按扩散曲线进行。 特点：异相反应：反应不仅发生在外表面，而且在碳粒内孔隙表面进行；对于碳的燃烧，温度始终有显著影响；不同温度段，碳的燃烧反应机理不同。 强化途径：碳粒的粒径R0下降，燃烧表面积大大增加，燃尽所需时间τ下降(成平方关系)――－粉状燃烧；氧气浓度C0增加，则燃尽所需时间τ下降，可强化燃烧――富氧燃烧；加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降，可强化燃烧――强制通风；减少颗粒中灰的含量A ar，则燃尽所需时间下降――低灰优质燃烧――选煤技术；提高燃烧温度，可使反应速率常数增加，则燃尽所需时间下降――炉拱技术。 碳粒的燃尽时间及其与哪些因素有关煤粉燃烬阶段属于什么燃烧区，此阶段应采取什么样的强化燃烧手段 动力燃烧区 提高空气过量系数，碳粒燃尽时间降低；