燃料及燃烧

　　在自然界的各种能源中，目前燃料仍占**重要的地位。冶金工业是燃料消耗巨大的行业。燃料工业的发展直接影响着冶金工业的发展。
冶金工业目前所用的燃料都是碳质燃料。碳质燃料根据其物态，可以分为固体燃料、液体燃料和气体燃料;根据来源又可以分为天然燃料和加工的燃料.天然燃料(如煤炭和石油)直接燃烧在经济上不合算，在技术上也不合理，应当开展综合利用，把天然燃料首先作为化工原料，提取一系列重要产品后再用于燃烧。现代冶金联合企业主要是使用各类加工的燃料。

　　然料的一般性质瀚料的化学组成

　　自然界中的固体A料和液体燃料，都是由有机物和无机物两部分所组成的。有机物是由碳、氢、氧及少量的氮、硫等构成。这些复杂的有机化合物的成分分析十分困难，所以一般只测定碳、氢、氧、氮、硫的百分含量，与燃料的其他特性配合起来，帮助人们判断然料的性质和进行燃烧计算。燃料的无机物部分主要是水分和矿物质灰分。

　　气体燃料由CO,H21CH,,qH41C,H,,,,COZ,N2,认、H2S,H20等简单的化合物或单质混合组成，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。固体燃料和液体燃料的元素组成用质量分数表示.如w(C),w(H),w(O)、二(N),w(S)等。燃料中的水分和灰分分别以符号切(W)及二(A)表示。工程计算中，常用质**百分数如二(C),参与计算.须注意w(C)%=100X二(C).碳碳是固体燃料和液体燃料中**主要的热能来源。碳在燃烧时与空气中的氧化合生成CO2同时放出大量的热。

　　氢也是嫩料中重要的可燃成分。氢燃烧时生成水蒸气，同时放出大**的热。H2+合。一H2O9915(kJ/kg)固体燃料和液体燃料中的氢与碳、氧、硫结合成各种化合物状态存在，与碳、硫结合的氢可以燃烧;与氧结合的氢形成了燃料内的水分，不仅降低了燃料可燃成分的比例，而且蒸发时还要消耗热童。这种水分在干燥时不能除去，只有在高温下分解时才能被除掉。

　　氧是燃料中有害的组成部分.因为在固体燃料及液体燃料中，它与碳、氢等可o?成分结合呈化合物状态存在。所以作为燃料使用时.它不仅不参与燃烧.反而约束了一部分可燃成分。

　　氮是惰性物质，燃烧时一般不参加反应而进人烟气中。在温度高和含氮量高的情况下，将产生较多的NON,造成大气污染。

　　硫是燃料中有害的杂质。嫌料中有机硫和黄铁矿硫在空气中燃烧都能生成二氧化硫。呈硫酸盐状态存在的硫不能嫩烧，燃烧时进人灰分。加热炉有机硫及黄铁矿硫燃烧时虽然能够产生一定热量(10468kJ/kg)，但以入腐蚀金属设备，会使钢材表面烧损增加，严重影响钢的加热质量，并且污染环境造成公害。所以冶金燃料中的硫含量一般均有限制，在选用时必须加以考虑。

　　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。在燃烧时要吸收大量热而蒸发，而且对燃料的运输和加工都不利。煤中水分的含量波动范围很大，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较高是由于煤在开采、洗选、运输、贮存过程中，表面吸附了大量水分。这些水分在空气中风干时即可以除去，称为外部水分。其余水分吸附在煤的小毛细管中，并以物理化学方式与煤质相连接，需要加热到102-105℃才能除去，称为内在水分。此外，煤的矿物质中还常有少量结晶水，只有在更高温度下才能除去。

　　灰分

　　煤中的灰分高，相对可燃成分的比例就减少，而燃烧时灰分本身的加热和分解还要吸收热量;灰分高的煤往往容易夹杂烧不透的可嫩物，造成燃料的损失;清灰也是很繁重的劳动。所以灰分的多少是衡量燃料经济价值的重要指标。除了灰分的含量之外，在衡量固体燃料的质量时。还必须考虑灰分的熔点。灰分熔点太低时.容易在炉栅上结成大块，影响通风，清灰除渣也困难。所以一般要求灰分的软化温度不低于1200℃。