1962年前苏联科学家HBaHOBB.M首次发现乳化燃料燃烧时存在微爆现象，这就为以后乳化燃料节能降污的研究提供了一个有效的理论依据。

　　黑洞能节煤助燃消烟剂与可燃气在燃烧室内高温作用下迅速膨胀汽化发生微爆现象，即二次雾化现象，从而使燃气混合更加均匀，煤（油）燃烧也更加完全，所以能够节约煤耗、油耗，清除积焦积碳，减少废气排放。黑洞能节煤助燃消烟剂内所含水通过微爆吸收燃料中水并形成纳米尺度的油包水的微乳化液，在黑洞能电磁波的作用下，与高温催化剂接触产生二次微爆，进一步提高雾化效果，产生活泼氢和CO↑，使之产生二次能量效应。

　　煤的活性与原有煤种的性质有关，它们对二氧化碳的还原能力是按照下列顺序递减的：泥煤、木炭、褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤。而且其活性与其形成焦炭的内部疏松程度、表面状况、密度、粒度等关系很大。无烟煤挥发分含量最低，一般≤10%，含碳量很高，灰分、水分等杂质较少，因而发热量高约在21000～32500KJ/kg,着火和燃烬都很困难。

　　一般来说，煤的活性和其碳化年龄有关，灰熔点大的往往活性不好，活性好的往往灰熔点低，了解煤的活性灰熔点的不同，我们就可进行混煤掺烧。有些劣质煤机械强度和热稳定性差，但是化学活性好，就可以选用少部分冷热强度高的块煤或焦炭掺烧，这部分强度好的煤(焦)，在炉膛里起骨架作用，有利于降低床层阻力和提高入炉风量。

　　活性高的和活性低的、灰熔点高的和灰熔点低的不同煤配烧，以达到兼顾二者的目的。

　　影响原料煤活性的因素—温度

　　煤的燃烧速度随温度的增加而很快增加，碳与氧进行反应的活化能，无烟煤为140～146.5kJ/mol，烟煤为117～134kJ/mol。当无烟煤和烟煤同时从1200K提高到1500K时，按其活化能分别为140、117计算，无烟煤的燃烧速度增加16.55倍，烟煤的燃烧反应速度只增加10.44倍。可见活化能越大的煤种，提高温度对反应速度的影响越大。

　　提高温度对无烟煤的活性影响很大，但要受制于煤的灰熔点以防气固原料接触的偏流。固定床造气炉一般要求最好操作在灰熔点T1和T2之间，在这个温度下，以一些难熔灰渣为框架，一些易熔碳粒形成液滴均布在相当于渣填料的框架中，此时气固液接触最为均匀传质反应速度最快。通过观察下渣形状可看出造气炉气化层温度是否处于这个阶段，气化层工作在灰熔点T1和T2之间，就可使无烟煤达到兼顾最大活性及最大均布性。

　　影响原料煤活性的因素—催化剂

　　针对无烟煤活性不高的情况，除了采用提高温度外，还可采用添加催化剂来解决。催化剂增加煤的反应活性，降低煤的燃点，吹风时可在短时间内使气化层达到较高的温度，相应缩短了吹风时间，增加单炉制气能力。另外由于添加催化剂，燃料可以在较低的温度下具备气化反应的活性，就可使气化反应尽快由动力学控制转入扩散控制，提高制气效率。燃煤催化剂种类繁多，它包括碱金属、碱土金属和过渡元素的氧化物、氢氧化物及其盐类，其中应用最多的是碱金属、碱土金属的盐类。煤自身也存在上述催化元素。

　　不同催化剂具有不同的催化活性，催化剂活性越强，效果越好。实验证明，添加量一定时，对于相同的阴离子，不同阳离子催化活性顺序是Cs＞Rb＞K＞Na＞Ba＞Li＞Sr＞Ca＞Mg＞Be，另有资料说明Cr＞Mn，Fe＞Ni，Co＞Ca，Zn＞Al，Cu＞K。对于相同的阳离子，不同阴离子的催化活性顺序是OH-＞CO-3＞Cl-＞SO4-2。实际应用的催化剂往往不是单一组分，常由多种成分配合而成。合理的配方可以使各组分之间相辅相成，甚至利用痕量元素成分做助催化剂，能使催化效果明显增加。另外加入的催化剂不能降低煤的灰熔点。针对粘结性过大的煤种，可采用微爆剂来增加碳粒的裂纹，扩大气固接触面微爆剂的加入量不能造成碳粒破碎严重，带出物过大。

　　选用催化剂应尽量做到废物利用，不少工农业废弃物可能是性能优良的催化剂，例如含有大量Na、Ca离子的造纸黑液、用完废弃的电石、含有NaOH的废水等。

　　腐植酸型煤的活性比碳化煤球、黄泥白泥煤球的活性高，主要原因为原料褐煤活性好，又很少降低型煤中的固定碳，制作过程中加入了NaOH，形成的-C-O-Na-链是很好的催化结构。

　　应用催化剂的关键就是投入产出比，配方中要通过采用降低主催化剂的单价及使用量，添加合理的助催化剂来提高主催化剂的催化活性等方法来达到最佳效果。

　　原料煤燃烧的三个过程

　　造气工艺中，可分为碳的空气燃烧贮热同时产生吹风气、碳的蒸汽降温气化同时产生水煤气两个间歇交替过程。碳的燃烧和碳的蒸汽气化反应都可分为三个过程：动力控制区、过渡控制区、扩散控制区。

　　在碳的燃烧反应中，碳的燃烧速度 ωc=βKC∞=βC∞/(1/αk+1/k)式(1-1)

　　其中β为C与O2燃烧反应化学当量比，C∞为周围介质中的氧气浓度，k为化学反应速度常数，αk为质量扩散系数

　　根据k与αk的大小不同，可以把燃烧分为三种不同规律的燃烧区域(或燃烧状态)。

　　1)当k＜＜αk时，折算反应常数K≈k，式(1—1)变为

　　ωc=βKC∞=βk0exp(-E/RT)C∞

　　此时的燃烧状态称为动力燃烧。其物理意义在于：在动力燃烧区，碳的燃烧速ωc几乎只决定于化学反应的能力，既燃烧的温度条件T及燃料的性质(这里反映在燃料的活化能E上)，而与氧气向碳表面的扩散情况无关。

　　在动力燃烧状态下，提高燃烧速度，强化燃烧过程最有效、最直接的办法是提高燃烧的温度条件T。显然，对于反应能力强、活化能E小的燃料，可以在较低的温度区域内实现燃烧强化；而对于反应能力弱的、活化能E很高的燃料，必须要在更高的温度条件下才能实现燃烧的强化。

　　2)当k＞＞αk时，折算反应常数K≈αk 。此时碳燃烧化学反应速度式(1—1)变为：

　　ωc≈βαkC∞ 此时的燃烧状态称为扩散燃烧。它的物理意义在于：在扩散燃烧区，碳燃烧速度ωc只决定于氧气向碳表面的扩散能力，而与燃料性质、温度条件几乎无关。

　　在扩散燃烧状态下，要提高燃烧速度，强化燃烧过程，最有效、最直接的办法是强化气流湍动，增强空气流与碳粒间的相对速度，提高供氧能力而不是其他。

　　3)当k≈αk时，既化学反应能力与氧气扩散能力处在同一数量级的情况下，此时燃烧强化的实现与k和αk两者均有关，无论提高k或者αk都可以收到强化燃烧的效果。在这种状态下的燃烧称为过渡燃烧。

　　碳与氧及碳与蒸汽的反应中都有两种控制阻力：化学反应动力学控制及扩散控制。一般在温度低于1250K时，反应速度对温度是敏感的，可认为是化学反应动力学因素起控制作用。根据对无烟煤的燃烧速度测定得知，无烟煤在600～800℃时才能开始缓慢着火，但是燃烧速度很慢，随着温度的上升燃烧速度加快。煤的着火是燃烬的前提，煤粒着火后加速了化学反应动力学控制到扩散控制过程的转换。