煤燃烧理论及其宏观通用规律

前言.3

主要符号表17

第1章煤的热解1

1.1引言1

1.2煤热解的实验方法及实验的主要结果3

1.2.1实验方法3

1.2.2主要实验结果8

1.2.3高温热解中煤粒及其挥发分析出特性10

1.3煤粒热解模型及其存在的问题13

1.3.1单方程热解模型13

1.3.2双竞争反应热解模型13

1.3.3无穷平行反应热解模型16

1.3.4solomon热解通用模型17

1.4煤粒热解通用模型21

1.4.1煤粒热解通用模型的主要思想及其数学模型21

1.4.2煤粒热解通用模型的物理依据24

1.4.3确定大颗煤粒的e(k0)与t∞关系的方法25

1.4.4应用举例29

1.4.5测定煤粉挥发分析出量的实验方法33

1.4.6煤粉在炉内停留时间的确定35

.1.4.7煤粉热解动力学参数的确定方法38

1.4.8实验验证38

1.5煤粉热解时挥发分最大产量的估算方法42

1.6变环境温度下煤粉热解通用模型的应用43

1.6.1实验结果43

1.6.2计算方法44

1.6.3等温与不等温场热解规律的对比45

1.7加压条件下煤粒热解通用模型的应用46

1.7.1研究现状46

1.7.2实验装置与系统47

1.7.3实验结果48

1.7.4环境压力、煤粒直径对挥发分析出规律影响的数学模型及其计算结果50

1.8挥发分的燃烧50

第2章煤焦非均相反应动力学52

2.1现状与问题52

2.2煤焦非均相氧化反应动力学的新思想及其物理依据56

2.3碳(炭)粒非均相氧化反应等效动力学参数的确定方法58

2.3.1确定无孔纯碳在空气中燃烧时的e，k0，c值58

2.3.2煤焦在空气中燃烧时k0，ch值与煤种的通用关系67

2.3.3碳(炭)粒着火期间化学动力学参数与煤种的通用关系81

2.4应用举例90

2.5煤焦气化反应动力学参数与煤种的通用关系92

2.5.1确定e，k0，c(或k0，ch)的方法95

2.5.2确定煤焦气化反应的k0，ch与煤种的通用关系100

2.6验证104

2.6.1确定co2或水蒸气在煤灰球中的等效扩散系数的方法104

2.6.2验算结果109

2.7碳(炭)粒表面氧化反应生成物n(co)／n(co2)(摩尔比)的通用表达式111

2.7.1确定n(co)／n(co2)比值的方法112

2.7.2验证114

第3章煤的着火117

3.1概述117

3.2碳(炭)粒着火条件的简化分析118

3.3碳(炭)粒着火条件的数值解法124

3.4碳(炭)粒着火分析的新方法124

3.4.1理论分析..124

3.4.2碳(炭)粒临界着火条件的表达式129

3.4.3碳(炭)粒非临界着火条件的表达式130

3.4.4检验130

3.5煤焦着火温度与煤种之间的通用关系133

3.5.1通用关系的导出134

3.5.2实验方法及其结果135

3.5.3验证139

3.5.4通用着火特性指标fz的物理意义141

3.5.5判别煤粉着火与稳定燃烧的通用着火特性指标——fz数及其在工程中的应用146

3.6大颗粒碳(炭)着火条件的分析148

3.6.1大颗粒碳(炭)着火的特点148

3.6.2大颗粒碳(炭)着火条件的表达式151

3.7煤质快速分析仪的原理153

3.7.1快速测定煤在空气中燃烧时的失重原理153

3.7.2数学模型157

3.7.3测量及计算结果159

3.8煤粒挥发分的均相着火分析160

3.8.1数值求解163

3.8.2带化学反应的分区简化模型166

3.9强迫对流条件下煤粒均相着火的理论分析171

3.9.1煤粒均相着火模型172

3.9.2均相着火的实验测定182

3.10煤粉气流着火的分析185

3.10.1影响煤粉气流着火的因素185

3.10.2提供着火热的三类主要燃烧技术187

第4章煤的燃烧194

4.1碳(炭)粒非均相燃烧的物理描述194

4.2扩散M动力控制时碳(炭)粒非均相燃烧速率的半经验表达式196

4.3碳(炭)粒燃烧速率的解析解198

4.4具有容积反应的碳(炭)粒燃烧速率的半解析M半数值解法200

4.5碳(炭)粒燃烧速率的通用曲线求解法208

4.5.1检验210

4.5.2fb数的物理意义210

4.6环境中氧的质量分数变化条件下碳(炭)粒燃烧速率计算方法211

4.7含灰大颗粒煤焦的燃烧214

4.7.1模型214

4.7.2空气在煤灰层中的等效扩散系数216

4.7.3等效扩散系数的实验测定219

4.8空气在煤灰层中的等效导热系数221

4.8.1测定空气在煤灰层中的等效热扩散率的原理222

4.8.2煤灰球的等效导热系数224

4.9含灰大颗粒煤焦燃烧速率的计算结果与实验值比较225

4.9.1实验装置及实验方法225

4.9.2计算结果与实验值比较226

4.10强迫对流条件下碳粒的燃烧速率227

4.10.1理论分析228

4.10.2数值求解238

4.11实验检验241

4.11.1实验过程241

4.11.2实验结果242

4.11.3计算结果与实验值比较243

4.12强迫对流条件下煤焦的燃烧速率245

4.12.1实验研究245

4.12.2理论分析246

4.12.3计算结果与实验的比较、讨论253

参考文献...256