固体燃料燃烧气体动力学分类
固体燃料燃烧气体动力学分类
按照气体动力学特点，固体燃料可分为火室燃烧、层状燃烧和流化燃烧三种方式。火室燃烧适用于气体、液体和每分三种燃料的燃烧，就是将燃料喷入一个炉膛空间内燃烧。对于煤粉燃烧，煤粉颗粒由运载他的空气喷入炉膛后，受到炉内火焰、高温烟气的加热，温度升高，开始把水分蒸发掉；温度再上升，煤中的挥发分析出，并在煤粒周围燃烧，使煤粒进一步加热；在析出挥发分后，煤粉颗粒就变成了高温的焦炭颗粒，进一步燃烧，直到燃尽为止。
工业锅炉广泛采用层状燃烧，显著的结构特点是具有一个金属栅格，燃料置于其上，形成均匀的、有一定厚度的燃料层进行燃烧。最简单而典型的层燃是固定床的燃烧。固定床的燃烧是沿着燃料层高度进行的，例如:煤气发生炉燃烧方式。
在固定层燃炉中，新燃料被直接投加到炽热的火床上，由于下面受到炽热火床的加热，上面受到炉膛内高温火焰和炉墙的辐射，温度很快升高，立即进入燃烧的热力准备阶段，即放出水分，进行干燥，接着分解出挥发分，进而开始着火。在这种火床炉中，新燃料受到强烈的双面点火，着火条件极为优越。一般来说，这种燃烧方式无论用什么固体燃料，着火都无问题，这种引燃方式往往称为无限制着火。新燃料边燃烧边下落，靠近炉排时已成为灰渣，所以紧贴炉排面的是灰渣层。
空气自下而上通过炉排和灰渣层时，炉排金属和灰渣被冷却，空气则被加热，温度升高。当空气进入氧化层时，空气中的氧就与炽热的焦炭反应生成CO ₂, 并大量放热，温度迅速升高，随着燃烧反应的不断进行，空气中的氧气不断减少，直至几乎耗尽，而生成的CO ₂量就不断增高，当温度和CO ₂上升至一最大值，即为氧化层和还原层的分界点。
在氧化层中，由于温度沿燃料层高度迅速增高，化学反应十分剧烈，燃烧处于扩散控制，随着送风量的增加，碳和氧的反应也以同样的速度增加，因此氧化层的厚度既不加厚，也不减薄。氧化层的厚度主要与煤粒的大小有关，一般等于煤粒直径的3--4倍。
如果燃料层厚度大于氧化层的厚度，那么氧气几乎耗尽的气流在继续上升的过程中就会与碳起还原反应，即C+CO₂→2CO ，因此该区域称为还原层。在还原层
中，CO ₂不断减少，而CO 则不断增加。由于还原是吸热反应，因此温度不断减低。当还原层厚度过大时，不仅会增加燃料层的通风不均匀，甚至造成通风短路火口，因而还原层过薄或者去除还原层也未必合理。燃料层过薄、储热量小，不易保持燃料层内的高温，也不利于燃料的稳定着火和燃烧。由于还原层末端温度低，还原反应进行缓慢，一般情况下还原层厚度为氧化层厚度的4--5倍。