第1章 燃烧科学与技术发展史 1
1.1 世界能源结构与发展趋势 1
1.1.1 能源发展历史 1
1.1.2 能源的分类 1
1.1.3 世界能源分布与利用 2
1.1.4 我国能源结构与利用 14
1.2 燃烧科学与技术发展 19
1.2.1 基本概念 19
1.2.2 燃烧科学与技术发展简史 20
1.3 燃烧科学与技术展望 28
1.3.1 燃烧科学研究的方法 28
1.3.2 我国燃烧科学与技术展望 29
参考文献 30
第2章 燃烧理论基础 31
2.1 燃烧化学热力学 31
2.1.1 燃烧反应的热力学基础 31
2.1.2 热力学第一定律 34
2.1.3 燃烧热的测量和计算 36
2.1.4 热力学第二定律 38
2.2 燃烧化学动力学 40
2.2.1 燃烧化学反应速率 40
2.2.2 影响化学反应速率的因素 44
2.2.3 化学反应中的化学平衡 48
2.2.4 链式反应 50
2.3 燃烧流体动力学 53
2.3.1 湍流的物理本质和数学描述 53
2.3.2 动量、热量和质量传递的比拟 56
2.3.3 湍流射流中的积分守恒条件 58
2.4 着火理论 62
2.4.1 着火的基本概念 62
2.4.2 谢苗诺夫自燃理论 63
2.4.3 链锁着火理论和特性 68
2.4.4 强迫着火 71
2.5 燃烧形式及分类 75
2.5.1 气体燃料燃烧 76
2.5.2 液体燃料燃烧 86
2.5.3 固体燃料燃烧 90
参考文献 94
第3章 高效低氮煤粉燃烧技术 96
3.1 概述 96
3.2 NOx和N2O的生成与还原机理 97
3.2.1 热力型NOx 97
3.2.2 快速型NOx 99
3.2.3 燃料型NOx 100
3.2.4 燃烧过程NOx的还原机理 102
3.2.5 N2O的生成和破坏机理 104
3.3 低NOx燃烧技术 105
3.3.1 低过量空气燃烧 107
3.3.2 空气分级燃烧 107
3.3.3 燃料分级燃烧 109
3.3.4 烟气再循环 110
3.3.5 流化床低氮燃烧技术 112
3.3.6 W型火焰锅炉低氮燃烧技术 113
3.3.7 低NOx燃烧器 116
3.4 O2/CO2低氮燃烧与化学链低氮燃烧技术 123
3.4.1 O2/CO2低氮燃烧技术 123
3.4.2 化学链低氮燃烧技术 127
参考文献 129
第4章 大型循环流化床燃烧技术 131
4.1 循环流化床概论 131
4.1.1 循环流化床的发展历史 131
4.1.2 循环流化床中的基本概念及名称术语 132
4.1.3 流态化及其典型形态 134
4.1.4 循环流化床锅炉的工作原理及燃烧系统的组成 136
4.1.5 循环流化床燃烧技术的特点 144
4.2 循环流化床床内物料流动、传热及燃烧特性 147
4.2.1 循环流化床床内物料流动特性 147
4.2.2 循环流化床床内物料传热特性及影响换热系数的因素 150
4.2.3 循环流化床床内物料燃烧特性 154
4.2.4 循环流化床床内物料燃烧区域与燃烧份额 159
4.3 循环流化床燃烧污染物生成机理与控制 160
4.3.1 SO2的生成与控制 161
4.3.2 循环流化床NOx的生成与控制 163
4.3.3 N2O的生成与控制 163
参考文献 165
第5章 燃煤烟气污染物处理技术 166
5.1 我国燃煤电厂污染物排放现状及其危害 166
5.1.1 我国燃煤电厂污染物排放现状 166
5.1.2 燃煤污染物的危害 167
5.2 燃煤烟气颗粒物控制技术 168
5.2.1 燃煤颗粒物生成特性 168
5.2.2 燃煤烟气颗粒物的主流控制技术 171
5.2.3 湿法脱硫工艺对颗粒物排放特性的影响 179
5.2.4 低低温电除尘技术 181
5.2.5 电袋复合除尘技术 183
5.2.6 湿式静电除尘器 184
5.2.7 颗粒物团聚技术 185
5.2.8 湿式相变凝聚技术 187
5.3 SO2排放控制技术 189
5.3.1 燃煤源SO2生成机理及控制技术概述 189
5.3.2 烟气脱硫的基本原理和常用脱硫剂 191
5.3.3 湿法烟气脱硫工艺 193
5.3.4 干法／半干法烟气脱硫工艺 201
5.4 NOx排放控制技术 203
5.4.1 NOx排放控制技术概述 203
5.4.2 选择性催化还原脱硝技术 204
5.4.3 选择性非催化还原脱硝技术 220
5.4.4 SNCR/SCR联合烟气脱硝技术 225
5.4.5 湿式烟气脱硝技术 227
5.5 同时脱硫脱硝技术 227
参考文献 228
第6章 生物质燃烧技术 229
6.1 生物质资源概述 229
6.1.1 生物质种类及特性 229
6.1.2 生物质结构特点 232
6.1.3 生物质能利用方式 234
6.2 生物质燃烧利用方式 236
6.2.1 生物质层燃炉燃烧技术 237
6.2.2 生物质流化床燃烧技术 241
6.2.3 生物质与煤混燃技术 243
6.3 生物质燃烧沾污与结焦 252
6.3.1 生物质燃烧中无机元素的迁移 252
6.3.2 生物质灰熔融特性 258
6.3.3 生物质燃烧受热面结焦与沾污机理 262
6.4 生物质燃烧中细颗粒物形成 276
6.4.1 生物质野外焚烧细颗粒物生成及对大气的影响 276
6.4.2 生物质锅炉燃烧细颗粒物生成 277
6.4.3 生物质高温热解碳烟生成 282
参考文献 285
第7章 富氧燃烧技术 290
7.1 富氧燃烧概述 290
7.1.1 富氧燃烧的技术背景 290
7.1.2 富氧燃烧技术的基本原理与特点 291
7.1.3 富氧燃烧技术的主要类型 293
7.2 空气分离制氧技术 294
7.2.1 深度冷冻技术 296
7.2.2 变压吸附技术 297
7.2.3 膜法富氧技术 298
7.3 富氧燃烧下传热特性与炉膛内烟气温度变化 299
7.3.1 辐射传热 299
7.3.2 对流传热 301
7.3.3 燃烧温度 302
7.3.4 加压富氧下传热特性 305
7.4 常压富氧燃烧技术 307
7.4.1 常压富氧燃烧系统 307
7.4.2 常压富氧燃烧下煤燃烧特性 308
7.4.3 常压富氧燃烧下煤燃烧过程中污染物排放特性 310
7.4.4 富氧燃烧技术在气体燃烧中的利用 314
7.5 增压富氧燃烧技术 318
7.5.1 增压富氧燃烧系统 318
7.5.2 增压富氧燃烧模式下的基础热解和燃烧过程 320
7.5.3 增压富氧燃烧下煤燃烧过程中氮迁移特性 323
7.5.4 增压富氧燃烧系统经济性分析 327
参考文献 328
第8章 化学链燃烧技术 336
8.1 化学链燃烧简介 336
8.1.1 化学链燃烧历史 336
8.1.2 化学链燃烧应用于CO2捕集 336
8.1.3 化学链燃烧的原理 337
8.2 化学链燃烧中的载氧体 338
8.2.1 载氧体材料的选择 338
8.2.2 载氧体的制备 345
8.2.3 化学链氧解耦材料 347
8.2.4 载氧体的性价比 348
8.2.5 天然矿石与其他材料 349
8.2.6 载氧体的发展趋势 351
8.3 气体燃料化学链燃烧 352
8.3.1 气体燃料化学链燃烧载氧体 353
8.3.2 气体燃料化学链燃烧的实验装置运行现状 357
8.3.3 气体燃料化学链燃烧展望 360
8.4 液体燃料化学链燃烧 360
8.4.1 液体燃料化学链燃烧载氧体 361
8.4.2 液体燃料化学链燃烧燃料 362
8.4.3 液体燃料化学链燃烧反应器设计 362
8.4.4 液体燃料化学链燃烧展望 367
8.5 固体燃料化学链燃烧 367
8.5.1 固体燃料化学链燃烧的载氧体 369
8.5.2 固体燃料化学链燃烧的燃料 370
8.5.3 固体燃料化学链燃烧反应器设计 372
8.5.4 固体燃料化学链燃烧实验运行现状简介 373
8.5.5 成本与额外能耗分析 378
8.5.6 固体燃料化学链燃烧总结与展望 382
参考文献 383
第9章 微小尺度燃烧 387
9.1 微小尺度燃烧背景 387
9.2 微小尺度燃烧的特点 388
9.2.1 散热损失大 388
9.2.2 气体混合物停留时间短 389
9.2.3 材料方面的限制 391
9.2.4 化学基元的壁面淬熄 391
9.3 微小尺度燃烧技术研究 392
9.3.1 微小通道中的燃烧 392
9.3.2 径向微通道中的燃烧 398
9.3.3 微尺度扩散燃烧 406
9.3.4 微小尺度下的稳燃方法 413
9.4 微小尺度燃烧的应用 430
9.4.1 微小型热电／热光伏系统 430
9.4.2 微型燃气轮机／内燃机 432
9.4.3 微小型加热器 433
参考文献 433
第10章 微重力燃烧科学进展 436
10.1 微重力燃烧的研究背景 436
10.1.1 微重力环境下燃烧机理研究的延伸 436
10.1.2 载人航天器火灾安全研究的发展 437
10.2 微重力燃烧的研究手段 439
10.2.1 空间环境微重力试验 441
10.2.2 落体运动微重力实验 444
10.2.3 微重力数值模拟 446
10.3 微重力燃烧的主要研究方向 447
10.3.1 微重力环境下的预混气体燃烧研究 447
10.3.2 微重力环境中的射流扩散火焰研究 449
10.3.3 微重力环境中的液滴燃烧研究 452
10.3.4 微重力环境中的阴燃火焰传播研究 455
10.3.5 微重力环境中的悬浮体颗粒着火研究 456
10.4 中国微重力燃烧的研究案例展望 459
10.4.1 近可燃极限燃烧研究 460
10.4.2 蜡烛火焰 463
10.4.3 煤粉颗粒／颗粒群燃烧 466
10.4.4 粉尘／液滴燃烧 470
10.4.5 导线火焰的传播 473
参考文献 477
第11章 内燃机高效低污染燃烧技术 480
11.1 概述 480
11.2 汽油机着火与火焰传播过程 482
11.2.1 点火过程 482
11.2.2 火核生成与火焰传播 483
11.3 液体燃料喷雾与燃烧过程 483
11.4 高效汽油机燃烧技术 485
11.4.1 汽油机缸内直喷技术 485
11.4.2 汽油机增压技术 488
11.4.3 汽油机预混稀燃燃烧技术 489
11.5 汽油机混合动力技术 489
11.6 高效柴油机燃烧技术 490
11.6.1 柴油机燃油高压喷射 490
11.6.2 柴油机爆燃 491
11.6.3 柴油机涡轮增压 492
11.7 内燃机新概念燃烧技术 492
11.7.1 均质充量压缩着火 492
11.7.2 反应活性控制压缩着火 495
11.7.3 内燃机低碳燃料互补燃烧调控理论与方法 496
11.8 发动机后处理技术 502
11.8.1 三效催化转化装置 502
11.8.2 氧化性催化装置 505
11.8.3 颗粒捕捉装置 505
11.8.4 吸附还原催化器 507
11.8.5 选择性催化还原装置 508
11.8.6 复合系统 509
参考文献 510
第12章 火灾燃烧进展 512
12.1 火灾与燃烧 512
12.1.1 人类与火灾 512
12.1.2 火灾的基础理论 512
12.2 火羽流 515
12.2.1 点源羽流 515
12.2.2 火灾中的流体力学、传热学与燃烧学 518
12.3 建筑物室内火灾 522
12.4 隧道火灾 524
12.4.1 引起隧道火灾的原因 524
12.4.2 隧道火灾的特点 525
12.4.3 影响隧道火灾的关键参数 526
12.5 高原火灾 529
参考文献 532
