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煤催化燃烧技术
　　煤催化燃烧技术以节能环保为主题,以提高燃烧效率及使气体净化的费用和废物排放量减到最小为主要目的.
　　技术原理及特点：
　　1. 依据煤是由植物败亡后经生化反应及高温高压下的物理化学反应生成的化石燃料,简单地说,煤是复杂的有机高分子化合物.因成煤植物、成矿条件、煤化程度不同,其岩相组成差异很大；煤中的可燃组份除C、H、O元素外,通常还含有1～2%的有机氮及0.7～5%的有机硫和无机硫；煤的燃烧实质上是一个强氧化过程,大致可分为受热释放挥发份、气相挥发份的着火和燃烧、固体碳素残留物的着火和燃烧三个阶段,其燃烧过程伴随着热裂解、热合成、缩合、环化、脱氢、氧化、催化等各种复杂的化学反应,并伴随有二次反应.
　　2. 煤的催化燃烧技术是采用多元复合催化剂为主的有机配位基团与煤粉分子的相容性提高催化组份与煤粉的溶解度,有机基团嵌入煤微粒的内部,配位的功能性金属催化离子融近碳基晶格,以催化剂前驱体的高分散性、大比表面积与煤微粒制成整体燃烧催化体系,比固定式催化燃烧炉具有更大的优越性,由于高分散、高比表面积的多相催化,具有更高的催化燃烧效率,受空燃比及空速影响较小,加之催化剂为一次使用,基本上不受催化剂中毒对催化效率的影响.
　　3. 采用火焰催化氧化燃烧.催化燃烧体系中与碳基紧密融近的功能性金属催化离子大幅度降低C-H、C-C、C-O、C-N、C-S键的活化能,提高反应活性,催化裂解煤结构单元的含氧官能团、侧链、桥键及芳基环释放气化为小分子化合物,降低起燃温度,催化氧化燃烧；并在高温火焰中离解,通过电荷转移和氧置换等作用抑制碳烟生成,催化残碳燃烧.
　　4. 配位的有机基团或其反应物产生自由基参与挥发份自由基连锁反应,或与残碳及碳烟生成的离子———分子反应,产生消烟作用.
　　5. 复配的辅助组份或起离子催化作用,或补充氧,或提供自由基参与连锁反应,或迅速提高燃烧温度,共同促进氧化燃烧,提高燃烧效率.
　　6. 利用配位的功能性催化离子选择性地抑制缩合及环化；阻止二次反应；催化CO、挥发份、碳烟的氧化燃烧；催化水煤气变换反应和水蒸汽重整反应.
　　7. 火焰催化氧化燃烧代替原来的火焰燃烧,抑制了热合成NOx和瞬间NOx的生成,同时,功能性催化离子选择性地催化燃料产生的NOx还原成N2.
　　8. 在火焰催化氧化燃烧中,硫氧化合物经扩散碰撞固液相反应与煤灰中的部分催化剂离子及Al2O3、CaO结合生成高温稳定的硫化物、硫酸盐及硫铝酸钙而固定.
　　应用范围：
　　煤用催化燃烧技术开发应用可广泛应用于火电厂、工业锅炉、工业炉窑及民用燃煤炉,也可应用于洁净煤的生产,对于旋窑水泥制造企业,为改烟煤为无烟煤、劣质煤的应用提供了技术支持.
　　煤及其燃烧的介绍
　　来源：中国烟草在线摘自《云烟烘烤与分级》 作者： 发表时间：2003-9-8
　　中国烟草在线摘自《云烟烘烤与分级》
　　1．煤的组成
　　煤由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成,还含有一定水分,灰分和其它杂质.煤的燃烧部分：一是碳,二是挥发分.
　　碳是煤的主要成分,含碳量越高的,其发热量亦越高.由于碳的燃点较高（约700℃左右）故含碳量越高的煤越难点燃.
　　挥发分包括氢（H 2 ）、氧（O 2 ）、硫化氢（H 2 S）、甲烷（CH 4 ）、乙烯（C 2 H 4 ）等.挥发分含量较高的煤燃点较低,容易点燃,但碳量相应减少,发热量也较低.
　　水分是煤的杂质之一,其含量以小于10%为好.
　　灰分是混入煤中的沙、石、灰土等杂质,一般应小于30%,其含量高的,将使炉渣增多,降低煤质,影响燃烧.但含量过少,在燃烧时又容易出现“流炉”漏炭.
　　2．煤的种类
　　煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种.云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三种.煤的种类不同,其成分组成与质量不同,发热量也不相同（表4-15）.单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量,人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤,并以此标准折算耗煤量.
　　（1）褐煤：多为块状,呈黑褐色,光泽暗,质地疏松；含挥发分40%左右,燃点低,容易着火,燃烧时上火快,火焰大,冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同,发热量差异很大）,燃烧时间短,需经常加煤.
　　（2）烟煤：一般为粒状、小块状,也有粉状的,多呈黑色而有光泽,质地细致,含挥发分30%以上,燃点不太高,较易点燃；含碳量与发热量较高,燃烧时上火快,火焰长,有大量黑烟,燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性,燃烧时易结渣.
　　（3）无烟煤：有粉状和小块状两种,呈黑色有金属光泽而发亮.杂质少,质地紧密,固定碳含量高,可达80%以上；挥发分含量低,在10%以下,燃点高,不易着火；但发热量高,刚燃烧时上火慢,火上来后比较大,火力强,火焰短,冒烟少,燃烧时间长,粘结性弱,燃烧时不易结渣.应掺入适量煤土烧用,以减轻火力强度.
　　3．煤的燃烧
　　（1）煤燃烧需要的条件：煤的燃烧是碳和其它可燃物剧烈氧化的反应.为了把煤炭所含有的热量尽量释放出来,就应充分满足煤对燃烧的要求,以达到使煤尽可能完全燃烧的目的.
　　①维持足够的炉膛温度.煤只有加热到一定温度时才能着火燃烧,而且炉膛内温度越高,煤的燃烧越快,越充分.所以应防止炉膛温度降低,影响煤的燃烧.
　　②供给充足的氧气.通风供氧不足,煤不能燃尽.通风供氧过多,导致炉膛温度下降.适当偏多的通风,是保证充分燃烧的条件.在烘烤时,可根据火焰颜色判断通风量进行调节.通常,火焰呈黑红色的表示通风供氧不足,火焰呈亮白色的表示通风供氧过多,火焰呈麦黄色的表示通风供氧适当.
　　③需有足够的燃烧时间.煤的燃烧要经过蒸发、分解、碳燃烧、燃尽等阶段.各阶段都需要一定时间才能完成.所以,必须有足够的时间才能使煤充分燃烧.因此,在烘烤时不适当的加煤和出渣都是不正确的.
　　④保持煤和氧气的良好接触.煤的燃烧是由外向里进行的,当外层燃烧后,会形成一层灰壳将内层包裹起来,阻碍了煤与氧气的接触.这时就应采取捅火,拔火等措施破坏外层灰壳,使煤与氧气得到良好接触以加快燃烧.或者使用鼓风机增加通风速度,使空气冲破灰壳而达到煤层.
　　（2）煤在炉膛内燃烧的特点
　　①分层燃烧.煤在炉膛内可区分为四层.
　　最上面为新煤层,又称干馏层.中间是灼热的碳燃烧层,它又可分为氧化层和还原层.下面是炉渣层.燃烧所产生的高温烟气流（火）先是集聚在炉膛空间,然后很快进入火管,最后通过烟囱排入大气.
　　煤添进炉膛后,下面受灼热煤层的烘烤,上面受炉膛空间火焰和炉顶热辐射的加热,在这种“双面点火”作用下迅速被烘干、预热、点燃.逸出的挥发分和炭燃烧时生成的一氧化碳等气态可燃物质及飞灰,在炉膛空间呈悬浮状燃烧.剩下的固体炭则呈焦炭状在煤层中燃烧.焦炭层即碳燃烧层,是煤的主要燃烧区,其温度可达1100—1600℃.焦炭层的氧化层最先与空气接触燃烧,生成二氧化碳并放出大量热量.氧化层的二氧化碳上升遇到还原层中灼热的炭被还原成一氧化碳,一氧化碳和挥发分在炉膛空间燃烧.煤燃尽后形成的灰渣呈熔融状下流,与上升的冷空气相遇而冷却为固体炉渣.炉渣层将灼热的焦炭层与炉栅隔开,保证了炉栅的安全,同时也使进入的冷空气得到预热并穿过炉渣较均匀的上升.当然,这四层不是截然分开的,有重叠交错现象.但是,维持燃烧的成层性,尽量避免层次打乱,是确保燃烧完全、稳定烤房温度和节省煤炭的重要条件.如果煤层混乱,将造成燃烧不旺,升温不灵,炉栅漏煤等弊病,严重影响烘烤质量及浪费能源.所以,一定要避免烧混.
　　②燃烧的周期性.新煤刚加入时,由于新煤水分的蒸发及自身的吸热等,将使炉膛温度下降.当新煤点燃后则释放出大量热能,使炉膛温度升高并达到高峰.此后,随着煤的燃尽,发热量降低,炉膛温度再次下降.这时就要重新加煤,又开始了一个新的周期……燃烧的周期性变化,与炉膛通风状况也密切相关.在新煤投入后,随着炉膛内可燃物质的增多和煤层的加厚,出现炉膛内需要氧气多而通风阻力大的现象,造成通风供氧不足.随着燃烧的进行,可燃物质逐渐减少,煤层变薄,炉膛内需要氧气量减少,通风条件变好,逐渐使通风供氧达到适合状况,煤火燃烧旺盛进行.此后,随着可燃物质的进一步减少,通风供氧变得过多,又使炉膛温度下降,再次影响燃烧……这种通风情况的周期性变化,也促成了燃烧的周期性.
　　燃烧的周期性不论对控制烤房温度或节省燃料都是不利的.所以,烘烤时,一定要注意烧火技术,尽量减轻燃烧周期性所造成的损失.