CO2的物理化學(xué)屬性對(duì)煤粉富氧燃燒著火的影響.pdf

1、富氧燃燒（O2/CO2）技術(shù)被認(rèn)為是最具可行性和最容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的燃煤電廠大規(guī)模碳減排技術(shù)之一，因而引起了廣泛研究。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)：相比O2/N2氣氛，煤粉在同樣O2濃度的O2/CO2氣氛會(huì)出現(xiàn)著火延遲，并歸因于CO2相較N2的較高比熱容。然而除了比熱容外，CO2與N2的其他物理屬性（比如擴(kuò)散特性和輻射特性等）也有很大不同，并且CO2的化學(xué)屬性相比N2活潑，會(huì)參與著火過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)，因此，CO2的物理化學(xué)屬性對(duì)于煤粉在O2/CO2

2、氣氛的著火機(jī)理都會(huì)產(chǎn)生影響。但這些影響尚未得到詳細(xì)研究。本文構(gòu)建了煤粉著火數(shù)學(xué)模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)著火模型進(jìn)行了驗(yàn)證，并利用該模型研究了CO2的化學(xué)屬性及物理屬性（比熱容、輻射特性、擴(kuò)散特性）對(duì)于煤粉在不同著火機(jī)理（均相/非均相著火）下著火延遲的影響。
　　本文實(shí)驗(yàn)采用了高速攝像儀拍攝了煤粉（煙煤）在O2/N2氣氛與O2/CO2氣氛下的動(dòng)態(tài)著火行為。實(shí)驗(yàn)溫度為1373K，O2濃度分別為21％，30%及40%。根據(jù)對(duì)著火圖片的分析，發(fā)現(xiàn)

3、在上述實(shí)驗(yàn)條件下煤粉的著火機(jī)理均為均相著火。本文基于著火機(jī)理判別條件構(gòu)建了著火模型，并在Fluent平臺(tái)上采用用戶自定義函數(shù)（UDF），實(shí)現(xiàn)了煤粉著火過(guò)程的數(shù)值模擬，模擬預(yù)報(bào)了跟實(shí)驗(yàn)測(cè)量一致的煤粉著火機(jī)理和著火位置。
　　在模擬分析中，采用了根據(jù)研究要求定義的人工物質(zhì)X，Y，W，Z來(lái)單獨(dú)分析CO2的化學(xué)屬性、比熱容、輻射特性及擴(kuò)散特性對(duì)于煤粉均相/非均相著火延遲的影響。分析發(fā)現(xiàn)，在均相著火中，CO2的化學(xué)屬性以及較高比熱是造成著火