單顆粒煤焦在O2-CO2與O2-H2O氣氛下燃燒特性的實驗與模擬研究.pdf

1、礦物燃料燃燒排放的CO2引起的全球氣候變暖問題在逐漸威脅著人類的生存環(huán)境，進行CO2的減排工作迫在眉睫。Oxy-steam燃燒作為一種新型的燃燒方式，能夠克服現(xiàn)有的以O(shè)2/CO2為代表的Oxy-fuel燃燒方式存在的問題，受到研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文主要運用數(shù)值模擬和實驗方法，研究了單顆粒煤焦在O2/H2O和O2/CO2氣氛下的燃燒特性。
　　對單顆粒煤焦在O2/H2O及O2/CO2靜止氣氛的穩(wěn)態(tài)燃燒的模擬發(fā)現(xiàn)，煤焦燃燒后產(chǎn)生的C

2、O含量隨著氧氣濃度的增加而增加。在O2/H2O氣氛下發(fā)現(xiàn)H2含量在氧濃度為0.3時最大，顆粒表面的H2隨氧濃度繼續(xù)增加而降低，氣相中的H2最大含量則變化不大。當(dāng)氣體溫度增加時，煤焦燃燒產(chǎn)生的CO、H2含量呈下降趨勢，相反CO2含量和溫度則呈上升趨勢。但在O2/H2O氣氛下，溫度為1273K和1373K的區(qū)間內(nèi)，煤焦燃燒產(chǎn)生的CO和H2含量變化不大，焦炭的質(zhì)量損耗率也在增加。
　　使用同步熱分析儀對煤焦在O2/H2O、O2/N2和O

3、2/CO2氣氛下的著火實驗，發(fā)現(xiàn)氧氣濃度增加后加快了煤焦的著火和燃燒進程。對比實驗和模擬得到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，O2/H2O氣氛下煤焦的失重率最大，O2/N2氣氛下居中，O2/CO2氣氛下最小。對單顆粒煤焦在O2/H2O、O2/N2和O2/CO2氣氛下著火的非穩(wěn)態(tài)過程模擬發(fā)現(xiàn)，增加氧氣濃度，加快了化學(xué)反應(yīng)速率，更易于著火。同時，顆粒表面的CO、CO2和H2的含量都相應(yīng)提高。當(dāng)氧氣濃度相同時，焦炭在O2/H2O氣氛下的質(zhì)量消耗率比O2/CO2和O