《消防燃燒學(xué)》第1章緒論及固體燃料ppt課件

1、熄滅學(xué)任課教師：王健聯(lián)絡(luò)方式: ： 03913986282手機(jī)公室：平安學(xué)院408工程熄滅學(xué)主要內(nèi)容：工程熄滅概述、燃料概論、熄滅反響計(jì)算、熄滅根本原理、熄滅方法與熄滅安裝成果評(píng)定：平常成果30%+期末考試成果70%熄滅學(xué)概論熄滅與人類的文明開(kāi)展息息相關(guān)熄滅與人們的現(xiàn)實(shí)生活親密聯(lián)絡(luò)火(熄滅)的利用，是人類文明的開(kāi)場(chǎng)航天動(dòng)力航空動(dòng)力汽車動(dòng)力鍋爐灶具蠟燭負(fù)面影響火災(zāi)負(fù)面影響煙氣污染熄滅的運(yùn)用1動(dòng)力工程發(fā)電廠中煤的熄滅，汽車、飛機(jī)、船舶中的液體燃料的熄滅，燃?xì)廨啓C(jī)天然氣等的熄滅，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中固體和液體推進(jìn)劑的熄滅等。2資料消費(fèi)、工業(yè)供熱如鋼、玻璃、陶

2、瓷、水泥、精煉燃料和炭黑中的運(yùn)用。工廠中只需不是完全依托電，就需求熄滅。3家庭供熱熄滅的定義熄滅是一種同時(shí)伴有放熱和發(fā)光效應(yīng)的猛烈的氧化反響。放熱、發(fā)光，區(qū)別于鐵生銹氧化反響有產(chǎn)物生成，區(qū)別于燈泡發(fā)光涉及學(xué)科綜合交叉學(xué)科化學(xué)動(dòng)力學(xué)熱力學(xué)反響流膂力學(xué)傳熱傳質(zhì)學(xué)數(shù)學(xué)等涉及物理過(guò)程質(zhì)量遷移氣流運(yùn)動(dòng)組分分散能量傳送相變壓力變化涉及化學(xué)過(guò)程反響機(jī)理反響速度反響程度熄滅產(chǎn)物的生成與控制概述熄滅學(xué)是一門(mén)艱深的交叉科學(xué)涉及很多物理過(guò)程涉及很多化學(xué)過(guò)程我們運(yùn)用的教材是相對(duì)最簡(jiǎn)單的一本主要是基于工業(yè)消費(fèi)運(yùn)用包含兩部分內(nèi)容：熄滅實(shí)際、熄滅技術(shù)工業(yè)熄滅實(shí)際研討課題各燃料的熄滅速度熄滅穩(wěn)定性火焰的流場(chǎng)和構(gòu)造火焰輻射與傳

3、熱熄滅噪聲熄滅污染物生成機(jī)理與控制熄滅過(guò)程的數(shù)學(xué)模型建立等工業(yè)熄滅技術(shù)目的針對(duì)不同燃料的特性提出合理的熄滅方法根據(jù)消費(fèi)工藝的詳細(xì)要求研討和設(shè)計(jì)特殊性能的新型熄滅安裝研討和設(shè)計(jì)高效節(jié)能型熄滅安裝研討低噪聲、低污染的熄滅技術(shù)為計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)熄滅過(guò)程提供數(shù)學(xué)模型內(nèi)容1燃料概論：工業(yè)消費(fèi)中最主要的燃料煤石油煤氣高爐、焦?fàn)t、發(fā)生爐、轉(zhuǎn)爐、天然氣、裂解氣2消費(fèi)過(guò)程所涉及的熄滅計(jì)算燃料熄滅的空氣需求量和產(chǎn)物生成量熱量釋放構(gòu)成的溫度實(shí)踐熄滅的空氣耗費(fèi)系數(shù)和不完全熄滅熱損失內(nèi)容3熄滅根本原理燃料與氧氣間的反響機(jī)理、反響速度氣態(tài)燃料與空氣混合射流熄滅的起點(diǎn)著火過(guò)程和條件熄滅在空間上的繼續(xù)傳播熄滅在時(shí)間上的維持火

4、焰的構(gòu)造與穩(wěn)定固體液體燃料熄滅異相熄滅內(nèi)容4熄滅技術(shù)工業(yè)消費(fèi)中的熄滅方法與安裝氣體燃料的熄滅及技術(shù)燃料油的熄滅及技術(shù)煤的熄滅及技術(shù)煤的氣化第一章 固體燃料固體燃料天然固體燃料木質(zhì)燃料礦物質(zhì)燃料主要是煤煤現(xiàn)代工業(yè)消費(fèi)主要能源一些化學(xué)工業(yè)的原資料，如煤液化等冶金工業(yè)的煉焦與氣化火電廠鍋爐燃料，城市供暖鍋爐燃料第一節(jié) 煤的種類及其化學(xué)組成煤的種類煤是由古代植物經(jīng)過(guò)極長(zhǎng)的時(shí)間、極為復(fù)雜的變化過(guò)程轉(zhuǎn)變而成的。根據(jù)母體物質(zhì)炭化程度的不同，可將煤分為四大類：泥煤褐煤煙煤無(wú)煙煤泥煤在地質(zhì)學(xué)上泥煤是最年輕的煤，剛剛由植物轉(zhuǎn)變而來(lái)在物理化學(xué)性上泥煤含氧量最多高達(dá)2838，含碳較少，揮發(fā)份高，密度小在運(yùn)用性能上可燃

5、性好，反響性強(qiáng)，極易氧化和自燃，含硫量低，機(jī)械性能很差，吸水性強(qiáng)，灰分熔點(diǎn)很低在工業(yè)上主要用途是燒鍋爐和做氣化原料；工業(yè)價(jià)值不大，更不適宜長(zhǎng)途運(yùn)輸褐煤地質(zhì)學(xué)經(jīng)泥煤進(jìn)一步變化后生成，已完成了植物遺體的炭化過(guò)程。因能將熱堿水染成褐色得名物理化學(xué)性與泥煤相比，密度較大，含碳量較高，氫和氧的含量較小，揮發(fā)分產(chǎn)率較低運(yùn)用性能粘結(jié)性弱，很易于氧化和自燃，吸水性較強(qiáng)，新開(kāi)采褐煤機(jī)械強(qiáng)度較大，但易在空氣中風(fēng)化和破碎工業(yè)用途可作為地方性燃料，不適宜遠(yuǎn)地運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)存煙煤物理化學(xué)性質(zhì)炭化程度較高。與褐煤相比，含碳量添加，氫和氧的含量減少，揮發(fā)分較少，密度較大，吸水性較小工業(yè)用途冶金工業(yè)和動(dòng)力工業(yè)不可短少的燃料近代

6、化學(xué)工業(yè)的重要原料煉焦的主要原料，其最大的特點(diǎn)是具有粘結(jié)性，這是其他固體燃料所沒(méi)有的粘結(jié)性：煙煤在受熱時(shí)本體粘結(jié)或與外加惰性物質(zhì)粘結(jié)的才干，它是評(píng)價(jià)工業(yè)用煤特別是煉焦煤的主要目的 煙煤的分類不是一切的煙煤都詳細(xì)一樣的粘結(jié)性也不是一切具有粘結(jié)性的煙煤都適于煉焦為順應(yīng)煉焦和造氣的工藝要求合理運(yùn)用煙煤，根據(jù)粘結(jié)性強(qiáng)弱和揮發(fā)分產(chǎn)率大小等物理化學(xué)性質(zhì)，煙煤可進(jìn)一步分類無(wú)煙煤地質(zhì)學(xué)礦物化程度最高的煤，也是年齡最老的煤物理化學(xué)性密度大，含碳量高，揮發(fā)分極少，組織致密而鞏固，吸水性小，灰分少，含硫量低運(yùn)用性能受熱易爆裂成碎片，可燃性較差，不易著火，但發(fā)熱量大工業(yè)用途燃料，適宜長(zhǎng)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)存；熱處置后提高抗

7、爆性，可用于氣化，或在小高爐化鐵爐中替代焦炭問(wèn)題有的煤叫貧煤、肥煤、不粘煤是怎樣回事，是如何分的？根據(jù)煙煤的粘結(jié)性的強(qiáng)弱以及揮發(fā)分產(chǎn)率的大小進(jìn)展的進(jìn)一步劃分煤的詳細(xì)分類以反映煤化程度的枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf為第一目的來(lái)區(qū)分無(wú)煙煤與煙煤，褐煤無(wú)煙煤Vdaf 10; 褐煤Vdaf 37Vdaf枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分，PM透光率煤的詳細(xì)分類以枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf和枯燥無(wú)灰基氫含量Hdaf這兩個(gè)反映煤化程度的目的來(lái)劃分無(wú)煙煤中的小類運(yùn)用反映煤化程度的枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf和反映粘結(jié)性的幾個(gè)目的(粘結(jié)指數(shù)GR.I. ，膠質(zhì)層最大厚度Y和奧阿膨脹度b)對(duì)煙煤進(jìn)展細(xì)分采用透光率PM來(lái)劃分褐煤中的小類并區(qū)分

8、褐煤與煙煤，另外還運(yùn)用恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量Q gr,maf作為區(qū)分褐煤與煙煤的輔助目的。無(wú)煙煤分類注：如用兩個(gè)目的劃分小類矛盾時(shí)，以按Hdaf劃分小類的結(jié)果為準(zhǔn)。煙煤分類煙煤與褐煤分類煙煤小類的區(qū)分法煙煤小類當(dāng)粘結(jié)指數(shù)GR.I. 85時(shí)，用枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf和膠質(zhì)層最大厚度Y或用枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf和奧阿膨脹度b值來(lái)分類。如按b值和Y值劃分類別有矛盾時(shí)，以Y值劃分的類別為準(zhǔn)煙煤長(zhǎng)焰煤與褐煤區(qū)別凡枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf 37%， 粘結(jié)指數(shù)GR.I. =5者以透光率PM來(lái)區(qū)分長(zhǎng)焰煤和褐煤， PM 3050%，再測(cè)恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量Qgr,maf ，假設(shè)其值24MJ/kg那么為長(zhǎng)焰煤，

9、其值24MJ/kg那么為褐煤煤的化學(xué)組成煤由構(gòu)造極其復(fù)雜的有機(jī)化合物組成?；衔锏姆肿訕?gòu)造至今仍不非常清楚化學(xué)組成C、H、O、N、S元素分析值可燃質(zhì)水分W不可燃礦物質(zhì)灰分A惰性質(zhì)碳C煤的炭化程度越高，含碳量越大泥煤：70褐煤：7078煙煤：7890無(wú)煙煤：90以上氫H有效氫，與碳、硫結(jié)合在一同的，可以熄滅放出熱量發(fā)熱量約為碳的三倍半在含碳量為85時(shí)，有效氫含量到達(dá)最大化合氫，與氧結(jié)合在一同，曾經(jīng)不能再熄滅氧O氧O使煤中可燃元素失去熄滅能夠性，從而使煤的熱值降低，是煤中的有害物質(zhì)氮N氮N：惰性元素，但在高溫下會(huì)被氧化構(gòu)成污染嚴(yán)重的有害氣體NOx煤中含氮量為0.52%在干餾工業(yè)中，可做為氮素資源回

10、收硫S硫S有三種存在方式有機(jī)硫，來(lái)自母體植物，均勻分布黃鐵礦硫，與鐵結(jié)合在一同構(gòu)成FeS2硫酸鹽硫，以硫酸鹽的方式存在，主要是CaSO4.2H2O和FeSO4前兩種硫都能參與熄滅，總稱為可燃硫或揮發(fā)硫；第三種硫不能進(jìn)展熄滅硫S硫S是一種極為有害的物質(zhì)硫在熄滅后生成SO2和SO3能危害人體安康和呵斥大氣污染及構(gòu)成酸雨在加熱爐中能呵斥金屬的氧化和脫碳在鍋爐中能引起鍋爐換熱面的腐蝕焦炭中的硫還影響生鐵和鋼的質(zhì)量很多情況下都要進(jìn)展脫硫洗選除掉黃鐵礦硫和硫酸鹽硫焦?fàn)t洗精煤含硫量應(yīng)控制在0.6%以下灰分A灰分A為煤中礦物雜質(zhì)在熄滅過(guò)程中經(jīng)高溫分解和氧化作用后生成的固體殘留物是一種有害成分影響高爐冶煉的經(jīng)濟(jì)

11、技術(shù)目的降低煤發(fā)熱量呵斥不完全熄滅，及不利于設(shè)備維護(hù)和操作低熔點(diǎn)灰分易結(jié)渣，有礙于空氣流通和氣流的均勻，使熄滅過(guò)程遭到破壞灰分中酸性物質(zhì)含量比堿性物質(zhì)高時(shí)熔點(diǎn)高；在復(fù)原性氣氛中比在氧化性氣氛中熔點(diǎn)高水分W留意跟書(shū)本區(qū)別外部水分不被燃料吸收而是機(jī)械地附在燃料外表上的水在大氣中自然風(fēng)干后即可去除內(nèi)部水分被煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔吸附的水分，在內(nèi)部均勻分布自然風(fēng)干不能去除，在105110oC加熱后去除通常指水分就是上兩種，稱為全水分化合水礦物雜質(zhì)的礦物結(jié)晶水，在200500oC加熱后去除熱解水有機(jī)質(zhì)中的氫和氧在干餾或熄滅后構(gòu)成的水煤的成分表達(dá)運(yùn)用基：煤的包括全部七種組分C、H、O、N、S、灰分A、水分W在內(nèi)的

12、成分也稱為收到基枯燥基：煤的不包括全水分在內(nèi)的六種組分C、H、O、N、S、灰分A的成分可燃基：煤的不包括全水分、灰分的五種組分C、H、O、N、S的成分也稱為枯燥無(wú)灰基成分表示方法運(yùn)用基成分：各組分在運(yùn)用基中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，用下角標(biāo)ar，也稱收到基成分Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+War%=100%枯燥基成分：各組分在枯燥基中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，用下角標(biāo)dCd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd%+Ad% =100%可燃基成分：各組分在可燃基中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，用下角標(biāo)daf。也稱枯燥無(wú)灰基成分Cdaf%+Hdaf%+Odaf%+Ndaf%+Sdaf% =100%成分間的換算相對(duì)于

13、運(yùn)用成分，枯燥成分被放大了 1/(1- War%)倍，因此枯燥成分/運(yùn)用成分 1/(1- War%)相對(duì)于運(yùn)用成分，可燃成分被放大了 1/(1- War%- Aar%)倍，因此可燃成分/運(yùn)用成分 1/(1- War%- Aar%)相對(duì)于枯燥成分，可燃成分被放大了 1/(1- Ad%)倍，因此可燃成分/枯燥成分 1/(1- Ad%)第二節(jié) 煤的運(yùn)用性能為了合理利用煤資源和正確制定煤利用的工藝技術(shù)方案和操作制度煤的工業(yè)分析值煤的發(fā)熱量煤的比熱、導(dǎo)熱系數(shù)煤的粘結(jié)性、結(jié)焦性煤的耐熱性反響性和可燃性工業(yè)分析內(nèi)容是測(cè)定水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳的百分含量方法：干餾，即把煤在隔離空氣的情況下加熱。把煤加熱到

14、110oC，使水分蒸發(fā)，測(cè)出水分含量在隔絕空氣下加熱到850oC，測(cè)出揮發(fā)分含量然后通入空氣使焦塊全部熄滅，測(cè)出灰分和固定碳含量干餾過(guò)程首先全水分蒸發(fā)W接著逸出的全部氣體稱為揮發(fā)分V礦物結(jié)晶水、揮發(fā)性成分、熱分解產(chǎn)物詳細(xì)有CO2、CO、H2、CH4、CmHn、N2、熱解水蒸汽、礦物結(jié)晶水蒸汽然后構(gòu)成的固體殘留物為焦塊固定碳 F%100%W%A%V%灰分最后通入空氣熄滅剩下的是灰分A問(wèn)題1、如何保證干餾過(guò)程煤與空氣隔絕2、水分W、揮發(fā)分V、固定碳F、灰分A的百分含量是如何怎樣測(cè)定的？隔絕空氣是為了防止氧化，最常用的方法是通入氮?dú)夤I(yè)分析各成分測(cè)定W：在110oC加熱前后丈量煤樣質(zhì)量，減少量即為水

15、分量。除以煤初始質(zhì)量即得水分百分含量V：在850oC干餾前后丈量枯燥煤樣質(zhì)量，減少量即為揮發(fā)分質(zhì)量。除以煤初始質(zhì)量即得揮發(fā)分百分含量F：丈量熄滅前后焦塊質(zhì)量，減少量即為固定碳質(zhì)量，除以煤初始質(zhì)量即得固定碳百分含量A：熄滅后剩下的即為灰分，丈量其質(zhì)量，除以煤初始質(zhì)量即得灰分的百分含量。實(shí)踐工業(yè)分析后數(shù)據(jù)單試樣名稱水分揮發(fā)分灰分Vd%Ad%煤樣重平煤二礦0.8029.5720.0729.8120.230.3606淮南煙煤1.0819.6126.6719.8226.960.3552鄭州嵩楓2.1011.758.6012.008.780.46421、各欄的意義？2、固定碳含量是多少？成分如何換算？3、

16、初步判別各煤樣的種類煙煤？褐煤？無(wú)煙煤？解答1、水分、揮發(fā)分、灰分是各煤樣的工業(yè)分析值；Vd是枯燥基揮發(fā)分；Ad是枯燥基灰分2、固定碳含量：F=100-W-V-A煤樣種類的判別根據(jù)：主要是枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf各成分換算固定碳含量：F=100-W-V-A=100-0.8-29.57-20.07=49.56碳的枯燥成分 Fd%=F%/(1-W%) =49.56%/(1-0.8%)=49.96%枯燥無(wú)灰基揮發(fā)分 Vdaf%=Vd%/(1-Ad%) =29.81%/(1-20.23%)=37.37%計(jì)算其它值和初判煤種試樣名稱固定碳FdVdaf%初步判斷煤種平煤二礦49.5649.96%37.37

17、%煙煤或褐煤淮南煙煤52.6453.22%27.14%煙煤鄭州嵩楓77.5579.22%13.15%煙煤工業(yè)分析作用確定煤的詳細(xì)屬類有利于確定煤的用途和制定工藝制度揮發(fā)分多的煤，干餾時(shí)可以得到較多的煤氣和焦油，熄滅時(shí)火焰較長(zhǎng)固定碳多的煤，干餾時(shí)焦炭的收得率高煤的發(fā)熱量1kg的煤完全熄滅后放出的熄滅熱，kJ/kg高發(fā)熱量、低發(fā)熱量問(wèn)題：1kg規(guī)范煤的低位發(fā)熱量是？7000大卡=7000kcal=29.271MJ詳細(xì)煤的發(fā)熱量可用氧彈式量熱計(jì)直接測(cè)定詳細(xì)煤的發(fā)熱量可運(yùn)用工業(yè)分析值計(jì)算詳細(xì)煤的發(fā)熱量還可運(yùn)用元素分析值計(jì)算據(jù)工業(yè)分析值算發(fā)熱量我國(guó)煤炭科學(xué)院提出的公式褐煤：Ql=4.1816(10F+6

18、500-10W-5A-Q)煙煤：Ql=4.1816(50F-9A+K-Q)無(wú)煙煤：Ql=4.1816(100F+3(V-W)-K-Q)其中K、K是常數(shù)，跟揮發(fā)分含量、粘結(jié)序數(shù)有關(guān) Q是高發(fā)熱量與低發(fā)熱量的差值留意：卡焦間換算系數(shù)4.1816跟書(shū)本4.187的區(qū)別據(jù)元素分析值算發(fā)熱量杜隆公式：Qh=4.18 81C+342.5(H-O/8)+22.5S (kJ/kg)門(mén)捷列夫公式：Qh=4.1881C+300H-26(O-S) (kJ/kg)高低發(fā)熱量間的換算：Ql=Qh- 4.18*6(9H+W) (kJ/kg)實(shí)驗(yàn)闡明，含碳量為87時(shí)發(fā)熱量最大煤的比熱室溫下比熱約 0.841.67 kJ/(

19、kg.oC)隨炭化程度提高而變小泥煤1.38，褐煤1.21，煙煤1.001.09閱歷公式：Cp=4.18(0.24 Cdaf%+W%+0.165A%)Cp定壓比熱Cdaf%可燃基或稱枯燥無(wú)灰基碳含量W%全水分含量A%灰分含量導(dǎo)熱系數(shù)煤的導(dǎo)熱系數(shù)普通0.2320.348 W/(m.oC)隨炭化程度升高而增大隨溫度升高而增大，閱歷公式：=0.121+0.543t/103+0.543t2/106 W/(m.oC)粘結(jié)性和結(jié)焦性粘結(jié)性：指粉碎后的煤在隔絕空氣情況下加熱到一定溫度時(shí)，煤的顆粒相互粘結(jié)構(gòu)成焦塊的性質(zhì)結(jié)焦性：指在工業(yè)煉焦條件下，一種煤或幾種煤混合后的粘結(jié)性，也就是煤能煉出冶金焦炭的性質(zhì)了解粘結(jié)性和結(jié)