炭粒富氧燃烧中传质系数的修正

摘要：

与传统煤粉燃烧技术不同,煤粉在高浓度O2/CO2气氛中燃烧,在炭粒表面产生强烈的斯蒂芬流,对炭粒燃烧有重大的影响.笔者考虑炭的表面氧化(2 C+ O2→2 CO)、CO2还原反应(C+ CO2→2 CO)和H2O气化反应(C+ H2O→CO+ H2),给出忽略斯蒂芬流的传质系数修正式.数值计算表明,对单膜模型的修正显著改善了颗粒温度、燃烧速率和燃尽时间的预报.在不同燃烧情况下,采用修正表达式对斯蒂芬流的影响进行了讨论.研究发现,修正因子和反应速率、环境组分浓度、反应产物浓度有关；在典型富氧燃烧工况下,O2的传质系数修正幅度可达18％；如果有水蒸气(摩尔分数为0.1)存在,则修正幅度可达22％; CO2的传质系数修正幅度可达74％,有水蒸气(摩尔分数为0.1)存在时则修正幅度可达78％；仅有水蒸气气化反应时,可以忽略对其传质系数的修正.但如果同时存在炭的表面氧化反应和CO2气化反应,则必须对其进行修正,修正幅度为29％.

关键词：富氧燃烧、炭粒、传质、斯蒂芬流

所属期刊栏目：18

分类号：TK16(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51076089

在线出版日期：2012-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：217-222