关键词：
富氧燃烧
着火延迟
化学属性
物理属性
摘要：
富氧燃烧（O2/CO2）技术被认为是最具可行性和最容易实现工业化应用的燃煤电厂大规模碳减排技术之一,因而引起了广泛研究。许多学者研究发现:相比O2/N2气氛,煤粉在同样O2浓度的O2/CO2气氛会出现着火延迟,并归因于CO2相较N2的较高比热容。然而除了比热容外,CO2与N2的其他物理属性（比如扩散特性和辐射特性等）也有很大不同,并且CO2的化学属性相比N2活泼,会参与着火过程的化学反应,因此,CO2的物理化学属性对于煤粉在O2/CO2气氛的着火机理都会产生影响。但这些影响尚未得到详细研究。本文构建了煤粉着火数学模型,通过实验对着火模型进行了验证,并利用该模型研究了CO2的化学属性及物理属性（比热容、辐射特性、扩散特性）对于煤粉在不同着火机理（均相/非均相着火）下着火延迟的影响。本文实验采用了高速摄像仪拍摄了煤粉（烟煤）在O2/N2气氛与O2/CO2气氛下的动态着火行为。实验温度为1373K,O2浓度分别为21%,30%及40%。根据对着火图片的分析,发现在上述实验条件下煤粉的着火机理均为均相着火。本文基于着火机理判别条件构建了着火模型,并在Fluent平台上采用用户自定义函数（UDF）,实现了煤粉着火过程的数值模拟,模拟预报了跟实验测量一致的煤粉着火机理和着火位置。在模拟分析中,采用了根据研究要求定义的人工物质X,Y,W,Z来单独分析CO2的化学属性、比热容、辐射特性及扩散特性对于煤粉均相/非均相着火延迟的影响。分析发现,在均相着火中,CO2的化学属性以及较高比热是造成着火延迟的主要原因。在高浓度的CO2气氛下挥发分着火过程中,反应（CO2+H<=>OH+CO）是正向进行为吸热反应,而在N2及X气氛下反向进行为放热反应,因此造成挥发分化学反应热释放的急剧降低,从而导致着火延迟。在非均相着火中（采用Jovanovic实验）,CO2的物理属性对于着火延迟起决定性作用,其物理属性对着火延迟的影响次序为:比热容>辐射特性>扩散特性。CO2的化学属性对于着火延迟没有明显影响。
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