典型尺寸燃煤颗粒富氧燃烧特性及燃烧本征动力学研究

利用微型流化床加热速度快、温度分布均匀以及气体近平推流等优势,在直径20 mm自动控温的微型流化床反应分析仪中研究了粒度分布为1.7～3.35 mm和0.12～0.23 mm两种典型尺寸燃煤颗粒在790～900℃温度范围内的富氧燃烧行为。通过快速响应过程质谱对燃烧产生的烟气进行实时监测,成功地识别和记录了粗颗粒燃烧过程中经历的挥发分燃烧和原位新生半焦燃烧两个主要阶段。挥发分析出速度最快,然后快速燃烧,而半焦燃烧速度较慢。相比之下,细颗粒燃烧的这两个阶段具有几乎相同的速率,因而相互耦合而难以区分。根据实验结果,挥发分析出和燃烧为快速反应,煤颗粒燃烧过程速率受原位新生半焦燃烧过程控制。进一步研究了挥发分和原位新生半焦燃烧动力学行为,获得其本征动力学的活化能分别为107.2和143.9 kJ/mol。