煤炭学报

作者：蒋海锋, 张华驰, 赵辉, 许建良, 梁钦锋, 李伟锋, 刘海峰,

关键词：水煤浆, 质量分数, 导热系数, 煤水复合模型, 结合水,

水煤浆气流床气化是目前大型先进煤气化技术之一，提升水煤浆气化效率有助于推动煤炭清洁高效利用。水煤浆预热技术被认为是提高煤气化能源利用效率的关键技术之一。目前，复杂液固悬浮液导热系数的变化规律和内在机理仍未被完全认识。导热系数是介质流动换热的重要基础参数，表征着其在稳态导热过程的导热能力。利用瞬态热线法测定不同温度下相同质量分数水煤浆的导热系数，实验结果表明：温度越高，导热系数越高。在室温下测定不同质量分数下水煤浆的导热系数，实验结果表明可以分为2个阶段：质量分数从51%增大到58%时为下降区，导热系数快速下降，由0.401 W/(m·K)降至0.358 W/(m·K)；而质量分数继续增加，从58%到67%时为恒定区，导热系数基本保持在0.358 W/(m·K)。基于实验结果，综合考虑平行模型、麦克斯韦模型、广义自洽模型等复合材料模型，提出煤颗粒–结合水复合的水煤浆导热系数平行预测模型。水煤浆中的水分包含自由水和结合水，结合水会和煤颗粒形成煤颗粒–结合水复合相，将水煤浆视为复合相和自由水相组成的两相复合材料。在下降区，随着煤颗粒质量分数的增加，自由水相减少，复合相不变，水煤浆导热系数快速降低；在恒定区，随着煤颗粒质量分数的进一步增加，复合相中的结合水量减少，但复合相的导热系数基本维持稳定。

来源：2024年第5期

《煤炭学报》期刊编辑部

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