燃烧学考试试题库,考试必备参考材料

论述:燃烧污染物的防治燃料燃烧的产物最终排放到周围大气中燃烧对地球的污染主要是对地球周围大气层的污染造成空气污染的原因 1 大自然的火山喷发森林起火 2 人类的生产生活活动所致其主要污染来源是燃烧烟尘是燃料的不完全燃烧所造成的危害降低大气的透明度妨害周围环境卫生含有毒物质危害人类健康防治 1 改善燃烧过程促进燃料燃烧 2 尽可能的采用链条炉不采用手烧炉 3 预热空气保持较高的炉膛温度保证有足够的燃烧空间和时间硫氧化物产生含硫燃料的燃烧危害形成酸雨或硫酸烟雾破坏环境腐蚀建筑危害健康防治 1 使用低硫或无硫燃料 2 燃烧前脱硫处理 3 采用排烟脱硫 4 低氧燃烧发 5 高烟囱扩散法氮氧化物产生染料中含氮的化合物经复杂的化学反应生成NO 危害会产生二次污染危害健康防治 1 降低燃烧区的温度 2降低燃烧区的氧浓度 3缩短烟气在高温燃烧区的滞留时间 4 使用含氮少的燃料碳氧化物产生主要是燃料的不完全燃烧危害 CO使人煤气中毒二氧化碳引起温室效应防治改善燃料条件供给足够的空气并使燃料充分混合以达到完全燃烧碳氢化合物产生来源于燃烧产物危害与氮氧化物一起形成光化学烟雾危害健康防治 1 保证燃料的充分燃烧 2在燃烧设备尾部设置高效除尘装置 1燃料是指在燃烧过程中能够放出热量,且在经济上合理的物质。 我国燃料燃烧的特点是:高投入,高排放,高消耗,不协调,难循环,低效率 2燃料的分类:按物态分为固体燃料,液体燃料,气体燃料;按获得方法分为天然燃料和人造燃料 3燃料的发热量:是指单位质量或单位体积的燃料完全燃烧是能释放出的最大热量高位发热量:燃料完全燃烧,且产物水为液态时的发热量 低位发热量:燃料完全燃烧,且产物水为气态时的发热量 4热值测定:固,液体燃料----氧弹式量热仪;气体燃料------间接计算 5煤的工业分析 任务:测定煤中的水分,灰分,挥发分,固定碳,为设备的运行及提供依据 步骤:1取样原则:1使煤样具有代性,禁止在煤堆里直接取样2采样时间与取样时间相等3采样具有一定的超前量,使取样的煤能代表燃煤4取样地点靠近秤,达到煤质与燃煤一致5每次采集煤样量不得少于总燃煤的1%,总取样量>10kg,当锅炉出力>20t/h,采集的原始煤样量不少于总燃煤量的0.5% 取样方法:1小车取样(距4角5cm及小车中心部位5点取样)2在地面上一般在煤四周高于地面10cm以上,取样不少于5点3取样时间10---15min为间隔,在皮带上铁铲横截煤流全宽取样,铲口紧贴皮带,不能只取上层煤样或侧煤流,遇到大煤块也不能抛弃4每次不得少于0.5kg,放入容器内防止水分及灰分进入液体:从燃烧器前的管道截面上连续取2L以上原始试样混合的均匀后迅速倒入两只1L的容器内 气体:在燃烧器前的管道上开孔取样,一般取两瓶200ml的气样 制样步骤: 1破碎:要快,破碎至粒径在25mm以下。2过筛:大的,再次破碎。3掺和:用平板锹将煤铲放在一个铁板上,边走边铲,将煤自锥形煤堆上方向下撒落,每一铲都不过多,从椎体顶部不同方向撒落,掺和进行3次,使煤粒分布均匀。4缩分:将掺和好的锥形煤堆拍成锥台,用铁锹将四周扇形相对的两个去除,将剩余部分再次掺和并缩分,至所需质量,将缩分后的煤样分为两份,分别密封贮存,制样时间尽量短 分析测定:1水分测定:外在水分测定,在干燥箱中45—50℃,8小时;空气干燥基中水分测定,102—105℃,1—1.5小时。2灰分测定:将空气干燥基煤样在箱体电炉加热至815 摄氏度,至恒重,空冷后称重。3挥发分测定:空气干燥基放在坩埚后用马弗炉加热至90℃,7分钟,空冷后称重。4固定碳测定:煤出去水分,灰分,挥发分后的残留物 6液体燃料的特点:1热值高2灰分少3贮运方便4使用便利:流动和易烧5勘探开采加工技术复杂,成本高6发动机对液体燃料的要求高 7液体燃料理化指标:1比重:20℃时油的重度(单位体积内物质的重量)与4℃时纯水的重度的比值称为该油的标准比重,用d4 20表示。2闪点:燃料在一特定容器内加热蒸发,燃料的油汽与周围空气混合形成油汽混合气,当它与火焰接触产生短闪火的最低温度。3燃点:燃油加热到某一温度时,气化的油汽遇到明火能着火持续燃烧的最低温度。4凝固点:当温度降低到某一值时,燃油变得很稠,以至于盛有燃油的器皿倾斜45度是,其中的燃油面在1分钟内可保持不变。5残炭率:燃料在特定的条件下加热到全部蒸发后所留下炭渣质量的百分数,它标志着燃料燃烧形成积炭的倾向 8完全燃烧:燃烧产物中不再有可燃物质的燃烧过程。不完全燃烧:燃烧产物中还存在有可燃物质的燃烧过程 9理论空气量:从理论上分析,燃料完全燃烧时所需的空气量,可根据燃料中各可燃成分在燃烧时所需的理论空气量相加而得。理论需氧量:即燃料完全燃烧的需氧量再扣除燃料本身的含氧量,通常采用先计算出理论需氧量,再由空气中氧气所占浓度推算出理论空气量 10实际空气需要量,即实际供给燃烧室燃烧的空气量 11过量空气系数,即实际空气量与理论空气量之比α=V/V0=L/L0。α过大,空气剩余过多,会增加排烟损失,对热能利用不利:α过小,会增加不完全燃烧程度,浪费燃料,要尽可能使α处于一个较为合理的范围内。α的决定因素1燃料的种类2燃料的粒度3燃烧设备的构造与操作方法 12烟气分析:任务:1确定烟气成分2确定过量空气系数。烟气组成:固液态燃料完全燃烧 CO2 SO2 H2O (燃料中的水燃料中氢燃烧生成的水空气带入的水采用蒸汽雾化时带入的水)N2 (空气中的氮气和燃料中的氮气) O2 (过量空气中的O2) 13富氧燃烧:燃料燃烧时供给的空气中氧含量超过20.95%的燃烧。优点:提高火焰温度,减少空气量,减少烟气量。缺点:由于燃烧温度提高,对烧嘴材料要求高,使烟气中Nox增多。低氧燃烧:燃烧时过量空气量低于5%的燃烧工况。优点:提高燃烧温度,减少排烟损失,减少SO3产生,减轻腐蚀,减少Sox及Nox生成,改善环境。缺点:排烟粉尘增加:不完全损失增加 14燃烧温度,即烟气温度,与工热中化学热力学中燃烧温度算法一致。燃烧温度影响因素:1燃料低热值,2过量空气系数3空气中氧气浓度4热量损失5燃料与空气的预热 15燃烧反应速度定义:单位时间单位容积内烧掉的燃料量或消耗掉的氧气量。影响因素1浓度2压力3温度4反应物性质5可燃混合气的混合比例6混合气中惰性气体的成分 16热反应机理(活化分子碰撞理论):由于反应物中存在大量的作不规则热力运动的分子,在吸收活化能后,变为高能量活化分子,它们之间发生碰撞,破坏原有的化学键,形成新键,从而反应得到生成物。链锁反应理论:化学反应要经过若干中间基元反应,产生一些活性很高的中间活性产物,即活性中心,与原始反应物反应,生成产物及活性中心,使得化学反应连续进行。活化中心:即易于引起反应的自由原子和自由基。 不分支链反应:反应结束时,再生的活化中心数与初始数量相同,如氢氯生成氯化氢 分支链反应:反应结束时,再生的活化中心数多于初始数量,如氢气和氧气结合为水。分支链反应反应过程:链的激发,链的传递,链的销毁 17着火方式:1自发着火(自燃):一定体积的可燃混合气预热至某一温度,该温度下,混合气反应速度自动加速,急剧增大至着火。特点:几乎同时进行,无需进一步外部加热 2强迫点燃:用点火热源点燃可燃混合气的一部分,火焰局部燃烧并相继传播的现象。特点:局部引发,火焰传播,相继燃烧 18热自燃机理:利用外部热源加热,燃烧系统中热量积累,使反应物浓度达到一定温度,在此温度下,可燃混合气的化学反应放热量大于器壁散热量,混合气温度升高,反应速率加快,相互促进,导致反应速度急剧加快,而达到着火的现象链锁自燃机理:理论:由于支链反应使活化中心迅速增殖而使反应速度剧烈升高而导致的着火实际燃烧状况下,两种情况同时存在,高温时,热自燃是主要原因,低温时,链锁反应是主要原因 19影响自发着火的因素:浓度温度压力散热条件可燃混合物浓度。散热条件一定时临界着火条件1产热与散热相等2产热与散热量随温度的变化率相等。着火延迟期燃料与空气混合物在某温度高于燃料着火温度的情况下不立即着火燃烧的现象。 影响着火延迟期的因素1 温度和压力 2 催化剂与容器壁性质。 炽热物体点火原理首先在炽热物体表面的附着层内着火形成火焰前锋向空间传播。常用点火方1炽热物体点火2电火花或电弧点火3火焰点火。电火花点燃之电容放电是由于快速释放电容器的贮能而产生的 20气体燃料的燃烧 输运现象:气体未达到宏观平衡时所表现出来的现象。质量输运:由于各部分密度不同,在杂乱的运动中,气体由较密部分进入较疏部分,输运了质量,使气体密度均匀包含两类(分子扩散,对流扩散)。能量输运:由于气体各部分温度不同,分子由于热运动从较热部分移动到较冷部分,输运了能量,即气体的热运动。动量输运:由于气体各部分速度不同,各部分之间的相对运动,动量交换,造成了气体的内部摩擦作用 21火焰传播速度定义:火焰锋面在其法线方向上相对于气流的移动速度。包含两方面:层流火焰传播速度——正常传播速度;湍流火焰传播速度——实际传播速度层流火焰传播速度影响因素:可燃物性质温度压力浓度掺杂物 22本生灯的燃烧过程:燃烧经一小管从喷嘴喷入本生灯,引射一本分空气,称为一次空气a1,予混气喷出本生灯燃烧,形成内火焰锋面在大气中的火焰气流卷吸大气中的空气二次空气a2,形成外火焰锋面。燃烧情况:a1=0只有扩散火焰很长火焰黄且明冒黑烟软弱无力温度较低燃烧不完全。0