燃燒學(xué)論文--淺談清潔燃燒

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1、燃燒學(xué)論文2008級(jí)熱能與動(dòng)力工程三班程偉3008201311淺談清潔燃燒【摘要】隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源與環(huán)境問(wèn)題變得日益突出，我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展屮國(guó)家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，這些問(wèn)題顯得尤為突出。隨著人們對(duì)環(huán)境污染的關(guān)注的加深，構(gòu)建一個(gè)科學(xué)的供能系統(tǒng)迫在眉睫，研究燃料的高效清潔燃燒技術(shù)變得刻不容緩。【引言】燃料的高效清潔燃燒技術(shù)是指燃料在燃燒的過(guò)程'I',提高效率，減少污染排放的技術(shù)，包括如下兩個(gè)方面：一是全過(guò)程減排污染，重點(diǎn)是除塵、脫硫，減少飛灰、煙塵等的排放。二是提高燃料的利用效率，節(jié)約燃料。本文從燃料的性質(zhì)、燃料的改質(zhì)、燃燒技術(shù)、燃料設(shè)計(jì)與燃燒控制等幾個(gè)方面來(lái)分析與探討燃料的高

2、效清潔燃燒技術(shù)，并介紹幾種能有效提高燃燒效率，減少環(huán)境污染的優(yōu)異技術(shù)。%1.燃料的性質(zhì)與改質(zhì)按燃料的物態(tài)可將燃料分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料，在自然界中可獲取的固體燃料主要有木柴、煤、油頁(yè)巖，液體燃料主要是石油，氣體燃料主要是天然氣。燃料的性質(zhì)指燃料的物理性質(zhì)、化學(xué)組成。燃料的改質(zhì)就是使用特定工藝改變?cè)瓉?lái)燃料的性質(zhì)。比如石油可精制得到汽油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油等產(chǎn)品。粉煤氣化技術(shù)以其生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)規(guī)模易大型化、對(duì)煤質(zhì)的適應(yīng)性較廣、對(duì)環(huán)境的污染較小等特點(diǎn)，近兒年在國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)。與水煤漿氣化相比，粉煤氣化具有■較明顯的節(jié)氧、節(jié)煤、有效氣成分高等優(yōu)勢(shì)。%1.燃燒技術(shù)采用先進(jìn)的燃燒

3、技術(shù)來(lái)開發(fā)新型高效、低污染的燃燒裝置，可以合理組織爐內(nèi)的燃燒過(guò)程使燃料的更充分地燃燒，并減少污染物的排放。（一）分層燃燒技術(shù)目前工業(yè)鍋爐中鏈條爐在我國(guó)使用較為普遍。該種爐型存在的主要問(wèn)題是：鍋爐給煤方式一般為原煤從高位煤倉(cāng)經(jīng)煤斗直接落到爐排上，再由煤閘板調(diào)整煤的厚度后進(jìn)入爐膛，爐排上的煤由丁經(jīng)過(guò)煤的自重和煤閘板的擠壓，煤層比較密實(shí)，透氣性差，通風(fēng)阻力大，造成局部燃燒缺氧，影響了煤的充分燃燒，I古I體不完全燃燒熱損失和排煙熱損失較高，鍋爐熱效率普遍偏低。由流體力學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)可知，顆粒人小不一的煤?；旌蠒r(shí)，若理想火床分布，大煤粒在最下面，自下而上煤粒逐漸變小，由于煤面分層間距加大

4、，透風(fēng)阻力減小，同時(shí)較大顆粒的煤塊被空氣包裹的面積增大，利于燃燒，而較大顆粒在下，又降低了爐排漏煤量。既降低了鼓、引風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，又可減少爐排漏煤損失，對(duì)燃燒工況大大改善。鍋爐分層給煤裝置采用機(jī)械篩分的方法給煤，鍋爐運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)燃煤使其落到篩子上，經(jīng)篩分，煤按顆粒大小依次落到爐排上，由于爐排運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間差，使燃煤在進(jìn)入爐膛前形成煤粒下大上小，煤粒分布均勻，疏松有序的分層狀態(tài)。煤粒之問(wèn)的間隙得以保留，從而減少了通風(fēng)阻力，增加了爐排中間還原區(qū)單位面積的通風(fēng)量。鍋爐燃燒這樣的煤層減少了通風(fēng)阻力，增加了單位面積的通風(fēng)量，使燃煤能夠十分有效地按照阿累尼烏斯定律進(jìn)行“擴(kuò)散——?jiǎng)恿Α比紵?/p>

5、煤著火點(diǎn)提前，氧化反應(yīng)增強(qiáng)，燃燒速度加快。%1.燃料設(shè)計(jì)與燃燒控制一般來(lái)說(shuō)燃料設(shè)計(jì)是指通過(guò)多種燃料的優(yōu)化組合結(jié)合互溶、互混技術(shù)對(duì)燃料進(jìn)行重新配方，從而改變?nèi)剂系某煞趾屠砘瘏?shù)，促進(jìn)缸內(nèi)混合氣的形成并進(jìn)行燃燒控制，以期在發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)高效率低排放的目的。燃料的沸點(diǎn)、粘度、表面張力、低熱容、氣化潛熱、比熱容、飽和蒸氣壓力、粘度和冷凝點(diǎn)等物理化學(xué)性質(zhì)與混合形成有直接的關(guān)系，改變?nèi)剂系某煞趾屠砘瘏?shù)，可以促進(jìn)缸內(nèi)混合氣的形成。例如目前各國(guó)學(xué)者就通過(guò)燃料摻混，改變混合燃料理化特性對(duì)HCCI燃燒排放控制方廄做了大量有意義研究日本Kyoto大學(xué)的A1iMohammadi研究了臭氧對(duì)LPG（液化石油

6、氣）的HCCI燃燒的影響。燃燒分析表明了具有高反應(yīng)活性臭氧通過(guò)進(jìn)氣與LPG混合可有效改善LPG的著火性能，同時(shí)可提高HCCI燃燒的熱效率和燃燒效率，同時(shí)有效的降低了CO和未燃HC排放。優(yōu)異技術(shù)1.循環(huán)流化床清潔燃燒技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，環(huán)境壓力的增大，國(guó)內(nèi)對(duì)各種煤潔凈燃燒技術(shù)的需求進(jìn)一步增長(zhǎng)，潔凈、高效地開發(fā)利用豐富的煤炭資源成為增強(qiáng)能源保障能力和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的必然選擇。而循環(huán)流化床燃燒技術(shù)基本成熟，制造和運(yùn)行成本都比較低，在保證高效燃燒的基礎(chǔ)上能顯著降低廢棄物排放，可以滿足目前世界上最嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。所以，循環(huán)流化床鍋爐是我國(guó)現(xiàn)階段最切實(shí)可行的技術(shù)選擇。在循

7、環(huán)流化床鍋爐燃燒過(guò)程中，加石灰石等吸收劑SO2同定在穩(wěn)定的CaSO4之中，是一種直接而廉價(jià)的降低SO2排放措施，而降低氮氧化物的基本構(gòu)想則是通過(guò)還原或分解最終使NO和N20轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的N2。由于S02、NO和N20都是對(duì)環(huán)境有明顯危害的污染氣體，單獨(dú)降低其中某一組分都不是最終目的，更何況在燃料硫和燃料氮的反應(yīng)系統(tǒng)Z內(nèi)存在著如此密切的聯(lián)系和相互影響。因此人們逐步認(rèn)識(shí)到，必須同時(shí)降低循環(huán)流化床的氮、硫氧化物及其他有害氣體的排放。顯然，脫硫時(shí)所加的石灰石對(duì)脫除HCI、HF等