时间：2014-05-26 10:10:35
作者：世邦机器
均相着火的分析
煤的均相着火涉及到热解、挥发分的析出速度和组成、挥发分的气相反应机理等，而人们对这些的了解还是很不够的。因此，对煤的均相着火的研究特别是理论分析一直发展缓慢。
文献首先在不考虑多相反应时分析了煤粒的均相着火，认为煤粒热解析出的挥发分扩散到热的环境中与氧混合，反应面出现在挥发分浓度与氧成化学当量比的位置，反应放热正好可以满足煤的热解吸热和加热热解产物到着火温度，即dT/dr=0。模型预报了着火所需环境温度随氧浓度、粒径等的变化，但是对着火温度随氧浓度的变化的预报却不符合试验的结果。文献认为是其绝热准则使用不当造成的;文献则认为是其低估了边界层加热区内挥发分反应放热的结果，并在既考虑颗粒表面的氧化反应，又考虑空间挥发分的气相氧化的基础上，建立了单颗煤粒稳态燃烧的详细模型。褐煤粉碎机和煤粉破碎机均用于煤粉加工的，前者的粉末较大，后者的粉磨较校该模型在不计表面氧化反应时就得到均相着火的模型。其着火判据是：当燃烧状态由低温燃烧或动力燃烧转变为高温燃烧或扩散燃烧时着火发生。模型成功地预报了着火温度随粒径、氧浓度等的变化，与试验结果相符。缺点是模型很复杂，需要用数值方法求解，且备参数对着火的影响不直观。为此，人们还建立了一些简化模型。如文献E363利用可燃气体浓度极限建立了煤粉均相着火模型。模型认为，煤热解析出可燃挥发物及表面一次反应生成CO，当这些可燃气体混合物的浓度达到其浓度极限下限且温度达到其瞬时着火温度时，均相着火发生;文献在较准确的数值模拟的基础上，提出了带化学反应的分区简化模型来描述煤粒的均相着火。
着火机制的变化
大量的试验研究E18,40～423表明，高挥发分煤易发生均相着火，而低挥发分煤则易发生多相着火。对于高挥发分煤易于发生均相着火是不难理解的，这是因为其挥发分高且析出快.极易在煤粒周围的气相物中形成达到可燃极限的混合物。
粒径对着火机制的影响文献中已有许多报道。虽然所得的发生着火机制变化的临界粒径有出入，但大颗粒易发生均相着火而小颗粒易发生多相着火的结论是一致的。此外，其它一些条件如加热速度、氧浓度等，也在一定程度上影响煤的着火机制。
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湍流强度分布的特点是在回流区的边界上湍流强度非常大，非常大值已超过60%，达68%左右，这里正是热量、质量和动量交换较强烈的地方，也是燃料着火的前沿，有两条明亮的火焰，即使在中心线附近，湍流强度也达到50%。
以上可以看出，煤粉气流的升温速度与粒径成反比。对于极低浓度下的多相着火，煤粉粒径减少，升温速度加快，对应的着火温度也降低。
可是，由于管道布置上的困难，一次风的两个弯头总不会使浓粉流在向火侧。如果炉内气流为逆时针方向旋转，四个角中只在两个角的浓粉流为向火侧，而另外两个角的浓粉流为背火侧，淡粉流反而在向火侧。
近几十年来，煤的热分解研究是世界上十分活跃的研究领域之一。这不仅由于热分解是煤的燃烧过程的一个重要的初始过程，对着火有极大的影响，也因为它是煤的其它转换过程如气化、液化、精炼等的重要步骤，同时与污染物的形成也有密切的联系。
即假定煤由非活性结构和活性结构两部分组成。前者不参加热解，后者则以下述方式进行反应：水和二氧化碳首先析出，煤粒同时转变成中间物--变形原浆，继而参与进一步反应生成轻的气体产物、重烃类气体与焦油。
当煤热解时，一个链的断裂需要一定量的能量，因此对于煤种，相同的链断裂需要相同的能量。而在同样的颗粒温度下，对煤种中的相同的官能团。
