《技术分享》——内燃料在坯体内部燃烧的特点是什么?

            「 2021-10-16 18:14:38 」

              燃料掺入坯体后,虽然氧气很难达到坯体内部,但是发生了比自由燃烧还要快的燃烧反应。 内燃料的燃烧过程是这样的,氧气由坯体的气孔进入坯体内部,与坯体内部的燃料是燃烧反应,然后燃烧产物再由坏体内逸出。在较低温度下,氧气进入坯体的速度大于燃烧反应的速度。随着温度的升高,燃烧反应的速度比氧气进入坯体的速度增加得更快,因此,到了一定的温度,燃烧的速度就主要由氧气进入坯体的速度来确定。


                    影响内燃料的燃烧速度和燃烧完全程度的因素主要有:坯体的厚度和孔隙率;内燃料的性质及其在原料中的浓度;原料的化学组成;焙烧的温度制度等。在焙烧掺有内燃料的坯体时,坯体温度较高的表面层发生吸热反应CO2+C=2CO,而在低温的内部这个反应向相反的方向进行,即一氧化碳分解为二氧化碳和碳。在分压差的作用下,一氧化碳从坯体表面层向坯体内部扩散,即由高温区域向低温区域扩散。在坯体内一氧化碳分解为自由碳和二氧化碳。二氧化碳又向相反方向扩散,即由坯体内的低温区域向坯体表面的高温区域扩散。在高温的表面层,二氧化碳与碳反应又生成一氧化碳。由于这一双向作用的结果,碳由外表面移到了坯体的内层。在坯体的内层,碳的浓度增加而形成了强的还原性气氛。在其他条件相同时,燃料中的碳向坯体内迁移的数量取决于坯体的厚度、坯体的温度梯度和气体的驱散阻力。


                  内燃料的燃烧首先在坯体表面进行。由外向内逐渐燃尽,燃料燃尽区域向内部的移动速度与这区域到坯体表面的距离成反比,燃尽过程所需的时间与坯体厚度的平方成正比。在坯体厚度不变时,坯体的孔隙率决定了坯体中气体的逸出速度。


                  窑内气体的组成和运动速度,影响坯体表面和内部的氧气及可燃气的浓度差和相向扩散于这 的速度。过??掌凳酱?,燃料的燃尽速度也越大。在控制空气系数α=5时,燃尽所需的时间比α=1时缩短了2/3。


                 燃料开始燃烧的温度和燃料的浓度相同时,坯体的孔隙率依掺人原料的燃料的性质而变。在原料中,增加燃料的浓度(内掺量),对于燃烧速度有双重作用。一方面,燃烧所需要要的向坯体内扩散的氧气量与燃料的数量成正比增长。这样,当其他条件相同时,就得延长燃烧时间。另一方面,随着燃料的燃尽,坯体孔隙率增加,从而降低了扩散阻力。综合两方面的因素,燃烧速度随着燃料浓度的增长而加快。


                 坯体中铁的化合物和硫酸盐对于燃料的影响是,随着含铁量的增加,坯体在氧化性介质和还原性介质中软化温度的差变大。因此,当造成坯体内层还原性气氛燃料燃烧时,能使氧化铁的副作用减少。因为碳酸盐分解的结果增加了坯体的孔隙率。坯体内的碳酸盐在加热时,分解放出二氧化碳,二氧化碳与燃料中的碳反应造成更多的由坯体内部向表层移动的一氧化碳,这加快了燃料的燃烧反应。燃料的燃烧速度随着焙烧温度的升高很快提高到某一确定的界限,而后提高得很慢。在提高温度时,燃烧速度是由于燃烧反应的加速、原料孔隙率的增加、气体扩散速度的加速而增长,直到开始出现液相为止。随着坯体的烧结,燃烧变慢,并最后完全停止。因此焙烧温度制度应这样建立,以使在坯体开始烧结前就将燃料燃尽。


                 用高挥发分的燃料作为内燃料时,焙烧制品的热耗比用它外燃时热耗要小得多。因为具有40%挥发分的褐煤在自由燃烧时,温度达300~350℃时,坏体中内燃料的低温无焰燃烧已经开始。此时,从褐煤中逸出的挥发分仅占其热值的4%。另外,在无焰燃烧快要开始时,在坯体表面的窑内气体温度已达到或超过了挥发分自由燃烧时的着火温度。因此,即便挥发分在坯体内来不及燃烧从内部逸出,也能在周围的炉气中燃烧。


            快彩助手