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0.1)

4) 焦炭着火燃烧(CO 形成蓝色火焰，焦炭燃烧占燃烧时间0.9)

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；

减少碳粒直径，燃尽时间降低，但是对煤层燃烧时，煤的粒径不能太小，否则会影响氧化剂与煤的混合，降低氧的扩散速率；

氧气浓度C0增加，则燃尽所需时间τ下降；

加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降；

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；

减少颗粒中灰的含量A ar，则燃尽所需时间下降。

请给出煤炭燃烧过程？

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。

1.煤层燃烧的主要过程是什么？如何提高其燃烧效率？

过程：煤的预热；水分析出；挥发份析出；挥发份着火及燃烧；焦炭的着火和燃烧；焦炭的燃烬。

提高燃烧效率的措施：分段送风，按煤的不同燃烧过程需要风量合理配风及送风：分段送风(分仓送风)，按煤的不同燃烧过程需要风量合理配风及送风，宽度均匀送风；提高炉膛温度：加前后炉拱，确保前部适时稳定的着火，后部保温促燃；加二次风，增加炉内气体扰动，利于混合与燃烬；合理的煤层厚度和炉排行进速度。

层燃二次风的作用？

加二次风，增加炉内气体扰动，利于混合与燃烬

说明链条炉燃烧的特点？

特点一“有限着火”

由于新添加的煤不是落在已燃烧的燃料层上，而是落在刚由下部转入炉膛的冷炉排上，从炉排下经新煤层鼓入炉膛的是温度不高的空气，新煤层无法从下部得到热量，只能依靠上部高温烟气及炉墙等的辐射，实现预热、干燥、着火等过程

特点二燃烧具有区域性

1预热干燥区

2挥发分析出与燃烧区

3a焦炭氧化层区

3b焦炭还原区

4灰渣燃尽区

分析煤粉炉燃烧的原理、优缺点及对煤粉的要求？

原理：是将煤磨细到一定的细度(20~70m)的煤粉，被预热空气连续不断地送入炉内，使其在悬浮运动过程中完成燃烧反应，并能形成象气体燃料那样的具有明显轮廓的火炬。由

于颗粒很小，煤粉与空气的接触面积大大增加，二者混合好，容易着火，燃烧剧烈，燃尽绿高，过量空气系数较低，热效率高。

特点：可以大量地使用难着火或质量较差的燃料，如劣质煤和煤屑，甚至可以掺用一部分无烟煤和焦炭，煤种适应性广，最好使用挥发分高的煤，同时控制原煤的含水量；煤磨成煤粉(20～70微米)，增加了反应表面积(几百倍)，促进混合扩散，显著地改善了煤粉和空气在炉膛中的混合和着火条件，有利于燃烧，强化了燃烧强度，并有利于气体输送；燃烧速度快，炉温高，炉温容易调节，便于燃烧过程组织的机械化与自动化；燃烬效率高(97～99％)；分级送风：一次空气用来输送煤粉，约占15～20％，二次空气直接进入炉内，可预热，利于回收余热和节约燃料；在煤粉炉内，燃料和烟气的停留时间是相同的；容量不受限制。

悬浮燃烧一次风与二次风的作用？一次风份额确定原则？一次风份额过大或过小对煤粉悬浮燃烧的影响？

一次风：将煤粉送入炉膛，并供给煤粉着火阶段中挥发份燃烧所需的氧量，占全部燃烧空气量的15~30%

二次风：在煤粉气流着火后与其充分混合，供给煤粉中焦炭和残留挥发份燃烧所需的氧量，保证煤粉的完全燃烧

根据挥发份多少来确定一次空气比例；

一次风风率增大，煤粉气流着火所需热量增加，着火延迟。一次风过小，不利于燃料的混合与燃烧，容易造成不完全燃烧损失。

影响煤粉气流着火、燃烧、燃尽、结渣的主要因素有哪些？如何改善？

着火

1.燃煤特性：挥发份越高的煤，着火所需热量越少，火焰传播速度越高，着火越容易、

稳定；水分、灰分越高，着火所需热量越多，着火越困难；灰分高的煤，其火焰传播速度越低，着火越不稳定。

2.煤粉气流的初始温度：煤粉气流初始温度越高，着火所需热量越少，着火越容易，

益采用热风送粉。

3.煤粉细度：煤粉越细，温升越快，着火越容易；同时，由于煤粉表面积大，燃烧释

放的热量越多，着火越迅速。

4.一次风风率：一次风风率为一次风量占炉膛总风量(包括炉膛漏风在内)的百分比。

一次风风率增大，煤粉气流着火所需热量增加，着火延迟。对于着火困难的煤，一次风风率应选得很低，但是必须满足输送煤粉及煤粉着火后燃烧的需要。

5.着火区的烟气温度：着火区烟气温度越高，着火越迅速稳定，需合理布置二次风喷

口及提高其温度。

6.炉内高温烟气组织：组织好炉内高温烟气的合理流动是改善着火性能的重要措施，

如采用四角切圆燃烧或旋流燃烧等可改善着火条件。

燃烧

1.保持足够高的炉膛温度，但是不能引起结焦；

2.二次风的喷入应保证使其适时与煤粉气流混合：过早混合不利于着火，过迟则影响

燃烧；

3.在燃烧区域内组织良好的空气动力场，促使煤粉与空气强烈、均匀地混合。

燃尽

煤粉燃烬区域在炉膛上部，此处温度低，O2浓度低，燃烧进行缓慢。因此，需采取以下