燃料熱化學轉化原理及應用

第1章導論 001
1.1我國能源現(xiàn)狀001
1.2燃料的重要性002
1.3燃料的熱化學轉化003
1.4本書的特點004
思考題005
參考文獻005

第一篇燃料篇
第2章燃料品質特性分析 006
2.1燃料的化學成分006
2.1.1固 液體燃料的元素分析成分007
2.1.2固體燃料工業(yè)分析成分009
2.1.3灰的熔融性010
2.1.4氣體燃料的組分分析011
2.2燃料的成分基準及其換算011
2.2.1固 液體燃料的成分基準011
2.2.2不同基準之間的換算012
2.3燃料的發(fā)熱量及其測試方法013
2.3.1發(fā)熱量的定義013
2.3.2發(fā)熱量的換算014
2.3.3發(fā)熱量的估算及測定015
2.3.4燃料的折算成分018
2.4燃料類型及特點019
2.4.1固體燃料019
2.4.2液體燃料023
2.4.3氣體燃料028
思考題030
習題031
參考文獻031
第3章煤粉燃料制備及系統(tǒng) 033
3.1煤粉的一般特性033
3.1.1煤粉的流動性033
3.1.2煤粉的自燃與爆炸性033
3.1.3煤粉的堆積特性034
3.1.4煤粉細度034
3.1.5煤粉分布特性035
3.2煤的可磨性及磨損性036
3.2.1煤的可磨性系數(shù)036
3.2.2煤的磨損指數(shù)037
3.3磨煤機的種類038
3.3.1低速磨煤機038
3.3.2中速磨煤機039
3.4制粉系統(tǒng)042
3.4.1中間儲倉式制粉系統(tǒng)043
3.4.2直吹式制粉系統(tǒng)044
3.4.3磨煤機和制粉系統(tǒng)選擇045
思考題045
習題046
參考文獻046
第4章固體生物質燃料預處理 047
4.1原料打捆收集047
4.1.1圓捆打捆機048
4.1.2方捆打捆機049
4.2原料的切削050
4.3原料的干燥052
4.3.1干燥的基本原理052
4.3.2自然干燥053
4.3.3熱力干燥053
4.3.4熱力干燥設備054
4.4原料成型056
4.4.1生物質壓縮成型的理論依據(jù)056
4.4.2生物質成型燃料質量標準058
4.4.3生物質壓縮成型設備059
4.4.4生物質燃料成型影響因素062
思考題063
參考文獻064

第二篇燃燒篇
第5章燃料的燃燒計算 065
5.1燃燒所需的空氣量065
5.1.1固體和液體燃料燃燒所需理論空氣量066
5.1.2氣體燃料燃燒所需理論空氣量067
5.1.3燃燒所需實際空氣量068
5.2燃燒煙氣量的計算068
5.2.1固體和液體燃料燃燒的理論煙氣量068
5.2.2氣體燃料燃燒的理論煙氣量070
5.2.3實際煙氣量的計算071
5.3空氣和煙氣焓072
5.3.1空氣焓072
5.3.2煙氣焓072
5.4煙氣成分分析及應用074
5.4.1煙氣成分分析074
5.4.2煙氣分析結果的應用075
思考題078
習題078
參考文獻079
第6章燃料燃燒理論與技術 080
6.1燃料的層燃原理080
6.1.1層燃概述080
6.1.2燃料層阻力及其氣動穩(wěn)定性082
6.1.3層燃的熱質交換與化學反應過程082
6.2燃料的懸浮燃燒原理084
6.2.1懸浮燃燒的特點084
6.2.2煤粉氣流的著火085
6.2.3煤粉的燃燒088
6.2.4碳顆粒的燃燒速率090
6.3燃料的流化床燃燒原理093
6.3.1流化床內流動的基本理論093
6.3.2流態(tài)化現(xiàn)象及形態(tài)096
6.3.3流化床內的流體動力學特性098
6.3.4流化床內燃燒基本理論102
6.4其他新型燃燒技術104
6.4.1化學鏈燃燒技術105
6.4.2富氧燃燒技術111
6.4.3MILD燃燒技術115
6.4.4超臨界水熱燃燒技術118
思考題124
參考文獻125
第7章燃料的燃燒設備 127
7.1層燃爐127
7.1.1層狀燃燒簡述127
7.1.2固定爐排爐129
7.1.3移動爐排130
7.2室燃爐135
7.2.1煤粉爐136
7.2.2燃油爐138
7.2.3燃氣爐144
7.3流化床爐148
7.3.1概述148
7.3.2鼓泡流化床爐148
7.3.3循環(huán)流化床爐150
思考題151
參考文獻152
第8章燃燒設備的熱平衡及熱效率 153
8.1熱平衡的組成153
8.2輸入熱量154
8.3熱效率156
8.3.1正平衡法156
8.3.2反平衡法156
8.3.3能效限定值與能效等級157
8.3.4熱平衡試驗的要求157
8.4固體不完全燃燒熱損失157
8.4.1固體不完全燃燒損失的計算158
8.4.2固體不完全燃燒熱損失的影響因素159
8.5氣體不完全燃燒熱損失159
8.5.1氣體不完全燃燒熱損失的計算159
8.5.2氣體不完全燃燒熱損失影響因素160
8.6排煙熱損失160
8.6.1排煙熱損失的計算161
8.6.2排煙熱損失的影響因素161
8.7散熱損失162
8.7.1散熱損失的計算162
8.7.2保熱系數(shù)163
8.7.3影響散熱損失的因素163
8.8其他損失164
8.8.1灰渣物理熱損失的計算164
8.8.2影響因素164
8.9燃料消耗量165
思考題165
習題165
參考文獻166
第9章燃燒煙氣的余熱利用 167
9.1工質流動167
9.1.1水循環(huán)基本概念168
9.1.2水循環(huán)動力168
9.1.3循環(huán)流速和循環(huán)倍率169
9.1.4循環(huán)回路特性曲線170
9.2汽水工質吸熱量的分配171
9.3輻射受熱面171
9.3.1水冷壁172
9.3.2輻射式過熱器173
9.4半輻射式受熱面174
9.5對流受熱面175
9.5.1對流式過熱器和再熱器176
9.5.2省煤器177
9.5.3空氣預熱器178
9.5.4對流管束183
思考題185
參考文獻186
第10章燃燒煙氣受熱面換熱計算 187
10.1輻射受熱面熱力計算187
10.1.1爐內輻射傳熱的特點187
10.1.2爐膛輻射換熱基本方程189
10.1.3基于相似理論的爐內輻射傳熱計算方法191
10.1.4爐膛受熱面的輻射特性192
10.1.5火焰黑度的確定193
10.1.6火焰中心位置修正系數(shù)195
10.1.7爐膛輻射換熱其他相關參數(shù)的計算197
10.1.8爐膛換熱計算的修正方法199
10.2對流受熱面換熱計算200
10.2.1對流受熱面熱力計算基本方程200
10.2.2傳熱系數(shù)計算方法202
10.2.3對流受熱面污染對換熱的影響208
10.2.4傳熱溫差的計算210
10.2.5對流換熱面和流速的計算211
10.2.6對流受熱面的計算特點212
10.2.7鍋爐整體熱力計算程序215
思考題216
習題217
參考文獻218

第三篇熱解氣化篇
第11章熱解原理與動力學分析 219
11.1生物質熱解原理219
11.1.1生物質熱解的四個階段220
11.1.2熱解反應工藝流程220
11.1.3熱解質能平衡221
11.1.4生物質熱解過程影響因素221
11.2生物質熱解的熱分析技術223
11.2.1熱分析的定義223
11.2.2熱重分析原理224
11.2.3差熱分析原理227
11.2.4差示掃描量熱原理232
11.3生物質熱解表觀動力學234
11.3.1熱重分析動力學方程235
11.3.2熱重曲線動力學分析235
11.3.3典型生物質熱解動力學參數(shù)237
11.3.4熱解特征指數(shù)239
思考題240
參考文獻240
第12章生物質低溫熱解炭化 241
12.1概述241
12.2生物質低溫熱解炭化過程241
12.2.1工藝過程241
12.2.2低溫熱解炭化產物分布242
12.3生物炭的性質及表征方法244
12.3.1成分244
12.3.2密度244
12.3.3比表面積245
12.3.4孔徑246
12.3.5微觀結構250
12.3.6陽離子交換容量251
12.3.7表面性質251
12.3.8電導率255
12.3.9比熱容255
12.4生物炭的應用256
12.4.1生物炭制備活性炭256
12.4.2生物炭用于土壤改良259
12.4.3生物炭制備超級電容器260
12.5低溫熱解炭化設備264
12.5.1固定床生物質炭化裝置264
12.5.2移動床生物質炭化裝置266
12.6臥式連續(xù)生物質炭化裝置設計270
12.6.1設計依據(jù)及原則270
12.6.2整體方案設計270
12.6.3熱解參數(shù)選擇271
12.6.4熱工計算272
12.6.5炭化室結構設計273
12.6.6可燃氣燃燒計算273
12.6.7高溫煙氣套筒結構設計276
思考題278
習題278
參考文獻278
第13章生物質氣化基本理論 280
13.1生物質氣化反應化學平衡280
13.1.1生物質氣化過程280
13.1.2氣化反應熱效應282
13.1.3氣化反應的化學平衡283
13.1.4影響化學平衡的因素285
13.1.5幾個主要化學反應平衡的探討285
13.2生物質氣化反應動力學289
13.2.1生物質氣化反應過程289
13.2.2氣化反應動力學模型290
13.2.3氣化反應動力學實驗研究方法294
13.3氣化反應影響因素及工藝指標295
13.3.1熱解條件對生物質半焦的影響295
13.3.2礦物質對半焦氣化反應性的影響297
13.3.3氣化壓力對半焦氣化反應性的影響298
13.3.4氣化過程評價指標298
思考題301
習題301
參考文獻301
第14章生物質氣化技術及裝備 303
14.1概述303
14.1.1國外生物質氣化技術發(fā)展現(xiàn)狀303
14.1.2國內生物質氣化技術發(fā)展現(xiàn)狀304
14.1.3生物質氣化爐的分類305
14.2固定床氣化爐305
14.2.1上吸式氣化爐305
14.2.2下吸式氣化爐306
14.3流化床氣化爐310
14.3.1鼓泡流化床氣化爐310
14.3.2循環(huán)流化床氣化爐311
14.3.3雙流化床氣化爐312
14.4氣流床氣化爐320
14.4.1頂部進料下降管氣流床氣化爐320
14.4.2側面進料上升管氣流床氣化爐321
14.4.3Choren生物質氣流床氣化工藝322
14.5等離子體氣化爐322
14.5.1等離子體基本概念322
14.5.2熱等離子體發(fā)生裝置323
14.5.3等離子體氣化技術原理323
14.5.4國內外等離子體氣化技術324
14.6超臨界水氣化技術328
14.6.1生物質的超臨界水氣化過程328
14.6.2超臨界水反應器329
14.7生物質氣化爐過程設計331
14.7.1質量平衡331
14.7.2能量平衡333
14.7.3產品氣組分預測334
14.7.4氣化爐尺寸確定336
思考題342
參考文獻342

附錄 344
附錄1主要氣體組分熱力學性質表344
附錄2燃料特性352
參考文獻354