9. Процесс горения частицы твердого топлива. Физико-химические закономерности и характеристики процесса горения.

Топливо, поступающее в топочную камеру, вначале проходит стадию термической подготовки, которая заключается в испарении влаги и выделении летучих веществ. Нагрев частицы топлива до температуры интенсивного выхода летучих веществ (400-600 С) происходит за десятые доли секунды. Затем летучие вещества воспламеняются, вследствие чего температура частицы резко нарастает. Эта стадия занимает 0,2-0,5 с. Завершающая стадия процесса – горение коксового остатка частицы. Занимает 30-50% всего времени.ю необходимого для сгорания частицы. В зависимости от резмера частицы и вида сжигаемого топлива полное время сграния может составлять 1-2,5 с. Скросто горения определяется не только скоростью собственно химических реакций, но и концентрацией О2 в зоне реагирования.

Горящая частица считается окруженной пограничной пленкой, в пределах которой происходит догорание СО, а перенос вещества осуществляется за счет молекулярной диффузии. В пределах пленки происходит ихменение концентрации веществ и температуры.

10. Способы сжигания и газификация твердого топлива. Воспламенение топлива с низким содержанием летучих веществ.

Твердое топливо сжигается или газифицируется в виде массы кусков или частиц. Через эту массу проходит поток газов, реагирующих с топливом и одновременно оказывающих на них силовое, гидродинамическое воздействие.

В зависимости от крупности частиц топлива и характера гидродинамического воздействия на них процессы сжигания или газификации могут быть организованы след образом:

1. Дутье фильтруется через плотный слой топлива, находящегося на неподвижной или движущейся колосниковой решетке. Скорость газа в плотном слое должна быть ниже некоторой критической скорости.

2. При некоторой критической скорости дутья частицы слоя находятся в подвижном состоянии, в центре слоя частицы поднимаются вверх, а у стенок опускаются вниз. Такое состояние слоя называют кипящим. Дутье подается через колосниковую решетку в таком количестве, чтобы слой топлива, пребывая в кипящем состоянии, находился на пределе устойчивости.

3. При большом дутье слой может быть в фонтанирующем состоянии, отличающемся от кипящего слоя большей и неравномерной порозностью, а также большими амплитудами витания частиц. При неоднородном фракционном составе топлива аэрофонтанный слой может быть получен в конически расширяющейся камере. Более крупные частицы находятся внизу,при большей скорости газа, а мелкие – вверху, при меньшей скорости.

4. При использовании пылевидного топлива и значительной скорости дутья поток газа увлекает за собой частицы топлива. Происходит пневмотранспорт топлива. Этот режим осущ-ся в прямоточных камерах (факельный процесс) и вихревых топках. При этом порозность еще больше возрастает, а концентреция топлива в единице объема снижается.

5. Наибольшая циркуляция частиц в реакционной зоне достигается при вихревом (циклонном) способе сжигания топлива. Особенностью этого способа явл организация вихревого вращательного движения газопылевого потока, ось вращения которого каким-либо образом ориентирована в пространстве.

Воспламенение топлива с низким содержанием летучих веществ

Проблему переработки низкосортных топлив, характеризующихся невысокой реакционной способностью, малойкалорийностью, высокой зольностью, обусловливают низкие экономические и экологические показатели их использования.

Из практики сжигания тв топлив известно, что угли с выходом летучих 30% и более хорошо воспламеняются и устойчиво горят без подсветки.

Вышеуказанное делает целесообразной термическую подготовку низкосортных топлив. Процесс термоподготовки состоит в нагреве топлива и его частичной газификации перед сжиганием в топке.

Перспективным пособом обеспечения устойчивого воспламенения и стабилизации горения пылеугольного факела является использование низкотемпературной плазмы взамен подсветки мазутом или природным газом.