,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,燃 料,本章要求：,熟悉固态燃料（煤）、液体燃料（石油产品）、气态燃料（天然气、人工煤气）等碳氢燃料的物理化学性质及使用性质。,11/15/2024,燃 料本章要求：熟悉固态燃料（煤）、液体燃料（石油产品,1,1煤,煤的种类及化学组成,煤的分析,煤的使用性质,煤水桨,煤的气化,11/15/2024,1煤煤的种类及化学组成10/7/2023,2,煤的形成与种类,煤的种类及化学组成,煤是由植物经过物理和化学的演变和沉积而成的、棕色至黑色的可燃烧的固体。,在煤化过程的不同阶段，把煤分成：,泥煤、褐煤、烟煤,及,无烟煤。,植物质的堆积阶段,菌解作用阶段,碳化作用阶段,11/15/2024,煤的形成与种类煤的种类及化学组成煤是由植物经过物理和化学,3,煤的种类,特点,泥煤,质地疏松，吸水性强。含氧量最高，含碳、硫较低。挥发分高，可燃性好，反应性高，灰分熔点很低,褐煤,密度较大，含碳量较高，氢、氧含量较少，挥发性相对低些。粘结性弱，极易氧化和自燃，吸水性较强，在空气中易风化和破碎,烟煤,挥发分少，密度较大，吸水性小，含碳量增加，氢和氧的含量较低。烟煤是工业上的主要燃料，也是化学工业的重要原料。烟煤的最大特点是具有粘结性，因此是炼焦的主要原料,无烟煤,密度大，含碳量高，挥发分极少，组织密实、坚硬、吸水性小。缺点是可燃性差，不易着火，但发热量大，灰分少，含硫低,11/15/2024,煤的种类特点泥煤质地疏松，吸水性强。含氧量最高，含碳、硫,4,煤的化学组成,煤的种类及化学组成,煤是由极其复杂的有机化合物组成的。主要的化学成分有：,C,、,H,、,O,、,N,、,S,、,A,（灰分）及,W,（水分）,可燃质,惰性质,11/15/2024,煤的化学组成煤的种类及化学组成煤是由极其复杂的有机化合物,5,元素,描述,C,可燃元素，煤化程度越高含碳量越大。完全燃烧时生成二氧化碳，此时每千克纯碳可放出,32866 kJ,热量；不完全燃烧时生成一氧化碳，此时每千克纯碳放出的热量仅为,9270kJ,H,可燃元素。发热量最高，每千克氢燃烧后的低热值为,120370kJ,（约为纯碳发热量的,4,倍），含量较少，在可燃质中含碳量为,85%,时，有效氢含量最高，约,5%,。在煤中氢以两种形式存在，与碳、硫结合在一起的，叫做可燃氢，它可以有效地放出热量。另一种是和氧结合在一起的，叫化合氢，它不能放出热量，在计算发热量和理论空气量时，以有效氢为准。,O,氧和氮都是不可燃成分。氧和碳、氢等结合生成氧化物而使碳、氢失去燃烧的可能性。可燃物质中碳含量越高，氧含量越少。氮一般不能参加燃烧，但在高温燃烧区中和氧形成的,NO,x,是一种排气污染物，煤中含氮约,0.52%,。,N,S,三种存在形式：有机硫，黄铁矿硫，硫酸盐。,硫酸盐中的硫不能燃烧，它是灰分的一部分；有机硫和黄铁矿硫可燃烧放热，但每千克可燃硫的发热量仅为,9100kJ,。硫燃烧后生成,SO,2,、,SO,3,，它危害人体，污染大气并可形成酸雨。在锅炉中则会引起锅炉换热面腐蚀。,C：,可燃元素，煤化程度越高含碳量越大。完全燃烧时生成二氧化碳，此时每千克纯碳可放出,32866 kJ,热量；不完全燃烧时生成一氧化碳，此时每千克纯碳放出的热量仅为,9270kJ,H：,可燃元素。发热量最高，每千克氢燃烧后的低热值为,120370kJ,（约为纯碳发热量的,4,倍），含量较少，在可燃质中含碳量为,85%,时，有效氢含量最高，约,5%,。在煤中氢以两种形式存在，与碳、硫结合在一起的，叫做可燃氢，它可以有效地放出热量。另一种是和氧结合在一起的，叫化合氢，它不能放出热量，在计算发热量和理论空气量时，以有效氢为准。,O和N：,不可燃成分，氧和碳、氢等结合生成氧化物而使碳、氢失去燃烧的可能性。可燃物质中碳含量越高，氧含量越少。氮一般不能参加燃烧，但在高温燃烧区中和氧形成的,NO,x,是一种排气污染物，煤中含氮约,0.52%,。,S：,三种存在形式：有机硫，黄铁矿硫，硫酸盐。硫酸盐中的硫不能燃烧，它是灰分的一部分；有机硫和黄铁矿硫可燃烧放热，但每千克可燃硫的发热量仅为,9100kJ,。硫燃烧后生成,SO,2,、,SO,3,，它危害人体，污染大气并可形成酸雨。在锅炉中则会引起锅炉换热面腐蚀。,11/15/2024,元素描述C可燃元素，煤化程度越高含碳量越大。完全燃烧时生,6,元素,描述,A,灰分是指煤中所含矿物质在燃烧过程中高温分解和氧化后生成的固体残留物。来源有两个，一是煤化过程中由土壤等外界带入的矿物质，称为,外来灰分,；另一种灰分是原来成煤植物中固有的，称为,内在灰分,。灰分的存在不仅使燃料发热量减少，而且影响燃料的着火与燃烧。,在工业上解决灰分的方法大体是：,（,1,）在入炉前减少煤中灰分，采用,洗煤,。,（,2,）在燃烧过程中,排渣,（液体排渣）或在燃烧之后的排气中,除尘,（固体除尘）。,W,水分是燃烧中无用的成分。煤中水分包括两部分：,（,1,）,外部水分或湿水分,，附在煤表面的水分，与大气温度有关。把煤磨碎后在大气中自然干燥到风干状态，这部分水分就可除去；,（,2,）,内在水分,，煤达到风干状态后所残留的水分，包括被煤吸收并均匀分布在可燃质中的化学吸附水和存在于矿物质中的结晶水。内在水分只有在高温分解时才能除掉。通常作分析计算和燃烧评价时所说的水分就是指这部分水。,11/15/2024,元素描述A灰分是指煤中所含矿物质在燃烧过程中高温分解和氧,7,煤的种类及化学组成,11/15/2024,煤的种类及化学组成10/7/2023,8,煤的分析,煤的工业分析(实用分析、技术分析),测定水分、挥发分、灰分、固定碳、硫分的百分比及发热量。只测前四项称为半工业分析。,11/15/2024,煤的分析煤的工业分析(实用分析、技术分析)测定水,9,煤的分析,水分 挥发分 灰分 固定碳,将煤样加热到110,时所失去的重量,隔绝空气继续加热到850,时所失去的重量,通入空气燃烧后剩下的为灰分，失去的为固定碳,煤的工业分析,11/15/2024,煤的分析水分 挥发分 灰分 固定碳将煤样加热到1,10,煤的使用性质,煤的发热量,煤的粘结性与结焦性,煤的反应性与可燃性,11/15/2024,煤的使用性质煤的发热量10/7/2023,11,煤的使用性质,煤的发热量（热值）：,1kg,煤完全燃烧后所放出的燃烧热即发热量，单位,kJ/kg,。,高热值,低热值,低热值:,即不包括水蒸气,凝结成水时的冷凝热,11/15/2024,煤的使用性质煤的发热量（热值）：1kg煤完全,12,煤的使用性质,煤的发热量（热值）：,煤,低热值(),泥煤,838010500,褐煤,1050016700,烟煤,长焰煤,2090025100,贫煤,2510029300,无烟煤,2090025100,一般煤中含碳量为85%时，发热量最大。,11/15/2024,煤的使用性质煤的发热量（热值）：煤低热值(,13,煤的使用性质,煤的粘结性与结焦性：,煤的粘结性：,煤的结焦性：,粉碎后的煤在隔绝空气情况下加热到一定温度时，煤的颗粒相互粘结成焦块的性质。,粉碎后的煤在隔绝空气受热后生成优质焦炭的性质。,结焦性好的自然粘结性好，但粘结性好不一定结焦性好。如有的煤粘结性好，能结焦，但焦炭裂缝多、强度差，其结焦性并不好。粘结性好坏主要取决于煤中所含沥青质的多少。,11/15/2024,煤的使用性质煤的粘结性与结焦性：煤的粘结性：煤的结焦性：,14,煤的使用性质,煤的反应性与可燃性：,煤的反应性：,煤的可燃性：,11/15/2024,煤的使用性质煤的反应性与可燃性：煤的反应性：煤的可燃性：,15,煤水桨,煤水桨是高浓度的煤粉颗粒悬浮在水中的混合物，是以煤代油的技术手段。一般煤的含量为5070%。,11/15/2024,煤水桨煤水桨是高浓度的煤粉颗粒悬浮在水中的混合物，是以,16,煤的气化,煤与空气、氢气、氧气、蒸汽及二氧化碳中的一种或几种的混合物的化学反应得出的气态产物，即煤气，这一过程称为煤的气化过程。,11/15/2024,煤的气化煤与空气、氢气、氧气、蒸汽及二氧化碳中的一种或,17,2液态燃料,液态燃料的化学组成,液态燃料的理化性质,各种液态燃油,这里讨论的液态燃料为天然石油产品生产的液态燃料及其有关特性。,11/15/2024,2液态燃料液态燃料的化学组成这里讨论的液态燃料为天然,18,液态燃料的化学组成,烷烃,烯烃,环烷烃,芳香烃,石油产品主要由以下四类,碳氢化合物,组成：,11/15/2024,液态燃料的化学组成烷烃石油产品主要由以下四类碳氢化合物组,19,种类,特性,烷烃,具有较高的氢,/,碳比，密度较低，重量热值高，热安定性好。燃烧时没有冒烟及积炭。,烯烃,其化学稳定性和热安定性比烷烃差。在高温和催化作用下，容易转化成芳香族碳氢化合物。一般原油中含烯烃并不多，烯烃通常是由裂解过程产生的。直接分馏法得出的石油产品中含烯烃不多，在裂解法得出的油中，烯烃可以多到,25%,。,环烷烃,是饱和的，分子结构中碳原子形成环状结构（而不是链状结构）。在分馏油中环烷烃的量和烷烃差不多。在化学稳定性、重量热值和冒烟积碳的倾向性几方面和烷烃很相似。,芳香烃,是环状结构，含有一个或多个碳原子的环状结构，虽然在结构上与环烷烃有点类似，但它含氢量少，因而其重量热值比环烷烃低得多。芳香烃的主要缺点是冒烟积碳的倾向很高，吸湿性高，所以当燃油处于低温时容易导致冰结晶的沉积。芳香烃对橡胶制品有很强的溶解能力。,烷烃：,具有较高的氢,/,碳比，密度较低，重量热值高，热安定性好。燃烧时没有冒烟及积炭。,烯烃：,其化学稳定性和热安定性比烷烃差。在高温和催化作用下，容易转化成芳香族碳氢化合物。一般原油中含烯烃并不多，烯烃通常是由裂解过程产生的。直接分馏法得出的石油产品中含烯烃不多，在裂解法得出的油中，烯烃可以多到,25%,。,环烷烃：,是饱和的，分子结构中碳原子形成环状结构（而不是链状结构）。在分馏油中环烷烃的量和烷烃差不多。在化学稳定性、重量热值和冒烟积碳的倾向性几方面和烷烃很相似。,芳香烃：,环状结构，含有一个或多个碳原子的环状结构，虽然在结构上与环烷烃有点类似，但它含氢量少，因而其重量热值比环烷烃低得多。芳香烃的主要缺点是冒烟积碳的倾向很高，吸湿性高，所以当燃油处于低温时容易导致冰结晶的沉积。芳香烃对橡胶制品有很强的溶解能力。,11/15/2024,种类特性烷烃具有较高的氢/碳比，密度较低，重量热值高，热安定,20,液态燃料的理化性质,相对密度,粘度,热值,馏程与沸点,闪点与自燃着火温度,贫、富油熄火极限,凝固点,生炭性,11/15/2024,液态燃料的理化性质相对密度10/7/2023,21,液态燃料的理化性质,相对密度,在,t,时的油与,4,时的水的密度之比，称为该油的相对密度，在数值上等于该油在,t的密度。,为标准相对密度,温度修正系数,相对密度是烃类燃料的一个很重要的物性参数，其大小可以大致地说明燃料碳/氢比、热值以及生成烟的倾向。,11/15/2024,液态燃料的理化性质相对密度在t时的油与4时的水的密,22,液态燃料的理化性质,相对密度,油种,相对密度,车用汽油,0.7120.731,航空汽油,0.7300.750,宽馏分组分,0.755,航空煤油,0.7800.820,柴油,0.8310.862,重油,0.940.98,11/15/2024,液态燃料的理化性质相对密度油种相对密度车用汽油0.712,23,液态燃料的理化性质,粘度,动力粘度,：,运动粘度,：,恩氏粘度,E：,在流体中，两个面积为1cm,2,相距1cm的两层液面，以1cm/s的相对速度运动时，液面间产生的内摩擦力即为动力粘度。单位：Pa,s,在实验温度条件下，200ml试验油从粘度计里流出的时间与20的200ml蒸馏水流出的时间之比。,燃油的粘度是衡量燃油流动阻力的一项指标，粘度愈低，流动性愈好。粘度大小直接影响对燃油的输送与雾化，与组分有关。