燃烧阶段的反应主要是焦炭的燃烧。在该过程中，进入炉膛的氧气扩散到焦炭颗粒的表面并与之反应，生成CO和CO2。在本书中，假设焦炭在燃烧的过程中其粒径不发生变化，且燃烧过程中除考虑气体扩散和化学反应产生的影响外，热解气也会参与燃烧反应。这些反应总的来说可以分为均相反应和非均相反应。

1.均相反应

对于气体的均相燃烧反应，在本书中考虑下面4个反应：

上述反应作为二级反应来处理。各反应的反应速率用rj来表示：

式（4.63）中，CA、CB表示在每个反应中反应物的摩尔浓度，kgj表示在每个反应的反应速率常数，可以表述为阿伦尼乌斯方程的形式：

式（4.64）中，kgoj为频率因子［m3／（kmol·s）］，Egj为活化能（kJ／kmol），经查阅相关资料得到均相反应的动力学参数如下：

2.非均相反应

焦炭颗粒的燃烧过程是十分复杂的。下面是碳周围发生一系列反应的反应方程：

目前，多数学者认为焦炭的一次燃烧的产物同时包括了CO和CO2，据此可将焦炭燃烧反应的方程表述为：

式（4.73）中，φ为反应机理因子：(www.daowen.com)

式（4.74）中，参数Z为：

式（4.75）中，Tp为碳颗粒表面温度：

式（4.76）中，Tf为炉膛温度。

焦炭燃烧反应速率rc可表示为：

式（4.77）中，Co2为主气流中的氧气浓度；kc为焦炭燃烧反应速率常数，该常数由两部分组成，一部分是焦炭表面反应速度，它与煤种和焦炭表面温度有关；另一部分则是气体扩散速率常数，主要是因为煤发生热解变成焦炭的过程中有大量的热解气体产生。这些气体物质离开煤后所遗留下的空位使得焦炭变成了一种多孔物质，其比表面积非常大。这部分氧气扩散到焦炭内发生燃烧反应不可忽略。ks为焦炭表面反应速率常数；kdiff为气体扩散速率常数。

式（4.78）中，k0为频率因子；Tm为碳颗粒表面温度与流化床床温的算术平均值；Ec为焦炭的活化能。

式（4.79）中，Dg为氧的扩散系数；Sh为宣乌特数，它反映了焦炭颗粒边界层的气体传质对燃烧的影响。

式（4.80）中，Re为雷诺数；Sc为斯密特数：

式（4.82）中，μ为气体的动力黏度；ug和up分别表示气体和焦炭颗粒的运动速度。