燃料及燃燒

　　在自然界的各種能源中，目前燃料仍占*重要的地位。冶金工業(yè)是燃料消耗巨大的行業(yè)。燃料工業(yè)的發(fā)展直接影響著冶金工業(yè)的發(fā)展。
冶金工業(yè)目前所用的燃料都是碳質(zhì)燃料。碳質(zhì)燃料根據(jù)其物態(tài)，可以分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料;根據(jù)來源又可以分為天然燃料和加工的燃料.天然燃料(如煤炭和石油)直接燃燒在經(jīng)濟上不合算，在技術(shù)上也不合理，應(yīng)當開展綜合利用，把天然燃料首先作為化工原料，提取一系列重要產(chǎn)品后再用于燃燒?，F(xiàn)代冶金聯(lián)合企業(yè)主要是使用各類加工的燃料。

　　然料的一般性質(zhì)瀚料的化學組成

　　自然界中的固體A料和液體燃料，都是由有機物和無機物兩部分所組成的。有機物是由碳、氫、氧及少量的氮、硫等構(gòu)成。這些復(fù)雜的有機化合物的成分分析十分困難，所以一般只測定碳、氫、氧、氮、硫的百分含量，與燃料的其他特性配合起來，幫助人們判斷然料的性質(zhì)和進行燃燒計算。燃料的無機物部分主要是水分和礦物質(zhì)灰分。

　　氣體燃料由CO,H21CH,,qH41C,H,,,,COZ,N2,認、H2S,H20等簡單的化合物或單質(zhì)混合組成，其中主要的可燃成分是CO,H,,CH,,qHC.H，等，C02,H20,N2,Ch等是不可燃成分。固體燃料和液體燃料的元素組成用質(zhì)量分數(shù)表示.如w(C),w(H),w(O)、二(N),w(S)等。燃料中的水分和灰分分別以符號切(W)及二(A)表示。工程計算中，常用質(zhì)*百分數(shù)如二(C),參與計算.須注意w(C)%=100X二(C).碳碳是固體燃料和液體燃料中*主要的熱能來源。碳在燃燒時與空氣中的氧化合生成CO2同時放出大量的熱。

　　氫也是嫩料中重要的可燃成分。氫燃燒時生成水蒸氣，同時放出大*的熱。H2+合。一H2O9915(kJ/kg)固體燃料和液體燃料中的氫與碳、氧、硫結(jié)合成各種化合物狀態(tài)存在，與碳、硫結(jié)合的氫可以燃燒;與氧結(jié)合的氫形成了燃料內(nèi)的水分，不僅降低了燃料可燃成分的比例，而且蒸發(fā)時還要消耗熱童。這種水分在干燥時不能除去，只有在高溫下分解時才能被除掉。

　　氧是燃料中有害的組成部分.因為在固體燃料及液體燃料中，它與碳、氫等可o?成分結(jié)合呈化合物狀態(tài)存在。所以作為燃料使用時.它不僅不參與燃燒.反而約束了一部分可燃成分。

　　氮是惰性物質(zhì)，燃燒時一般不參加反應(yīng)而進人煙氣中。在溫度高和含氮量高的情況下，將產(chǎn)生較多的NON,造成大氣污染。

　　硫是燃料中有害的雜質(zhì)。嫌料中有機硫和黃鐵礦硫在空氣中燃燒都能生成二氧化硫。呈硫酸鹽狀態(tài)存在的硫不能嫩燒，燃燒時進人灰分。加熱爐有機硫及黃鐵礦硫燃燒時雖然能夠產(chǎn)生一定熱量(10468kJ/kg)，但以入腐蝕金屬設(shè)備，會使鋼材表面燒損增加，嚴重影響鋼的加熱質(zhì)量，并且污染環(huán)境造成公害。所以冶金燃料中的硫含量一般均有限制，在選用時必須加以考慮。

　　水分

　　燃料中的水分是有害的成分。它的存在降低了可燃成分的比例。在燃燒時要吸收大量熱而蒸發(fā)，而且對燃料的運輸和加工都不利。煤中水分的含量波動范圍很大，不同炭化程度的煤，水分含量相差也很大，原始煤中水分含量比較高是由于煤在開采、洗選、運輸、貯存過程中，表面吸附了大量水分。這些水分在空氣中風干時即可以除去，稱為外部水分。其余水分吸附在煤的小毛細管中，并以物理化學方式與煤質(zhì)相連接，需要加熱到102-105℃才能除去，稱為內(nèi)在水分。此外，煤的礦物質(zhì)中還常有少量結(jié)晶水，只有在更高溫度下才能除去。

　　灰分

　　煤中的灰分高，相對可燃成分的比例就減少，而燃燒時灰分本身的加熱和分解還要吸收熱量;灰分高的煤往往容易夾雜燒不透的可嫩物，造成燃料的損失;清灰也是很繁重的勞動。所以灰分的多少是衡量燃料經(jīng)濟價值的重要指標。除了灰分的含量之外，在衡量固體燃料的質(zhì)量時。還必須考慮灰分的熔點。灰分熔點太低時.容易在爐柵上結(jié)成大塊，影響通風，清灰除渣也困難。所以一般要求灰分的軟化溫度不低于1200℃。