《消防燃烧学》第1章_绪论及固体燃料.ppt

燃烧学 任课教师：王健 联系方式 E-mail: wjhpu@hpu.edu.cn 电话： 0391－3986282 手机办公室：安全学院408 工程燃烧学 主要内容：工程燃烧概述、燃料概论、燃烧反应计算、燃烧基本原理、燃烧方法与燃烧装置 成绩评定：平时成绩30%+期末考试成绩70% 燃烧学概论 燃烧与人类的文明发展息息相关 燃烧与人们的现实生活密切联系 火(燃烧)的利用，是人类文明的开始 航天动力 航空动力 汽车动力 锅炉灶具蜡烛 负面影响－火灾 负面影响－烟气污染 燃烧的应用 （1）动力工程 发电厂中煤的燃烧，汽车、飞机、船舶中的液体燃料的燃烧，燃气轮机天然气等的燃烧，火箭发动机中固体和液体推进剂的燃烧等。 （2）材料生产、工业供热 如钢、玻璃、陶瓷、水泥、精炼燃料和炭黑中的应用。 工厂中只要不是完全依靠电，就需要燃烧。 （3）家庭供热 燃烧的定义 燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的氧化反应。 放热、发光，区别于铁生锈 氧化反应有产物生成，区别于灯泡发光 涉及学科 综合交叉学科 化学动力学 热力学 反应流体力学 传热传质学 数学等 涉及物理过程 质量迁移 气流运动 组分扩散 能量传递 相变 压力变化 涉及化学过程 反应机理 反应速度 反应程度 燃烧产物的生成与控制 概述 燃烧学是一门艰深的交叉科学 涉及很多物理过程 涉及很多化学过程 我们使用的教材是相对最简单的一本 主要是基于工业生产应用 包含两部分内容：燃烧理论、燃烧技术 工业燃烧理论研究课题 各燃料的燃烧速度 燃烧稳定性 火焰的流场和结构 火焰辐射与传热 燃烧噪声 燃烧污染物生成机理与控制 燃烧过程的数学模型建立等 工业燃烧技术目标 针对不同燃料的特性提出合理的燃烧方法 根据生产工艺的具体要求研究和设计特殊性能的新型燃烧装置 研究和设计高效节能型燃烧装置 研究低噪声、低污染的燃烧技术 为计算机控制的工业燃烧过程提供数学模型 内容 （1）燃料概论：工业生产中最主要的燃料 煤 石油 煤气（高炉、焦炉、发生炉、转炉）、天然气、裂解气 （2）生产过程所涉及的燃烧计算 燃料燃烧的空气需要量和产物生成量 热量释放形成的温度 实际燃烧的空气消耗系数和不完全燃烧热损失 内容 （3）燃烧基本原理 燃料与氧气间的反应机理、反应速度 气态燃料与空气混合——射流 燃烧的起点——着火过程和条件 燃烧在空间上的继续——传播 燃烧在时间上的维持——火焰的结构与稳定 固体液体燃料燃烧——异相燃烧 内容 （4）燃烧技术 工业生产中的燃烧方法与装置 气体燃料的燃烧及技术 燃料油的燃烧及技术 煤的燃烧及技术 煤的气化 第一章 固体燃料 固体燃料 天然固体燃料 木质燃料 矿物质燃料——主要是煤 煤 现代工业生产主要能源 一些化学工业的原材料，如煤液化等 冶金工业的炼焦与气化 火电厂锅炉燃料，城市供暖锅炉燃料 第一节 煤的种类及其化学组成 煤的种类 煤是由古代植物经过极长的时间、极为复杂的变化过程转变而成的。 根据母体物质炭化程度的不同，可将煤分为四大类： 泥煤 褐煤 烟煤 无烟煤 泥煤 在地质学上 泥煤是最年轻的煤，刚刚由植物转变而来 在物理化学性上 泥煤含氧量最多高达28～38％，含碳较少，挥发份高，密度小 在使用性能上 可燃性好，反应性强，极易氧化和自燃，含硫量低，机械性能很差，吸水性强，灰分熔点很低 在工业上 主要用途是烧锅炉和做气化原料；工业价值不大，更不适合长途运输 褐煤 地质学 经泥煤进一步变化后生成，已完成了植物遗体的炭化过程。因能将热碱水染成褐色得名 物理化学性 与泥煤相比，密度较大，含碳量较高，氢和氧的含量较小，挥发分产率较低 使用性能 粘结性弱，很易于氧化和自燃，吸水性较强，新开采褐煤机械强度较大，但易在空气中风化和破碎 工业用途 可作为地方性燃料，不适合远地运输和长期储存 烟煤 物理化学性质 炭化程度较高。与褐煤相比，含碳量增加，氢和氧的含量减少，挥发分较少，密度较大，吸水性较小 工业用途 冶金工业和动力工业不可缺少的燃料 近代化学工业的重要原料 炼焦的主要原料，其最大的特点是具有粘结性，这是其他固体燃料所没有的 烟煤的分类 不是所有的烟煤都具体相同的粘结性 也不是所有具有粘结性的烟煤都适于炼焦 为适应炼焦和造气的工艺要求合理使用烟煤，依据粘结性强弱和挥发分产率大小等物理化学性质，烟煤可进一步分类 无烟煤 地质学 矿物化程度最高的煤，也是年龄最老的煤 物理化学性 密度大，含碳量高，挥发分极少，组织致密而坚硬，吸水性小，灰分少，含硫量低 使用性能 受热易爆裂成碎片，可燃性较差，不易着火，但发热量大 工业用途 燃料，适合长途运输和长期储存；热处理后提高抗爆性，可用于气化，或在小高炉化铁炉中代替焦炭 问题 有的煤叫贫煤、肥煤、不粘煤是怎么回