利用自制恒溫?zé)岱治鱿到y(tǒng)研究了不同氣氛中（O₂/N2,O₂/CO₂和O₂/H2O_/CO₂）煤粉在溫度（800¹ 200℃）和氧氣體積分?jǐn)?shù)（2%²1%）范圍內(nèi)的燃燒行為,主要關(guān)注CO₂/H2O_氣化反應(yīng)作用下的燃燒特性。結(jié)果表明:在800℃時,大同煙煤在O₂/N₂中相對O₂/CO₂較快的燃燒速率主要源于N₂和CO₂物性的差異。溫度升高到1 000℃進(jìn)而到1 200℃,CO₂氣化反應(yīng)影響增強,大同煤在O₂/CO₂中整體反應(yīng)速率逐步接近并超過O₂/N₂中的燃燒速率。但是當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)超過10%后,氣化反應(yīng)影響減弱,大同煤在O₂

【文章來源】：煤炭學(xué)報. 2016,41(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

恒溫?zé)岱治鱿到y(tǒng)

煤炭學(xué)報2016年第41卷積分?jǐn)?shù)下CO2對煤粉燃燒特性的影響規(guī)律，結(jié)果如圖2(a)所示�？芍�，隨著氧氣體積分?jǐn)?shù)的升高，煤粉在O2/N2和O2/CO2中的燃燒速率均逐漸加快，燃盡時間縮短。與O2/N2相比，煤粉在O2/CO2中的燃燒速率較低，燃盡推遲。主要原因是CO2較N2具有較高的定壓熱容，而且氧氣在CO2中的擴(kuò)散速率也要低于N2中，從而導(dǎo)致煤粉燃燒減慢，燃盡困難［11－12］。在低氧氣體積分?jǐn)?shù)下，煤粉在O2/N2中的燃盡要提前于O2/CO2中，但是隨著氧氣體積分?jǐn)?shù)的升高，兩種氣氛間的差距逐漸減校當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)較低時，高體積分?jǐn)?shù)的CO2使得O2/CO2混合氣的比熱較O2/N2大的多，氧氣在O2/CO2中的擴(kuò)散速率也要明顯小于O2/N2中，而此時煤粉的燃燒速率也很低，進(jìn)一步強化了氣氛間物性差異對燃燒所造成的影響。當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)升高后，煤粉燃燒速率迅速增加，O2/N2與O2/CO2物性差別減小，其影響逐漸減弱，故不同氣氛下燃燒特性的差距逐步減校表1煤的工業(yè)分析和元素分析Table1Proximateandultimateanalysisofdifferentcoals煤樣工業(yè)分析/%MadVadAadFCad元素分析/%CadHadOadNadSad大同煙煤3.2722.7124.2549.7761.223.427.480.771.13陽泉無煙煤2.2611.6927.7058.3558.012.746.920.891.48圖2大同煙煤800，1000，1200℃時O2/N2和O2/CO2氣氛下轉(zhuǎn)化率Fig.2ConversionofDatongbituminouscoalinO2/N2andO2/CO2at800，1000and1200℃圖2(b)為大同煙煤在1000℃時O2/N2和O2/CO2氣氛下的轉(zhuǎn)化率。對比圖2(a)，(b)可知，在氧氣體積分?jǐn)?shù)一定時，環(huán)境溫?

及CO2物性而引起的燃燒速率下降，故O2/CO2中較快的整體反應(yīng)速率使得煤粉的燃盡前于O2/N2中。當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)升高到5%，因為燃燒速率的升高和氣化速率下降，氣化反應(yīng)影響逐漸減弱［14］，但其對煤粉消耗的促進(jìn)作用仍強于氣化吸熱和CO2物性對燃燒的抑制作用。若氧氣體積分?jǐn)?shù)繼續(xù)升高，燃燒與氣化速率的差距進(jìn)一步加大，削弱了CO2氣化反應(yīng)的作用，而此時CO2高比熱和低擴(kuò)散率等物性的影響得以增強，使得O2/CO2中的燃盡逐步落后于O2/N2中。2.1.2CO2/H2O氣化圖3(a)為大同煙煤在800℃時O2/N2，O2/CO2和O2/H2O/CO2氣氛下的轉(zhuǎn)化率。在2%氧氣體積分?jǐn)?shù)下，水蒸氣的加入使得煤粉燃燒速率較O2/CO2中有所提高，但仍落后于O2/N2中。當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)升高到10%后，煤粉在不同氣氛中的燃燒速率逐漸接近。文獻(xiàn)［8］發(fā)現(xiàn)煤粉的H2O氣化反應(yīng)在超過800℃后才逐步加速，因此當(dāng)環(huán)境溫度較低時，H2O氣化對燃燒過程的影響較小，此時主要考慮H2O物性的作用。與N2和CO2相比，H2O的定壓比熱小于CO2卻大于N2，O2在H2O中的擴(kuò)散能力也處于N2和CO2之間［15］，因此將反應(yīng)氣氛中部分CO2替換為H2O后，可加速顆粒溫度的提升以及氧氣分子在煤粉顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散，從而促進(jìn)燃燒反應(yīng)的進(jìn)行，但與O2/N2相比，煤粉在O2/H2O/CO2中的燃燒速率仍較低。隨著氧氣體積分?jǐn)?shù)升高，煤粉的燃燒速率加快，3種氣氛間的物性差異逐步減小，其影響也有所減弱。圖3大同煙煤800，1000，1200℃時O2/N2，O2/CO2和O2/H2O/CO2氣氛下轉(zhuǎn)化率Fig.3ConversionofDatongbituminouscoalinO

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]高溫低氧氣氛下煤粉燃燒特性[J]. 王春波,喬木森,雷鳴.  動力工程學(xué)報. 2015(08)
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[6]神華煤直接液化殘渣水蒸氣和CO2氣化反應(yīng)性研究[J]. 楚希杰,李文,白宗慶,李保慶,陳皓侃.  燃料化學(xué)學(xué)報. 2010(01)



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