煤粉粒径和着火方式的关系研究

当煤粉浓度很高时，辐射的热量几乎完全被煤粉气流所吸收这时煤粉气流的升温速度仅由气流的外部加热表面面积(一般不变)控制，与颗粒的粒径无关，着火只受热解和挥发分的燃烧控制，只要有足够的时间达到挥发分着火浓度极限和着火温度，着火即可以发生。Hertzberg的试验和Zhang[15]的理论分析的结论正是如此。在滴管炉中着火时间有限，高浓度时需要提高加热温度来缩短加热时间，因而在一定的浓度下所测的着火温度有所上升。另外，煤粉浓度相同时，小颗粒的总表面积大，辐射受热快，更早进入热解和挥发分燃烧的控制状态。

综合上述对煤粉浓度影响的分析，可以看出，理想煤粉浓度是由传热和均相反应机理共同控制的，而均相着火机理显得更重要。煤粉制备需要一套很严密的煤粉制备系统。在理想煤粉浓度之前，着火主要受加热过程控制，而在此之后则受热解控制，这才决定了理想煤粉浓度与粒径关系不大，理想煤粉浓度附近着火温度出现低平段，在理想煤粉浓度之后粒径的影响并不大，在热负荷较小的滴管炉中，这些现象的出现证明，在理想煤粉浓度附近和以后着火是均相的。

下面对煤粉粒径和着火方式的关系进行研究。着火初期相同的炉内位置挥发分消耗少而固定碳消耗多，这表明小粒度煤粉气流更倾向于发生多相着火和燃烧。这是因为在相同的煤粉浓度下，粒度小，则煤粉气流升温速度快，颗粒加热速度也快，因而易于发生多相燃烧;粒径大升温慢，颗粒有较长的时间析出挥发分，更易于发生均相燃烧。在煤粉颗粒群着火的非稳态数学模型研究中，也计算了煤粉粒径对着火时间的影响。

粒径越大，着火时间越长，临界煤粉浓度越低，这是因为外界加热条件一定时，颗粒越小，其升温速度越快，则颗粒群着火时间越短，而颗粒的升温速度越快，其发生多相着火的趋势就越明显。但是，随着煤粉粒径的减少(1/D增大)，着火时间是成直线减少的。

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