燃燒理論與污染控制（第2版）

《燃燒理論與污染控制（第2版）》是2019年10月機械工業出版社出版的圖書，作者是岑可法、姚強、駱仲泱、高翔。

基本介紹

• 書名：燃燒理論與污染控制（第2版）
• 作者：岑可法、姚強、駱仲泱、高翔
• ISBN：9787111629443
• 定價：59.8元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2019年10月
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

本書是根據高等學校能源動力領域人才培養的要求編寫的。污染控制是燃燒理論發展的一個重要方面，本書在傳統燃燒理論的基礎上著重增加了這方面的內容，以供各個學校在教學中選用。本書共10章，前7章主要討論燃燒學的基礎理論、著火、火焰傳播、湍流燃燒、液體燃料和固體燃料的燃燒等內容，第8章和第9章主要介紹了燃燒過程產生的主要污染物SO2、NOx、顆粒物和重金屬的形成及控制理論，第10章主要介紹了*近發展較快的一些燃燒技術的新進展。 本書可作為能源與動力工程專業本科生燃燒學的基本教材，也可作為其他相關專業的燃燒學和環境污染方面的教材，還可供相關科學技術工作者學習與參考。各專業可根據本專業的需要選擇其中的有關章節。

圖書目錄

第2版前言

第1版前言

第1章導論、化學熱力學和化學

動力學基礎1

1.1燃燒科學的發展、套用和研究方法1

1.1.1燃燒科學的發展簡史1

1.1.2燃燒科學的套用2

1.1.3燃燒造成的污染3

1.1.4燃燒科學的研究方法5

1.2化學平衡6

1.2.1基本概念6

1.2.2標準平衡常數9

1.3熱化學10

1.3.1化合物的生成焓和標準摩爾生

成焓10

1.3.2標準摩爾反應焓11

1.3.3根據鍵能計算標準摩爾反應焓11

1.3.4任意溫度下摩爾反應焓的計算——

基爾霍夫（G.Kirchhoff）定律13

1.3.5標準摩爾燃燒焓14

1.3.6熱化學定律14

1.3.7絕熱燃燒溫度15

1.4化學反應速率15

1.4.1基本定義15

1.4.2質量作用定律16

1.4.3反應級數17

1.4.4一級反應18

1.4.5二級反應19

1.4.6複合反應21

1.5各種參數對化學反應速率的影響24

1.5.1溫度對化學反應速率的影響——

阿累尼烏斯（Arrhenius）定律24

1.5.2壓力對反應速率的影響25

1.6反應速率理論26

1.7鏈反應29

1.7.1基本理論29

1.7.2不分支的鏈反應——氯和氫的

結合30

1.7.3分支鏈反應——氫和氧的化合32

思考題與習題35

第2章燃料的著火理論37

2.1燃燒過程的熱力爆燃理論37

2.1.1謝苗諾夫的可燃氣體混合物的

熱力著火理論38

2.1.2爆燃感應期44

2.2鏈爆燃理論45

2.2.1鏈分支反應的發展條件

（鏈爆燃條件）46

2.2.2不同溫度時分支鏈反應速率隨

時間的變化47

2.2.3感應期的確定48

2.3熱力著火的自燃範圍49

2.4強迫著火的基本概念52

2.4.1實現強迫著火的條件52

2.4.2強迫著火的熱理論53

2.4.3各種點燃方法的分析55

2.5煤的著火理論60

2.5.1煤的著火及其判據60

2.5.2煤的著火模式63

2.5.3謝苗諾夫熱力著火理論用於碳粒

著火的分析66

2.5.4影響煤粒著火的因素分析69

2.5.5煤粉空氣混合物的著火71

思考題與習題72

第3章火焰傳播與穩定理論74

3.1火焰傳播的基本方式——火焰正常

傳播與爆燃74

3.2可燃氣體的火焰正常傳播77

3.3火焰正常傳播的理論79

3.3.1用於簡化近似分析的熱理論80

3.3.2澤利多維奇等的分區近似

解法82

3.4火焰正常傳播速度84

3.4.1影響火焰正常傳播速度的主要

因素84

3.4.2火焰傳播界限88

3.4.3火焰正常傳播速度的測量89

3.5可燃氣體層流動力燃燒和擴散燃燒93

3.5.1概述93

3.5.2化學均勻可燃氣體混合物的動力

燃燒94

3.5.3可燃氣體的擴散燃燒97

3.6火焰穩定的基本原理和方法100

3.6.1火焰穩定的幾個特徵100

3.6.2火焰的回火和吹熄的臨界條件101

3.6.3鈍體後回流區火焰穩定原理103

思考題與習題106

第4章湍流燃燒理論及模型108

4.1湍流燃燒及其特點108

4.2湍流氣流中火焰傳播的表面燃燒

模型109

4.3湍流氣流中火焰傳播的容積燃燒

模型113

4.3.1湍流擴散113

4.3.2湍流容積燃燒模型的計算114

4.3.3決定湍流火焰傳播速度的實驗

結果117

4.4湍流燃燒的時均反應速率和混合

分數117

4.4.1時均反應速率117

4.4.2簡單化學反應系統120

4.4.3守恆量和混合分數120

4.4.4守恆量之間的線性關係122

4.5湍流擴散火焰的kεg模型123

4.6湍流預混火焰模型128

4.6.1渦旋破碎模型129

4.6.2拉切滑模型130

4.7機率密度函式的輸運方程模型132

思考題與習題134

第5章液體燃料的燃燒135

5.1液體燃料的特性135

5.1.1石油的組成元素及化合物135

5.1.2燃油種類及石油煉製的方法136

5.1.3燃料油品物理和化學性能136

5.1.4漿體燃料的主要技術特性138

5.2液體燃料的燃燒過程概述139

5.2.1液體燃料燃燒的基本過程139

5.2.2液體燃料的燃燒特點140

5.3液體燃料的霧化141

5.3.1霧化過程及機理142

5.3.2霧化方式和噴嘴143

5.3.3液體燃料霧化的性能146

5.4液滴的蒸發147

5.4.1液滴蒸發時的史蒂芬流148

5.4.2相對靜止環境中液滴的蒸發148

5.4.3強迫氣流中液滴蒸發的折算膜

理論151

5.4.4液滴群的蒸發153

5.4.5液滴非穩態蒸發的數值計算154

5.5燃料液滴的擴散燃燒155

5.5.1相對靜止環境中液滴的擴散

燃燒 155

5.5.2強迫對流環境中液滴的擴散

燃燒（折算薄膜理論）157

5.5.3液滴群的燃燒158

5.6工業噴霧燃燒的技術基礎160

5.6.1常見噴霧燃燒系統160

5.6.2液體燃料噴霧燃燒的組織161

5.6.3噴霧燃燒的合理配風161

5.6.4重質油的燃燒技術163

5.6.5乳化燃料的燃燒技術164

思考題與習題165

第6章煤的熱解及揮發分的燃燒166

6.1煤的組成與特性166

6.1.1煤岩學166

6.1.2煤化學170

6.1.3煤結構與熱解反應的關係171

6.1.4物理因素172

6.2煤的熱解173

6.2.1概述173

6.2.2溫度對熱解的影響176

6.2.3加熱速率的影響176

6.2.4壓力的影響177

6.2.5顆粒粒度的影響178

6.2.6煤種的影響178

6.2.7氣氛的影響178

6.3熱解產物的組成179

6.3.1概述179

6.3.2溫度的影響179

6.3.3加熱速度的影響181

6.3.4壓力的影響181

6.3.5顆粒粒度的影響181

6.3.6煤種的影響182

6.3.7氣氛的影響182

6.4煤熱解反應動力學模型182

6.4.1單方程模型182

6.4.2雙方程模型183

6.4.3多方程熱解模型184

6.4.4熱解產物的組分模型186

6.4.5機理性模型187

6.4.6考慮二次反應的競爭反應模型189

6.4.7熱解通用模型190

6.4.8考慮非動力學控制因素的熱解

模型191

6.5熱解產物的燃燒192

6.5.1概述193

6.5.2局部平衡法193

6.5.3總體反應方法193

6.5.4完全反應方法195

思考題與習題198

第7章煤的燃燒理論（碳及焦炭的

燃燒）199

7.1煤燃燒涉及的物理化學過程199

7.1.1焦炭反應的控制區及煤燃燒的

速率199

7.1.2碳的形態與結構201

7.1.3焦炭燃燒過程中的吸附202

7.1.4焦炭燃燒過程中的擴散204

7.1.5先生成一氧化碳還是直接生成

二氧化碳206

7.2碳的動力擴散燃燒特點及燃燒化學

反應207

7.2.1碳的動力擴散燃燒特點207

7.2.2碳的燃燒化學反應210

7.3碳球的燃燒速度214

7.3.1溫度較低或顆粒很小（可略去）

時空間氣相反應的情況215

7.3.2碳球在高溫下的擴散燃燒情況218

7.4考慮二次反應的碳球燃燒220

7.4.1考慮二次反應作用的碳球燃燒

模型220

7.4.2有CO空間反應時碳球燃燒

速度的計算223

7.5多孔性碳球的燃燒224

7.5.1內部反應對碳粒燃燒的影響224

7.5.2總的表觀反應速度常數227

7.6各種因素對焦炭燃燒的影響229

7.6.1煤中揮發分析出對燃燒的影響229

7.6.2灰分對燃燒的影響231

7.7煤燃燒過程數學模型方法簡介237

7.7.1燃燒過程模化的一般研究237

7.7.2煤燃燒的基本過程238

7.7.3流動基本方程及湍流模型239

7.7.4兩相流及顆粒湍流擴散244

7.7.5爐內輻射248

7.7.6煤粉火焰模型求解251

思考題與習題252

第8章燃燒過程中氮氧化物的生成及

分解機理253

8.1燃燒過程中氮氧化物的生成及危害253

8.1.1氮氧化物的危害253

8.1.2NOx均相反應的動力學參數253

8.1.3NOx生成的機理254

8.2熱力NOx的生成254

8.2.1熱力NOx的生成機理254

8.2.2影響熱力NOx生成的因素255

8.3快速NOx的生成257

8.3.1快速NOx生成機理257

8.3.2影響快速NOx生成的幾個因素258

8.4燃料NOx的生成260

8.4.1燃料NOx的生成途徑260

8.4.2溫度對燃料NOx生成的影響260

8.4.3氧濃度對燃料NOx生成的影響261

8.4.4燃料性質對燃料NOx生成的

影響261

8.4.5流化床鍋爐床料中金屬氧化物的

作用264

8.4.6水分的影響265

8.5氣體燃料燃燒時NOx的生成265

8.6液體燃料燃燒時NOx的生成266

8.6.1噴霧燃燒時NOx的生成266

8.6.2預蒸發、預混合火焰的NOx

生成267

8.7煤燃燒時NOx生成機理268

8.7.1揮發分NOx268

8.7.2焦炭NOx269

8.7.3煤粉爐內燃燒時NOx的生成270

8.7.4流化床燃燒時NOx的析出272

8.8降低NOx排放的措施274

8.8.1低NOx燃燒技術274

8.8.2煙氣脫硝技術277

8.9燃燒過程中N2O的生成及控制279

8.9.1N2O的危害279

8.9.2N2O的生成及分解機理281

8.9.3燃燒過程中降低N2O的方法282

思考題與習題283

第9章燃燒過程中硫氧化物、顆粒物

及其他污染物的生成及脫除

機理285

9.1燃燒過程中硫氧化物的生成與脫除

機理285

9.1.1燃料中硫的存在形態285

9.1.2硫燃燒轉化的總體特性286

9.1.3燃燒過程中SO3的生成288

9.1.4石灰石燃燒固硫的基本過程290

9.1.5煅燒石灰石的固硫反應動力學292

9.1.6多孔介質內部氣體擴散的數學

模型294

9.1.7燃燒固硫總體模型297

9.1.8燃燒脫硫技術298

9.1.9煙氣脫硫技術300

9.2燃燒過程中炭黑的形成與控制機理303

9.2.1燃燒過程中炭黑形成的類型及

性質303

9.2.2氣體燃料燃燒時炭黑的生成306

9.2.3油燃燒時炭黑的生成309

9.2.4煤燃燒時炭黑的生成313

9.3煤燃燒過程中顆粒物的生成與脫除

機理314

9.3.1煤燃燒過程中顆粒物的形成

機理314

9.3.2煤燃燒過程中生成的顆粒物

特性318

9.3.3燃煤顆粒物生成的影響因素321

9.3.4燃煤過程的顆粒物控制322

9.3.5燃燒後顆粒物的脫除324

9.4燃燒過程中重金屬的生成與脫除

機理326

9.4.1煤中汞含量的特徵326

9.4.2燃煤煙氣中汞的形態轉化327

9.4.3燃煤煙氣中汞的氧化328

9.4.4燃煤過程中的汞控制技術330

思考題與習題332

第10章燃燒技術的新進展334

10.1富氧燃燒334

10.1.1富氧燃燒概述334

10.1.2富氧燃燒技術及其套用335

10.2化學鏈燃燒341

10.2.1化學鏈燃燒概述341

10.2.2載氧體342

10.2.3化學鏈燃燒技術及其套用344

10.3催化燃燒348

10.3.1催化作用機理348

10.3.2催化劑349

10.3.3催化燃燒技術及其套用352

10.4超焓燃燒354

10.4.1超焓燃燒的概念354

10.4.2超焓過程的實現357

10.4.3超焓燃燒技術及套用358

思考題與習題360

附錄361

附錄A17種反應及其標準平衡常數361

附錄B幾種物質的標準摩爾生成焓363

附錄C25℃時的標準摩爾燃燒焓

[產物N2、H2O（l）和CO2]364

附錄D部分形成NOx和N2O的均相化學

反應的動力學參數365

參考文獻371