工程燃烧学1绪论
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煤的化学组成•煤由结构极其复杂的有机化合物和一些无机矿物质组成。
化合物的分子结构至今仍不十分清楚•化学组成测定方法–元素分析法–工业分析法元素分析•C:主要可燃元素,炭化程度越高,含碳量越大–泥煤:~70% 烟煤:78~90%–褐煤:70~78% 无烟煤:90%以上•氢(H)是含量较低,一般在5%以下。
以两种形式存在:•有效氢–氢元素与C、S结合–热值很高,约为C的3.7倍–含碳量为85%时,有效氢含量达到最大•化合氢元素与O结合形成不可燃化合物•氧(O)是煤中的有害元素,与C、H结合构成氧化物,使它们失去燃烧性而降低煤的热值。
炭化程度高,氧含量降低•氮(N)一般不反应。
但高温下会氧化形成有害气体NOx,产生污染•一般含量为0.5~2%•干馏工业中,可作为氮素资源回收•硫(S)有三种存在形式•有机硫,来自母体植物,均匀分布•黄铁矿硫,与铁结合在一起形成FeS2•硫酸盐硫,以硫酸盐的形式存在,主要是CaSO4·2H2O和FeSO4前两种硫都能参加燃烧,总称为可燃硫或挥发硫;第三种硫不能进行燃烧硫(S)是一种极为有害的物质–硫在燃烧后生成SO2和SO3能危害人体健康和造成大气污染及形成酸雨–在加热炉中能造成金属的氧化和脱碳–在锅炉中能引起锅炉换热面的腐蚀–焦炭中的硫还影响生铁和钢的质量很多情况下都要进行脱硫洗选•除掉黄铁矿硫和硫酸盐硫•焦炉洗精煤含硫量应控制在0.6%以下•灰分(A)为煤中矿物杂质在燃烧过程中经高温分解和氧化作用后生成的固体残留物–是一种有害成分•影响高炉冶炼的经济技术指标•降低煤发热量•低熔点灰分易结渣,有碍于空气流通和气流的均匀,使燃烧过程受到破坏•造成不完全燃烧,及不利于设备维护和操作•水分外部水分•不被燃料吸收而是机械地附在燃料表面上的水•在大气中自然风干后即可去除内部水分•被煤粒内部毛细孔吸附的水分,在内部均匀分布•自然风干不能去除,在105~110℃加热后去除通常指水分就是上两种,称为全水分化合水:矿物杂质的矿物结晶水,在200~500℃加热后去除热解水:机质中的氢和氧在干馏或燃烧后形成的水收到基–以包括全部七种组分在内的燃料成分总量作为计算基准,又称应用基。
《高等燃烧学》习题集与解答第一章绪论1、什么叫燃烧?答:燃烧标准化学定义:燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应。
燃烧的广义定义:燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应,不一定要有氧气参加。
2、燃烧的本质是什么?它有哪些特征?举例说明这些特征。
答:燃烧的本质是一种氧化还原反应。
它的特征是:放热、发光、发烟并伴有火焰。
3、如何正确理解燃烧的条件?根据燃烧条件,可以提出哪些防火和灭火方法?答:可燃物、助燃物和点火原始燃烧的三要素,要发生燃烧,可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度,点火源要有一定的温度和足够的热量。
根据燃烧的条件,可以提出一下防火和灭火的方法:防火方法:a、控制可燃物;b、隔绝空气;c、清除点火源灭火方法:a、隔离法;b、窒息法;c、冷却法;d、抑制法4、我国目前能源与环境的现状怎样?电力市场的现状如何?如何看待燃烧科学的发展前景?答:我国目前能源环境现状:一、能源丰富而人均消费量少我国能源虽然丰富,但是分布不均匀,煤炭资源60%以上在华北,水力资源70%以上在西南,而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。
虽然在生产方面,自解放后,能源开发的增长速度也是比较快,但由于我国人口众多,且人口增长快,造成我国人均能源消费量水平低下,仅为每人每年0.9吨标准煤,而1吨标准煤的能量大概可以把400吨水从常温加热至沸腾。
二、能源构成以煤为主,燃煤严重污染环境从目前状况看,煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上,成为我国主要的能源,煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。
以煤为主的能源构成以及62%的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用,成为我国大气污染严重的主要根源。
据历年的资料估算,燃煤排放的主要大气污染物,如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等,对我国城市的大气污染的危害已十分突出:污染严重、尤其是降尘量大;污染冬天比夏天严重;我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨;能源的利用率低增加了煤的消耗量。
第一讲重点:燃烧条件、及燃烧空气量的计算。
绪论燃烧学是研究燃烧的发生、发展和熄灭过程的学科。
一.燃烧学的研究内容燃烧的本质;着火机理、熄火机理;气、液、固体可燃物燃烧特性;燃烧技术(工程燃烧学);防灭火技术(消防燃烧学)。
二.燃烧学学习的目的和意义2.1 火的作用火被人类掌握和使用以后,为人类的进步和社会的发展作出了巨大贡献。
2.2火的危害火一旦失去控制,造成对国民经济的损失,同时,火灾还对环境和生态系统造成不同程度的破坏。
火灾还对社会带来不安定因素。
火灾指的是在时间和空间上失去控制的一种灾害性燃烧现象,包括森林、建筑、油类等火灾以及可燃气和粉尘爆炸。
火灾发生的必要条件:可燃物、空气和火源同时存在。
按火灾损失严重程度可分为特大火灾、重大火灾和一般火灾三类。
下面是几个典型火灾案例。
1998年1月3日,吉林省通化市东珠宾馆发生火灾。
1999年10月30日,韩国仁川市一幢4层楼的地下卡拉OK厅发生火灾,有57人被烧死,71人被烧伤。
2000年12月25日,洛阳东都商厦火灾。
2002年6月16日,位于海淀区学院路20号的“蓝极速”网吧发生火灾。
火灾烟气的组成:(1)气相燃烧产物;(2)未完全燃烧的液固相分解物和冷凝物微小颗粒;(3)未燃的可燃蒸汽和卷吸混入的大量空气。
火灾烟气中含有众多的有毒有害成分、腐蚀性成分和颗粒物等,加之火灾环境高温、缺氧,导致火灾中很多人因烟气窒息和中毒而死亡。
2.3目的和意义学习研究各种可燃物的着火条件――――防火学习研究物质爆炸规律―――预防爆炸学习研究燃烧、蔓延规律、熄灭―――灭火,减少损失学习研究燃烧烟气特性――――防排烟,减少人员伤亡三、火灾防治措施火灾防治措施有:建立消防队伍和机构、研制各种防灭火设备、制定相关防灭火法规、研究火灾机理和规律及调动社会各界力量投入防灭火。
四、燃烧学的研究对象和方法4.1燃烧学的研究对象燃烧学的主要研究方面:1、燃烧理论的研究。
2、燃烧技术的研究。