燃烧过程的多重物理化学过程和现象

燃料燃烧是一种与氧化剂进行的伴随发光发热的剧烈化学反应，大多数燃烧过程会产生火焰，伴有对升温和显著热辐射的现象。燃烧过程涉及多种物理过程、化学过程，如化学反应、传热、传质、流动及能量不同形式的转化等。从概念上说焚烧就是燃烧，人们习惯于称以燃烧方式处理废弃物的方法为焚烧，因此在垃圾处理领域中“焚烧”与“燃烧”可认为是同义的，只是前者只在废弃物处理领域使用，后者使用范围更广泛。这里介绍与垃圾焚烧有关燃烧过程的概念。

1.理论燃烧温度

把反应物和氧化剂放置在一个理想的绝热容器内，并假定反应在一瞬间完成（即达到化学平衡和热平衡），反应产生的热量全部在燃烧产物中，这时燃烧产物所能达到的最高温度即为理论燃烧温度（又称绝热燃烧温度，用Ta表示）。这是一个理论计算的值，通常根据燃料成分和空气量计算出烟气成分，进而求出温度与焓值的近似关系——焓温表，然后根据燃料低位发热量与对应的空气含有的热量之和，即单位燃料质量的入炉热量去查焓温表，即可得到理论燃烧温度。应该注意的是，理论燃烧温度与炉膛内实际的最高温度（用Tmax表示）不是一回事，炉膛内的实际温度要明显低于理论燃烧温度，但又高于炉膛出口温度（Tout），即

2.着火温度

从微观过程看，无论气、液、固何种燃料，在燃烧时实际上都是气态组分首先着火，如芳香族有机物在不足300°C时就可以点着并开始燃烧，C2 H2（气）的自燃着火温度也仅有335°C。当然，所谓着火是指一定条件下燃料开始剧烈的放热反应，并能自我维持，着火温度也因燃烧特性和外界条件的不同而不同。对垃圾焚烧而言，在层状燃烧（如使用炉排炉），局部自燃的着火温度大约在300～400°C，此时垃圾热解产生的芳香族即显著燃烧并迅速导致燃料层温度上升到800°C以上，进入旺盛燃烧状态。

3.燃烧效率(www.xing528.com)

垃圾是一种多组分的固体燃料，燃烧效率是指可燃质中已燃烧部分释放的热量占燃料热量的百分数。未燃烧部分包括固体未完全燃烧损失（百分数用qgt表示）和气体未完全燃烧损失（百分数用qqt表示），那么燃烧效率为

一般的大型炉排式焚烧炉，燃烧效率不低于95%，循环床焚烧炉可达98%以上。

4.炉渣热灼减率

垃圾焚烧效果的表征除了燃烧效率，常用另一个指标来表示：炉渣热灼减率。垃圾焚烧后的炉渣干燥后经600±25°C、3h灼烧，测量灼烧前的炉渣在室温下的质量m0和灼烧后冷却至室温的质量m，得到热灼减率为

国家标准规定生活垃圾焚烧炉的炉渣热灼减率不得大于5%，一般大型炉排炉的P值为3%～5%，流化床焚烧炉的P值通常可以达到1%以内。不过炉排炉的飞灰含碳量较低，流化床的飞灰含碳量稍高，尤其是燃煤流化床掺烧垃圾时更明显。