燃料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化原理及應(yīng)用

第1章導(dǎo)論 001
1.1我國(guó)能源現(xiàn)狀001
1.2燃料的重要性002
1.3燃料的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化003
1.4本書(shū)的特點(diǎn)004
思考題005
參考文獻(xiàn)005

第一篇燃料篇
第2章燃料品質(zhì)特性分析 006
2.1燃料的化學(xué)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(zhǔn)及其換算011
2.2.1固 液體燃料的成分基準(zhǔn)011
2.2.2不同基準(zhǔn)之間的換算012
2.3燃料的發(fā)熱量及其測(cè)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(cè)定015
2.3.4燃料的折算成分018
2.4燃料類(lèi)型及特點(diǎn)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(xí)題031
參考文獻(xiàn)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(dòng)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(xì)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(jī)的種類(lèi)038
3.3.1低速磨煤機(jī)038
3.3.2中速磨煤機(jī)039
3.4制粉系統(tǒng)042
3.4.1中間儲(chǔ)倉(cāng)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(jī)和制粉系統(tǒng)選擇045
思考題045
習(xí)題046
參考文獻(xiàn)046
第4章固體生物質(zhì)燃料預(yù)處理 047
4.1原料打捆收集047
4.1.1圓捆打捆機(jī)048
4.1.2方捆打捆機(jī)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(shè)備054
4.4原料成型056
4.4.1生物質(zhì)壓縮成型的理論依據(jù)056
4.4.2生物質(zhì)成型燃料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)058
4.4.3生物質(zhì)壓縮成型設(shè)備059
4.4.4生物質(zhì)燃料成型影響因素062
思考題063
參考文獻(xiàn)064

第二篇燃燒篇
第5章燃料的燃燒計(jì)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(shí)際空氣量068
5.2燃燒煙氣量的計(jì)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(shí)際煙氣量的計(jì)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(yīng)用074
5.4.1煙氣成分分析074
5.4.2煙氣分析結(jié)果的應(yīng)用075
思考題078
習(xí)題078
參考文獻(xiàn)079
第6章燃料燃燒理論與技術(shù) 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(dòng)穩(wěn)定性082
6.1.3層燃的熱質(zhì)交換與化學(xué)反應(yīng)過(guò)程082
6.2燃料的懸浮燃燒原理084
6.2.1懸浮燃燒的特點(diǎn)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(nèi)流動(dòng)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(nèi)的流體動(dòng)力學(xué)特性098
6.3.4流化床內(nèi)燃燒基本理論102
6.4其他新型燃燒技術(shù)104
6.4.1化學(xué)鏈燃燒技術(shù)105
6.4.2富氧燃燒技術(shù)111
6.4.3MILD燃燒技術(shù)115
6.4.4超臨界水熱燃燒技術(shù)118
思考題124
參考文獻(xiàn)125
第7章燃料的燃燒設(shè)備 127
7.1層燃爐127
7.1.1層狀燃燒簡(jiǎn)述127
7.1.2固定爐排爐129
7.1.3移動(dòng)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?xì)鉅t144
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(xiàn)152
第8章燃燒設(shè)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(jí)157
8.3.4熱平衡試驗(yàn)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算164
8.8.2影響因素164
8.9燃料消耗量165
思考題165
習(xí)題165
參考文獻(xiàn)166
第9章燃燒煙氣的余熱利用 167
9.1工質(zhì)流動(dòng)167
9.1.1水循環(huán)基本概念168
9.1.2水循環(huán)動(dòng)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(xiàn)170
9.2汽水工質(zhì)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(guò)熱器173
9.4半輻射式受熱面174
9.5對(duì)流受熱面175
9.5.1對(duì)流式過(guò)熱器和再熱器176
9.5.2省煤器177
9.5.3空氣預(yù)熱器178
9.5.4對(duì)流管束183
思考題185
參考文獻(xiàn)186
第10章燃燒煙氣受熱面換熱計(jì)算 187
10.1輻射受熱面熱力計(jì)算187
10.1.1爐內(nèi)輻射傳熱的特點(diǎn)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(nèi)輻射傳熱計(jì)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(guān)參數(shù)的計(jì)算197
10.1.8爐膛換熱計(jì)算的修正方法199
10.2對(duì)流受熱面換熱計(jì)算200
10.2.1對(duì)流受熱面熱力計(jì)算基本方程200
10.2.2傳熱系數(shù)計(jì)算方法202
10.2.3對(duì)流受熱面污染對(duì)換熱的影響208
10.2.4傳熱溫差的計(jì)算210
10.2.5對(duì)流換熱面和流速的計(jì)算211
10.2.6對(duì)流受熱面的計(jì)算特點(diǎn)212
10.2.7鍋爐整體熱力計(jì)算程序215
思考題216
習(xí)題217
參考文獻(xiàn)218

第三篇熱解氣化篇
第11章熱解原理與動(dòng)力學(xué)分析 219
11.1生物質(zhì)熱解原理219
11.1.1生物質(zhì)熱解的四個(gè)階段220
11.1.2熱解反應(yīng)工藝流程220
11.1.3熱解質(zhì)能平衡221
11.1.4生物質(zhì)熱解過(guò)程影響因素221
11.2生物質(zhì)熱解的熱分析技術(shù)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(zhì)熱解表觀動(dòng)力學(xué)234
11.3.1熱重分析動(dòng)力學(xué)方程235
11.3.2熱重曲線(xiàn)動(dòng)力學(xué)分析235
11.3.3典型生物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)237
11.3.4熱解特征指數(shù)239
思考題240
參考文獻(xiàn)240
第12章生物質(zhì)低溫?zé)峤馓炕?241
12.1概述241
12.2生物質(zhì)低溫?zé)峤馓炕^(guò)程241
12.2.1工藝過(guò)程241
12.2.2低溫?zé)峤馓炕a(chǎn)物分布242
12.3生物炭的性質(zhì)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(jié)構(gòu)250
12.3.6陽(yáng)離子交換容量251
12.3.7表面性質(zhì)251
12.3.8電導(dǎo)率255
12.3.9比熱容255
12.4生物炭的應(yīng)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(jí)電容器260
12.5低溫?zé)峤馓炕O(shè)備264
12.5.1固定床生物質(zhì)炭化裝置264
12.5.2移動(dòng)床生物質(zhì)炭化裝置266
12.6臥式連續(xù)生物質(zhì)炭化裝置設(shè)計(jì)270
12.6.1設(shè)計(jì)依據(jù)及原則270
12.6.2整體方案設(shè)計(jì)270
12.6.3熱解參數(shù)選擇271
12.6.4熱工計(jì)算272
12.6.5炭化室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)273
12.6.6可燃?xì)馊紵?jì)算273
12.6.7高溫?zé)煔馓淄步Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)276
思考題278
習(xí)題278
參考文獻(xiàn)278
第13章生物質(zhì)氣化基本理論 280
13.1生物質(zhì)氣化反應(yīng)化學(xué)平衡280
13.1.1生物質(zhì)氣化過(guò)程280
13.1.2氣化反應(yīng)熱效應(yīng)282
13.1.3氣化反應(yīng)的化學(xué)平衡283
13.1.4影響化學(xué)平衡的因素285
13.1.5幾個(gè)主要化學(xué)反應(yīng)平衡的探討285
13.2生物質(zhì)氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)289
13.2.1生物質(zhì)氣化反應(yīng)過(guò)程289
13.2.2氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型290
13.2.3氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法294
13.3氣化反應(yīng)影響因素及工藝指標(biāo)295
13.3.1熱解條件對(duì)生物質(zhì)半焦的影響295
13.3.2礦物質(zhì)對(duì)半焦氣化反應(yīng)性的影響297
13.3.3氣化壓力對(duì)半焦氣化反應(yīng)性的影響298
13.3.4氣化過(guò)程評(píng)價(jià)指標(biāo)298
思考題301
習(xí)題301
參考文獻(xiàn)301
第14章生物質(zhì)氣化技術(shù)及裝備 303
14.1概述303
14.1.1國(guó)外生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀303
14.1.2國(guó)內(nèi)生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀304
14.1.3生物質(zhì)氣化爐的分類(lèi)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(jìn)料下降管氣流床氣化爐320
14.4.2側(cè)面進(jìn)料上升管氣流床氣化爐321
14.4.3Choren生物質(zhì)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(shù)原理323
14.5.4國(guó)內(nèi)外等離子體氣化技術(shù)324
14.6超臨界水氣化技術(shù)328
14.6.1生物質(zhì)的超臨界水氣化過(guò)程328
14.6.2超臨界水反應(yīng)器329
14.7生物質(zhì)氣化爐過(guò)程設(shè)計(jì)331
14.7.1質(zhì)量平衡331
14.7.2能量平衡333
14.7.3產(chǎn)品氣組分預(yù)測(cè)334
14.7.4氣化爐尺寸確定336
思考題342
參考文獻(xiàn)342

附錄 344
附錄1主要?dú)怏w組分熱力學(xué)性質(zhì)表344
附錄2燃料特性352
參考文獻(xiàn)354