本书是根据高等学校能源动力领域人才培养的要求编写的。污染控制是燃烧理论发展的一个重要方面，本书在传统燃烧理论的基础上着重增加了这方面的内容，以供各个学校在教学中选用。本书共10章，前7章主要讨论燃烧学的基础理论、着火、火焰传播、湍流燃烧、液体燃料和固体燃料的燃烧等内容，第8章和第9章主要介绍了燃烧过程产生的主要污染物SO2、NOx、颗粒物和重金属的形成及控制理论，第10章主要介绍了*近发展较快的一些燃烧技术的新进展。 本书可作为能源与动力工程专业本科生燃烧学的基本教材，也可作为其他相关专业的燃烧学和环境污染方面的教材，还可供相关科学技术工作者学习与参考。各专业可根据本专业的需要选择其中的有关章节。

第2版前言
第1版前言
第1章导论、化学热力学和化学
动力学基础1
1.1燃烧科学的发展、应用和研究方法1
1.1.1燃烧科学的发展简史1
1.1.2燃烧科学的应用2
1.1.3燃烧造成的污染3
1.1.4燃烧科学的研究方法5
1.2化学平衡6
1.2.1基本概念6
1.2.2标准平衡常数9
1.3热化学10
1.3.1化合物的生成焓和标准摩尔生
成焓10
1.3.2标准摩尔反应焓11
1.3.3根据键能计算标准摩尔反应焓11
1.3.4任意温度下摩尔反应焓的计算——
基尔霍夫（G.Kirchhoff）定律13
1.3.5标准摩尔燃烧焓14
1.3.6热化学定律14
1.3.7绝热燃烧温度15
1.4化学反应速率15
1.4.1基本定义15
1.4.2质量作用定律16
1.4.3反应级数17
1.4.4一级反应18
1.4.5二级反应19
1.4.6复合反应21
1.5各种参数对化学反应速率的影响24
1.5.1温度对化学反应速率的影响——
阿累尼乌斯（Arrhenius）定律24
1.5.2压力对反应速率的影响25
1.6反应速率理论26
1.7链反应29
1.7.1基本理论29
1.7.2不分支的链反应——氯和氢的
结合30
1.7.3分支链反应——氢和氧的化合32
思考题与习题35
第2章燃料的着火理论37
2.1燃烧过程的热力爆燃理论37
2.1.1谢苗诺夫的可燃气体混合物的
热力着火理论38
2.1.2爆燃感应期44
2.2链爆燃理论45
2.2.1链分支反应的发展条件
（链爆燃条件）46
2.2.2不同温度时分支链反应速率随
时间的变化47
2.2.3感应期的确定48
2.3热力着火的自燃范围49
2.4强迫着火的基本概念52
2.4.1实现强迫着火的条件52
2.4.2强迫着火的热理论53
2.4.3各种点燃方法的分析55
2.5煤的着火理论60
2.5.1煤的着火及其判据60
2.5.2煤的着火模式63
2.5.3谢苗诺夫热力着火理论用于碳粒
着火的分析66
2.5.4影响煤粒着火的因素分析69
2.5.5煤粉空气混合物的着火71
思考题与习题72
第3章火焰传播与稳定理论74
3.1火焰传播的基本方式——火焰正常
传播与爆燃74
3.2可燃气体的火焰正常传播77
3.3火焰正常传播的理论79
3.3.1用于简化近似分析的热理论80
3.3.2泽利多维奇等的分区近似
解法82
3.4火焰正常传播速度84
3.4.1影响火焰正常传播速度的主要
因素84
3.4.2火焰传播界限88
3.4.3火焰正常传播速度的测量89
3.5可燃气体层流动力燃烧和扩散燃烧93
3.5.1概述93
3.5.2化学均匀可燃气体混合物的动力
燃烧94
3.5.3可燃气体的扩散燃烧97
3.6火焰稳定的基本原理和方法100
3.6.1火焰稳定的几个特征100
3.6.2火焰的回火和吹熄的临界条件101
3.6.3钝体后回流区火焰稳定原理103
思考题与习题106
第4章湍流燃烧理论及模型108
4.1湍流燃烧及其特点108
4.2湍流气流中火焰传播的表面燃烧
模型109
4.3湍流气流中火焰传播的容积燃烧
模型113
4.3.1湍流扩散113
4.3.2湍流容积燃烧模型的计算114
4.3.3决定湍流火焰传播速度的实验
结果117
4.4湍流燃烧的时均反应速率和混合
分数117
4.4.1时均反应速率117
4.4.2简单化学反应系统120
4.4.3守恒量和混合分数120
4.4.4守恒量之间的线性关系122
4.5湍流扩散火焰的kεg模型123
4.6湍流预混火焰模型128
4.6.1涡旋破碎模型129
4.6.2拉切滑模型130
4.7概率密度函数的输运方程模型132
思考题与习题134
第5章液体燃料的燃烧135
5.1液体燃料的特性135
5.1.1石油的组成元素及化合物135
5.1.2燃油种类及石油炼制的方法136
5.1.3燃料油品物理和化学性能136
5.1.4浆体燃料的主要技术特性138
5.2液体燃料的燃烧过程概述139
5.2.1液体燃料燃烧的基本过程139
5.2.2液体燃料的燃烧特点140
5.3液体燃料的雾化141
5.3.1雾化过程及机理142
5.3.2雾化方式和喷嘴143
5.3.3液体燃料雾化的性能146
5.4液滴的蒸发147
5.4.1液滴蒸发时的斯蒂芬流148
5.4.2相对静止环境中液滴的蒸发148
5.4.3强迫气流中液滴蒸发的折算膜
理论151
5.4.4液滴群的蒸发153
5.4.5液滴非稳态蒸发的数值计算154
5.5燃料液滴的扩散燃烧155
5.5.1相对静止环境中液滴的扩散
燃烧 155
5.5.2强迫对流环境中液滴的扩散
燃烧（折算薄膜理论）157
5.5.3液滴群的燃烧158
5.6工业喷雾燃烧的技术基础160
5.6.1常见喷雾燃烧系统160
5.6.2液体燃料喷雾燃烧的组织161
5.6.3喷雾燃烧的合理配风161
5.6.4重质油的燃烧技术163
5.6.5乳化燃料的燃烧技术164
思考题与习题165
第6章煤的热解及挥发分的燃烧166
6.1煤的组成与特性166
6.1.1煤岩学166
6.1.2煤化学170
6.1.3煤结构与热解反应的关系171
6.1.4物理因素172
6.2煤的热解173
6.2.1概述173
6.2.2温度对热解的影响176
6.2.3加热速率的影响176
6.2.4压力的影响177
6.2.5颗粒粒度的影响178
6.2.6煤种的影响178
6.2.7气氛的影响178
6.3热解产物的组成179
6.3.1概述179
6.3.2温度的影响179
6.3.3加热速度的影响181
6.3.4压力的影响181
6.3.5颗粒粒度的影响181
6.3.6煤种的影响182
6.3.7气氛的影响182
6.4煤热解反应动力学模型182
6.4.1单方程模型182
6.4.2双方程模型183
6.4.3多方程热解模型184
6.4.4热解产物的组分模型186
6.4.5机理性模型187
6.4.6考虑二次反应的竞争反应模型189
6.4.7热解通用模型190
6.4.8考虑非动力学控制因素的热解
模型191
6.5热解产物的燃烧192
6.5.1概述193
6.5.2局部平衡法193
6.5.3总体反应方法193
6.5.4完全反应方法195
思考题与习题198
第7章煤的燃烧理论（碳及焦炭的
燃烧）199
7.1煤燃烧涉及的物理化学过程199
7.1.1焦炭反应的控制区及煤燃烧的
速率199
7.1.2碳的形态与结构201
7.1.3焦炭燃烧过程中的吸附202
7.1.4焦炭燃烧过程中的扩散204
7.1.5先生成一氧化碳还是直接生成
二氧化碳206
7.2碳的动力扩散燃烧特点及燃烧化学
反应207
7.2.1碳的动力扩散燃烧特点207
7.2.2碳的燃烧化学反应210
7.3碳球的燃烧速度214
7.3.1温度较低或颗粒很小（可略去）
时空间气相反应的情况215
7.3.2碳球在高温下的扩散燃烧情况218
7.4考虑二次反应的碳球燃烧220
7.4.1考虑二次反应作用的碳球燃烧
模型220
7.4.2有CO空间反应时碳球燃烧
速度的计算223
7.5多孔性碳球的燃烧224
7.5.1内部反应对碳粒燃烧的影响224
7.5.2总的表观反应速度常数227
7.6各种因素对焦炭燃烧的影响229
7.6.1煤中挥发分析出对燃烧的影响229
7.6.2灰分对燃烧的影响231
7.7煤燃烧过程数学模型方法简介237
7.7.1燃烧过程模化的一般研究237
7.7.2煤燃烧的基本过程238
7.7.3流动基本方程及湍流模型239
7.7.4两相流及颗粒湍流扩散244
7.7.5炉内辐射248
7.7.6煤粉火焰模型求解251
思考题与习题252
第8章燃烧过程中氮氧化物的生成及
分解机理253
8.1燃烧过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均相反应的动力学参数253
8.1.3NOx生成的机理254
8.2热力NOx的生成254
8.2.1热力NOx的生成机理254
8.2.2影响热力NOx生成的因素255
8.3快速NOx的生成257
8.3.1快速NOx生成机理257
8.3.2影响快速NOx生成的几个因素258
8.4燃料NOx的生成260
8.4.1燃料NOx的生成途径260
8.4.2温度对燃料NOx生成的影响260
8.4.3氧浓度对燃料NOx生成的影响261
8.4.4燃料性质对燃料NOx生成的
影响261
8.4.5流化床锅炉床料中金属氧化物的
作用264
8.4.6水分的影响265
8.5气体燃料燃烧时NOx的生成265
8.6液体燃料燃烧时NOx的生成266
8.6.1喷雾燃烧时NOx的生成266
8.6.2预蒸发、预混合火焰的NOx
生成267
8.7煤燃烧时NOx生成机理268
8.7.1挥发分NOx268
8.7.2焦炭NOx269
8.7.3煤粉炉内燃烧时NOx的生成270
8.7.4流化床燃烧时NOx的析出272
8.8降低NOx排放的措施274
8.8.1低NOx燃烧技术274
8.8.2烟气脱硝技术277
8.9燃烧过程中N2O的生成及控制279
8.9.1N2O的危害279
8.9.2N2O的生成及分解机理281
8.9.3燃烧过程中降低N2O的方法282
思考题与习题283
第9章燃烧过程中硫氧化物、颗粒物
及其他污染物的生成及脱除
机理285
9.1燃烧过程中硫氧化物的生成与脱除
机理285
9.1.1燃料中硫的存在形态285
9.1.2硫燃烧转化的总体特性286
9.1.3燃烧过程中SO3的生成288
9.1.4石灰石燃烧固硫的基本过程290
9.1.5煅烧石灰石的固硫反应动力学292
9.1.6多孔介质内部气体扩散的数学
模型294
9.1.7燃烧固硫总体模型297
9.1.8燃烧脱硫技术298
9.1.9烟气脱硫技术300
9.2燃烧过程中炭黑的形成与控制机理303
9.2.1燃烧过程中炭黑形成的类型及
性质303
9.2.2气体燃料燃烧时炭黑的生成306
9.2.3油燃烧时炭黑的生成309
9.2.4煤燃烧时炭黑的生成313
9.3煤燃烧过程中颗粒物的生成与脱除
机理314
9.3.1煤燃烧过程中颗粒物的形成
机理314
9.3.2煤燃烧过程中生成的颗粒物
特性318
9.3.3燃煤颗粒物生成的影响因素321
9.3.4燃煤过程的颗粒物控制322
9.3.5燃烧后颗粒物的脱除324
9.4燃烧过程中重金属的生成与脱除
机理326
9.4.1煤中汞含量的特征326
9.4.2燃煤烟气中汞的形态转化327
9.4.3燃煤烟气中汞的氧化328
9.4.4燃煤过程中的汞控制技术330
思考题与习题332
第10章燃烧技术的新进展334
10.1富氧燃烧334
10.1.1富氧燃烧概述334
10.1.2富氧燃烧技术及其应用335
10.2化学链燃烧341
10.2.1化学链燃烧概述341
10.2.2载氧体342
10.2.3化学链燃烧技术及其应用344
10.3催化燃烧348
10.3.1催化作用机理348
10.3.2催化剂349
10.3.3催化燃烧技术及其应用352
10.4超焓燃烧354
10.4.1超焓燃烧的概念354
10.4.2超焓过程的实现357
10.4.3超焓燃烧技术及应用358
思考题与习题360
附录361
附录A17种反应及其标准平衡常数361
附录B几种物质的标准摩尔生成焓363
附录C25℃时的标准摩尔燃烧焓
［产物N2、H2O（l）和CO2］364
附录D部分形成NOx和N2O的均相化学
反应的动力学参数365
参考文献371