南京工业大学工程燃烧学.doc

南京工业大学工程燃烧学
第一章绪论
第一节能源的分类
转化和利用的层次,一次能源(可再生能源、非可再生能源)、二次能源和终端能源。在当代人类社会经济生活中的地位,常规能源和新能源。
使用中对环境的影响,清洁能源和非清洁能源。
性质和利用方式,燃料能源(矿物、生物质、化工、核)和非燃料能源
燃烧,有强烈发光和放热的氧化反应。燃烧现象是流动、传热、传质和化学反应同时发生又相互作用的复杂物理化学现象。伴随着化学反应、传热和传质。
第二节燃烧的分类
化学反应传播的特性和方式,缓燃(普通燃烧)、强烈热分解、爆震。
是否有火焰,有火焰、无火焰(特点:容积释热)。
燃料和氧化剂是否预先混合,预混燃烧、非预混(扩散)燃烧、预混-非预混燃烧。
按燃料相态,气体燃料燃烧、液体燃料燃烧、固体燃料燃烧(层状/火床燃烧、流化床/沸腾燃烧、火室/悬浮燃烧)。
第三节工程燃烧设备的基本性能要求
燃烧热强度高(炉膛)、燃烧效率高(燃料)燃烧稳定性好、安全性好使用寿命长、燃烧产物的污染排放低、管理维护方便。
第二章燃料概论
第一节燃料的概念与分类
燃料,用以产生热量或动力的可燃性物质。
分类,按状态,固体燃料、液体燃料、气体燃料;按获取方法,天然燃料、人工燃料;按能量释放方式,化学燃料、核燃料。
第二节燃料的组成和特性
组成和分析,工业分析法(M(水分)+A(灰分)+V(挥发份)+FC(固定碳)=100);元素分析法(C+H+O+N+S+A+M=100);成分分析法)
成分基准
热值Q,单位质量或单位体积的燃料,在完全燃烧情况下所释放出的热量。(s、l,kJ/kg;
g,kJ/m3)
高位热值/总发热量,包含产物水的汽化潜热;低位热值,不包含产物水的汽化潜热。
成分基准的换算
第三节固体燃料(煤)
煤的种类(泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤)
挥发份,碳化程度浅的煤挥发份产率高,挥发份高,着火点低容易引燃和烧尽。
焦炭特性(焦结性),挥发份高焦结性差,随着挥发份减少,焦结性增强,挥发份过少时焦结性又有所降低。
其他使用性能,着火性、可磨性、热性质、热稳定性(耐热性)、结渣性。
第四节液体燃料(石油)
与煤比较优点,热值高、灰分低易燃烧、便于运输和储存、污染物排放低。
化学组成,烃类(脂肪烃、环烷烃、芳香烃)、少量S、O、N化物和水分等。烷基(石蜡基)石油、烯基石油、芳香基石油、中间基石油。
加工及主要产物,一次加工(常压蒸馏、减压蒸馏)、二次加工(热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、延迟焦化)、石油精制
第五节气体燃料
天然气,主要成分为烃类气体;与煤和燃料油比,污染小。
高炉煤气,高炉炼钢获得,主要为CO,有少量H2,不可燃气体多。
焦炉煤气,煤干馏获得,炼焦副产品,主要为H2、CH4、CO。
汽化炉煤气,空气发生炉煤气,不可燃气体多;水煤气,H2、CO含量高;混合煤气,可燃气体介于两者间。
液化石油气,石油开采和炼制过程中的副产物,主要为小分子烃,易液化。
生物燃料气体,甲烷和微生物产氢。
第三章工程燃烧计算
第一节燃烧过程的化学反应
假设,以单位燃料量为基准计算,固液1kg计算,气体1m3计算;空气和烟气都作为理想