生物质燃料锅炉燃烧规律,充分燃烧与息火

2019-11-01

约翰节能生物质然料锅炉燃烧反应是生物质与还原剂(气体中的氧)间进行的气固多相反应。想知道气固多相反应,首先带您了解下异相化学反应。

固体燃料和汽态氧的反应是在固体表层进行的。氧扩散到固体表层与之化合,产生的生成物(二氧化碳或其他)再离开固体表层扩散到远处。因此彼此之间的总反应速率除去和化学反应速度相关外,还与氧气和期间转化成气向碳表层的分子扩散速度有关系。

1.动力区(有机化学动力控制)。当气温T较低时,k不大,1/k很大,1/k>>1/αzl 。这时燃烧转速在于放热反应速度,因此称之为驱动力点燃区(或动力区)。由于反应速率常数不大,固体表层的放热反应很迟缓,耗费的氧浓度非常少,因此Cb=C∞这时提高燃烧速度的重在提高气温。

2.过疲区。随着燃烧反应释放热能的增加,固体以及周边汽体的温度会不断提高,而促使k增大,αzl与k大小相当,因此无法移除。这时燃烧速度既在于放热反应速度,同时也和氧向固体表层的扩散速度相关。

3.外扩散区(扩散控制)。当气温T很高时,k很大,1/k小,1/k>>1/αzl,因此KO2/b≈αzlC∞,这时燃烧速度在于氧的扩散,因此称之为扩散燃烧区(或?外扩散区)。由于反应速度常数比较大,固体表层的化学反应飞快,氧从远处外扩散来?到固体表层后飞快,几乎全部被消耗,此固体表层的含氧量Cb很低,基本上为零。耗费的氧含量非常少,这时Cb= C∞。

提高燃烧速度的重点在于提高固体表层的质量交換系数αzl,正常的燃烧运作装置中,火床温度较高,点燃处于扩散区,这时提高排风量,可将出力提高。

 


约翰节能生物质锅炉燃料,在历经了预热干躁-热分解,接下去啦是挥发分的不完全燃烧环节。

伴随燃烧温度接着提升,挥发分与氧的热化学反应速率加速。当提高到相应的温度时,挥发分就进行燃烧,即产生着火,此温度称之为生物燃料的着火温度。因为挥发分成分复杂,其燃烧的反应也很复杂,多种主耍易燃气体与空气混合物 在大气压力下的着火温度见表3-3

 

当挥发分中的易燃气体燃烧后,产生许多的热能,促使气体不停往上游动,边游动边发应演化为扩散式火焰。

比如平常见到木制类化合物燃烧时的火焰(火焰)便是挥发分的燃烧所演化的。

再此火焰扩散中,因为空气混合与易燃气体占比的不同,造成各层温度的火焰不同。占比得当则燃烧好,温度高:占比不得当则燃烧不完全,温度低。因而过大、过小的占比,也就是进到燃烧室空气量过多过少,皆会产生熄火。



挥发分中易燃气体的燃烧反应速率,在于反应物的温度和浓度。如前所述,高溫速率常数k大,挥发分能快速析出,氧和易燃气体的浓度与燃烧反应速率也是正比。

相对于整个燃料的燃烧,挥发分燃烧速率比较快。从挥发分开始析出,到挥发分几乎燃烧完,所用时间约占生物燃料所有燃烧时间的1/10-1/5。

约翰节能生物质气化锅炉燃料表面燃烧的热能渐渐积聚,会通过传输和辐射形式向生物燃料里层扩散,使燃料里层也被加热,让挥发分继续析出。析出的挥发分接着与氧进行混合燃烧,同时会释放热量,促使挥发分与生物燃料中剩余的焦碳的温度进一步提高,直至燃料燃烧产生的热能与火焰向周边传送的热能形成稳定平衡。


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