2018年，中國共開采煤炭35.46億噸，世界第一，占全球煤炭總產(chǎn)量的一半; 中國的生鐵產(chǎn)量7.7億噸. 隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，工業(yè)固體廢棄物日益增多，數(shù)額巨大，以粉煤灰為例，年產(chǎn)生量達(dá)6億噸之多， 成分復(fù)雜，處理難度較大。

當(dāng)煤粉濃度為0.412kgc/kga時，CO和CO：的變化趨勢是一致的，只是濃度為0.742kgc/kga時更加明顯而已。隨著煤粉濃度的增加，不僅揮發(fā)分析出增多，CO也大大增加，使火焰的穩(wěn)定性和燃燒強(qiáng)度大大地增加了。

高濃度煤粉燃燒反應(yīng)過程中氧化濃度影響的研究也是令人感興趣的。氧的含量是多好還是少好，在反應(yīng)區(qū)中應(yīng)維持多大的氧量才是適度的，這些都將是下面重點討論的問題。

首先進(jìn)行理論分析，在研究煤粉濃度和著火方式關(guān)系時，建立了一個比較簡單的非穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。在煤粉氣流的著火過程中，如果僅考慮輻射傳熱的因素。氧的濃度變化為0。10%，15%，20%,著火的影響并不大，只是氧的濃度越低著火時間越長，因為對著火來說，加熱過程比化學(xué)反應(yīng)過程更加重要，氧的濃度越低，發(fā)生著火方式轉(zhuǎn)變的煤粉濃度也越低，而氧濃度低則降低了多相反應(yīng)速度，從而使著火更易于以揮發(fā)分燃燒的形式發(fā)生。煤粉設(shè)備有很多種，比如我們所熟知的煤粉機(jī)就是其中比較重要的一種。從計算結(jié)果還可看到，隨著煤粉濃度的增加(1/D減少)，著火時間成直線地下降，在所計算的范圍內(nèi).著火時間從500ms下降至lOOms以下。在煤粉的著火過程中，如果僅考慮對流加熱因素的影響。氧濃度的提高意味著化學(xué)反應(yīng)速度的加快，從而造成臨界煤粉濃度和理想煤粉濃度的提高，也導(dǎo)致了著火時間的縮短。如圖所示，當(dāng)氧的濃度0=10%～23%時，著火時間降至100ms以下。

試驗煤種為青山煙煤的影響(焦作煤)寬篩分，煤粉濃度為0.09kgc/kga，氧的濃度為0。一10 oA，5.75%。試驗表明，氧濃度降低使煤粉著火推遲，其表現(xiàn)特征是CO：的生成量減少。當(dāng)氧濃度為5.75%時，從右圖看著火是均相的，而氧濃度為10%時，著火是非均相的，在大氣氧濃度條件下(21%)，對于更高的煤粉濃度著火仍可能是非均相的，因此降低氧濃度使得煤粉氣流著火向均相著火區(qū)域移動。氧濃度的這種作用是不難理解的，氧濃度的降低使得化學(xué)反應(yīng)速度相對降低，且氧難以到達(dá)顆粒表面，煤粉的著火溫度升高，因而顆粒有更長的時間析出揮發(fā)分而造成均相著火。在實際煤粉氣流中，由于對高溫?zé)煔獾木砦?，著火區(qū)域的氧濃度并不高，因而可能導(dǎo)致均相著火的出現(xiàn)。

使著火時間顯著地縮短。例如，在一定濃度下，lgD=一0.5，即D一0.32kgc/kga，顆粒群初溫分別為71。298K，373K，473K，對應(yīng)的著火時間分別為ti一140ms，120ms，40ms，較多降低lOOms，而且隨著煤粉濃度的增加，顆粒群的著火時間也是變化的，先是降低，然后上升的速度較快，它表明并不是煤粉濃度越濃越好，而是存在一個理想的煤粉濃度的范圍，即曲線的較低點附近。當(dāng)煤粉氣流初溫接近于熱解溫度時，由于熱解極易發(fā)生，著火時間很短，理想煤粉濃度向濃煤粉的方向后移。

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