煤炭学报

作者：李林, 段伦博, 武万强, 孙光,

关键词：流化床, 增压富氧燃烧, 煤颗粒, 模型, 干燥, 脱挥发分,

增压富氧燃烧被认为是最有前景的CO2捕集技术之一，近年来逐渐引起学术界和工业界的关注。而由于增压实验难度较大，燃烧过程如同“黑匣子”，燃烧信息获取不丰富等原因，目前关于煤颗粒增压富氧燃烧机理的研究尚不充分。本文通过建立煤颗粒脱挥发分数学模型研究了增压流态化条件下的O2/CO2和O2/N2气氛对煤颗粒脱挥发分过程的影响机制。模型考虑了煤颗粒与环境之间的传热以及颗粒内部温度梯度，采用非稳态一维颗粒模型描述煤颗粒干燥和挥发分的析出过程。研究结果表明，模型具有良好的适用性，脱挥发分时间的计算值与前期实验结果之间误差小于20％；模型敏感性分析表明床料比热容、燃料比热容、燃料尺寸、燃料密度、燃料水分含量以及总换热系数对颗粒干燥时间的影响较大；床料比热容、换热系数以及燃料的密度和尺寸对脱挥发分过程影响较大，而床料比热容、换热系数、燃料密度以及燃料尺寸是影响颗粒内外温度梯度峰值的主要因素；压力和床温的升高均会带来煤颗粒与床料之间换热的增强，从而带来较低的干燥时间和脱挥发分时间，提高颗粒内外温差的峰值；而与N2气氛相比，CO2气氛下干燥时间和脱挥发分时间略有下降，颗粒内外温差会增加；随着流化数（w）的升高，颗粒与环境之间的换热作用被加强，干燥和脱挥发分过程被缩短。

来源：2022年第11期

《煤炭学报》期刊编辑部

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