粉煤揮發(fā)份對(duì)高爐還原劑消耗量影響和混合

1、粉煤揮發(fā)份對(duì)高爐還原劑消耗量影響和混合日本首次在新日鐵大分制鐵所的1號(hào)高爐進(jìn)行高爐噴煤操作。自此，高爐噴煤 操作成為一種能穩(wěn)定高爐操作、降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)率的有效技術(shù)，而且還是 一種能擴(kuò)大煤選擇靈活性的手段。為解決焦?fàn)t老化和環(huán)保等問(wèn)題，高爐噴煤作為一種有效手段已 被廣泛應(yīng)用于各高爐。從2002年底的統(tǒng)計(jì)可知，日本國(guó)內(nèi)31座高爐全部都采用噴煤操作，平均噴煤量約為130kg/t ,有的高爐年平均噴煤量超過(guò) 200 kg/t 。然而，伴隨著 高爐噴煤操作，也帶來(lái)如下問(wèn)題，如焦粉在爐缸中心的死料柱堆積，影響高爐的透 氣性和透液性，導(dǎo)致風(fēng)壓變化和爐壁熱負(fù)荷升高等，為此各鋼鐵公司一直致力于這方面的研究

2、。為達(dá)到穩(wěn)定噴煤的目的，關(guān)鍵問(wèn)題是要探明如何保證噴吹的煤粉在高爐風(fēng)口回旋區(qū)的有限空間內(nèi)能穩(wěn)定燃燒。由于煤粉在該空間停留的時(shí)間短，而且氧過(guò)剩率大大低于1.0 ,因此這種燃燒條件對(duì)煤粉的燃燒是極為不利的?；诖艘?，進(jìn)行了各種燃燒實(shí)驗(yàn)來(lái) 研究各種因素對(duì)燃燒的影響。另外，作為高爐噴吹用的粉煤特性，通常使用揮發(fā)份較高的煤。這是由于粉煤的燃燒性被認(rèn)為應(yīng)是最先考慮到因素，所以應(yīng)優(yōu)先選用在風(fēng)口前端燃燒性好 的煤。考慮粉煤的輸送性，認(rèn)為揮發(fā)份在一定值以下的煤的輸送性比高揮發(fā)份煤的輸送性差。最近已開(kāi)始從各種煤中根據(jù)其燃燒性、輸送性、價(jià)格和置換比進(jìn)行綜合考慮來(lái)選擇煤。同 時(shí)還進(jìn)行將揮發(fā)份低調(diào)半無(wú)煙煤或無(wú)煙煤等作高爐

3、噴吹用煤的研究。該研究的目的是，通過(guò)提高煤的燃燒技術(shù)和加深對(duì)未燃碎焦及爐下部焦粉的燃燒行為的認(rèn)識(shí)，使高爐能使用各種煤資源。另外，在粉煤噴吹量一定的情況下，使用由半無(wú)煙煤和無(wú)煙煤和揮發(fā)份高的煤混合而成的平均揮發(fā)份較低的煤時(shí)，粉煤和焦炭的置換比會(huì)升高。這樣可以減少高爐還原劑的消耗量，并在實(shí)際高爐操作中已證實(shí)該變化趨勢(shì)。因此，低揮發(fā)份煤不僅具有減少高爐還原劑消耗量的作用，而且還能減少能源消耗，減少 CO2的排放量。但這些效果的相關(guān)機(jī)理，還有因 燃燒性不同而產(chǎn)生的燃燒界限及特性不同的煤的混合效果等仍存在許多待研究的問(wèn)題。與以往的粉煤用煤相比，雖然半無(wú)煙煤的揮發(fā)份相對(duì)較低，可減少還原劑消耗量。然而由于其

4、開(kāi)采的區(qū)域和儲(chǔ)藏量較其它煤有限，這將在資源方面受到制約。若要大 幅度增加半無(wú)煙煤的使用量，并擴(kuò)大對(duì)其的依賴性，仍需解決貨源的穩(wěn)定供給和價(jià)格問(wèn)題。因此，將揮發(fā)分、構(gòu)成元素比例、灰分比例和灰分組成等特性不同的煤混合使用的措施將顯 得更為重要它既可降低噴吹粉煤的平均揮發(fā)份和減少還原劑消耗量，又可維持和提高粉煤的燃燒性和輸送性。但是，此時(shí)還需考慮混合了燃燒性差的煤將降低總的燃燒效率的問(wèn)題。因此，要弄清粉煤的揮發(fā)份對(duì)高爐還原劑消耗量的影響機(jī)理，同時(shí)還要弄清單一特性的粉煤和特性不同的粉煤混合后產(chǎn)生的燃燒性差別?；诖吮尘埃紫妊芯苛瞬煌瑩]發(fā)份的粉煤對(duì)高爐還原劑消耗量的影響，同時(shí)從宏觀角度出發(fā)對(duì)減少還原劑消

5、耗量的機(jī)理加以研究。其次，為弄清將揮發(fā)分較低的半無(wú)煙煤或高揮發(fā)份煤和低揮發(fā)份煤混合而成的混合煤的燃燒行為的差異，采用豎式圓筒燃燒爐進(jìn)行空間燃燒實(shí)驗(yàn)和燃燒模擬解析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行研究。1.對(duì)君津廠4號(hào)高爐（內(nèi)容積5151m3粉煤噴吹量基本保持在108118kg/t條件下，考察了粉煤平均揮發(fā)份對(duì)還原劑消耗量的影響規(guī)律。高爐還原劑消耗量采用對(duì)原燃料條件和送風(fēng)條件進(jìn)行校正后的校正還原劑消耗量。結(jié)果顯示，在粉煤噴吹量一定的情況下，由于粉煤揮發(fā)份的下降，還原劑消耗量會(huì)減少。然而當(dāng)粉煤的揮發(fā)份低時(shí)，焦炭的置換比呈增大的趨勢(shì)。其原因之一是當(dāng)使用高揮發(fā)份煤時(shí)，其高熱值有下 降的趨勢(shì)，其下降程度的差異約為20%

6、為說(shuō)明低揮發(fā)份煤具有減少高爐中還原劑消耗量的效果，應(yīng)注意到在碳素溶解反應(yīng)活躍的高爐下部高溫區(qū)域中，粉煤揮發(fā)份的差別會(huì)產(chǎn)生更大的影響。也就是說(shuō)，作為揮發(fā)份中主要成分的碳化氫分解后產(chǎn)生的氫在有局溫焦炭存在的爐下部燃燒后會(huì)變成水蒸汽，但與焦炭反應(yīng)后會(huì)分解成氨和CQ而它們對(duì)放熱反應(yīng)無(wú)影響，同時(shí)反應(yīng)所產(chǎn)生煤氣升溫則需要一定的熱量。因此，在使用揮發(fā)份高的煤的情況下，為確保爐下部有必要的熱量，認(rèn)為使用高揮發(fā)份煤的還原劑消耗量比低揮發(fā)份煤的高。根據(jù)以上觀點(diǎn)，日本定義了爐下部熱值，即爐下部熱值是指在鐵水溫度高的滴下帶區(qū)域，即1400?以上區(qū)域中含碳材料的有效熱值。如式(1)所示，爐下部熱值可以看作是從含碳材料的

7、部分燃燒熱變成的CCffi帶入的顯熱減去由含碳材料產(chǎn)生的 CO H2和灰分升溫所需的熱量而得出的熱量。QL=Q1-Q2-Q3-Q4-Q5-Q6-Q7 (1)式中，Q1:爐下部的含碳材料熱值(J/kg ) ； Q1：含碳材料的低熱值(J/kg ) ； Q2CO(g) +1/2O2 (g) =CO2 (g)的熱值(J/kg) ; Q3 H2 ( (g) +1/2O2 (g)=H2O(g)的熱值（J/kg ） ； Q4：從標(biāo)準(zhǔn)溫度至1400?的C冊(cè)溫所需白熱量（J/kg ）；Q5:從標(biāo)準(zhǔn)溫度至1400?的H2升溫所需的熱量（J/kg ） ; Q6從標(biāo)準(zhǔn)溫度至1400?的灰 分升溫所需的熱量（J/kg

8、 ） ； Q7：含碳材料帶入的顯熱（J/kg ）。根據(jù)高熱值的粉煤和爐下部熱值的關(guān)系可知，當(dāng)煤的熱值高時(shí)，爐下部的熱值 也呈增大的趨勢(shì)，有時(shí)即使煤的熱值相同，但爐下部的熱值也會(huì)不同。一般說(shuō)來(lái)， 如果煤的熱值一樣高，含氫量少的煤在爐下部的熱值會(huì)升高。這是由于在高溫焦炭存 在的條件下，如在高爐下部、風(fēng)口前燃燒的煤被立刻還原，不僅不助于放熱，而且由 含碳材料所產(chǎn)生的煤氣升溫還需吸熱所致。另外，由于煤種的不同，所產(chǎn)生的高熱值 差異在20流右。相比之下，爐下部熱值高白煤和熱值低的煤之間會(huì)產(chǎn)生1倍以上的差異，因此爐下部的熱平衡成為反應(yīng)速率的控制因素。在這種操作條件下，在爐下 部熱值高的低揮發(fā)份煤有利于減少

9、還原劑消耗量。在實(shí)際操作中，對(duì)于粉煤揮發(fā)份減少還原劑消耗量的效果進(jìn)行了考察。根據(jù)名 古屋廠1號(hào)和3號(hào)高爐中使用各種粉煤時(shí)，粉煤在爐下部的熱值和實(shí)際焦炭置換比 的關(guān)系可知，在爐下部熱值低的粉煤，焦炭的置換比也低。在以減少還原劑消耗量為 目的的操作中，最好不要使用在爐下部熱值低的粉煤。但是，為調(diào)查該現(xiàn)象是否是普遍規(guī)律，還增加了北海廠2號(hào)高爐數(shù)據(jù)，對(duì)于使用在爐下部熱值不同的粉煤時(shí)的熱平衡和物質(zhì)平衡，采用了李斯特線圖加以研究。根據(jù)爐下部的熱值和碳、氫、氧的平衡， 預(yù)測(cè)了推定還原劑消耗量和實(shí)際還原劑消耗量變化的關(guān)系。結(jié)果可知，實(shí)際還原劑消 耗量的變化幅度比根據(jù)爐下部熱值變化推定的還原劑消耗量少。在還原劑

10、消耗量降低 幅度小的情況下，推定值和實(shí)際值比較一致；但在降低幅度大的情況下，實(shí)際值和推 定值有一定偏差。也就是說(shuō)，從爐下部熱平衡來(lái)看，即使在計(jì)算還原劑消耗量下降的情況下，爐腹煤氣單耗的降低幅度也會(huì)增大，當(dāng)爐身效率沒(méi)有超過(guò)100%寸，還原就成為了無(wú)法補(bǔ)償?shù)钠胶?。在?shí)際操作結(jié)果中，在達(dá)到爐身下部熱平衡之前，還原劑消耗 量沒(méi)有下降。因此，在爐身效率還有富余的情況下，使用在爐下部熱值高的粉煤可以減 少還原劑消耗量。即在爐身效率低的情況下，如低熱流比操作時(shí)，使用在爐下部熱值 大的粉煤，既可以保持爐下部的熱平衡，又可以減少爐身部的還原氣體量，提高爐身 效率如果實(shí)現(xiàn)這種操作，就有可能減少還原劑消耗量。另外，

11、從計(jì)算上來(lái)看，即使 在實(shí)際操作中，可以認(rèn)為這是由于煤氣保存帶溫度、煤氣平衡組成、煤氣的徑向分布 和數(shù)據(jù)波動(dòng)。2從熱平衡的角度對(duì)低揮發(fā)份煤具有減少高爐還原劑消耗量的作用進(jìn)行了研究，但使用低揮發(fā)份煤時(shí)必須考慮燃燒性。另外，即使噴吹的含碳材料的平均揮發(fā)份和 爐下部熱值相同，但在僅使用揮發(fā)份相對(duì)低的半無(wú)煙煤時(shí)，必須掌握揮發(fā)份高的和揮 發(fā)份低的無(wú)煙煤混合燃燒時(shí)產(chǎn)生的差異。為此通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)研究。2.1粉煤在空間燃燒實(shí)驗(yàn)所用的裝置為豎式圓筒燃燒爐，其內(nèi)徑100mm粉煤燃燒的有效爐長(zhǎng)800mm粉煤從斜上方與采用等離子弧加熱器加熱的熱風(fēng)一起吹入爐內(nèi)。為連續(xù)測(cè)定吹入爐內(nèi)粉煤的熱分解和燃燒行為，從噴吹位置到50mm

12、i和從100mm到800mnit的實(shí)驗(yàn)裝置上每隔100mnSft設(shè)一個(gè)測(cè)定孔。實(shí)驗(yàn)方法是用升溫至1600?的氮?dú)鈱t體加熱3h后，在所規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下吹 入預(yù)熱空氣和富氧空氣，同時(shí)用噴槍噴入粉煤。測(cè)定方法是從各測(cè)定孔把W-Re熱電偶插入爐中心軸上，測(cè)定氣體溫度，同時(shí)采用放射溫度儀測(cè)定顆粒溫度。在燃 燒穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行粉塵（燃燒碎焦）取樣。2.2關(guān)于粉煤在空間的燃燒實(shí)驗(yàn)，采用了表 1所示的各種粉煤（在干燥粉碎后將粉 煤粒度調(diào)整到-100仙m。為調(diào)查特性不同煤的混合燃燒行為，根據(jù)質(zhì)量比，將 ai 煤（高揮發(fā)份煤）和B1煤（低揮發(fā)份煤）的混合比例設(shè)定在 1: 3、1: 1和3: 1 這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，再加

13、上高揮發(fā)份煤和低揮發(fā)份煤?jiǎn)为?dú)使用時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，共計(jì)5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，設(shè)定了以下所式的條件。送風(fēng)溫度：1280?、氣體總流量：105.6Nm3/h、粉煤噴吹速度：19kg/h、粉煤 濃度：175g/Nm3氧氣比：0.82、噴槍：?jiǎn)喂?A噴槍、輸送粉煤的氮?dú)猓?5.0Nm3/ho另外，為使各種標(biāo)準(zhǔn)條件下的氧氣比保持一定（0.82）,因此，根據(jù)粉煤的平 均組成對(duì)富氧率進(jìn)行了調(diào)整。關(guān)于各種測(cè)定和取樣，要在氣體條件和粉煤種類變更后保持10min以上，且在溫度和噴吹速度穩(wěn)定之后再進(jìn)行。關(guān)于溫度的測(cè)定，在距離噴槍頂端50mmt和距離噴槍頂端100mm800mm,以100mm勺間距進(jìn)行測(cè)定。其中，6

14、00mnmt是普通測(cè) 定，而200mnmt、400mmt和800mnit則根據(jù)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，采用放射溫度儀測(cè)定固體 溫度，在其它位置上，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，用熱電偶測(cè)定爐內(nèi)氣體溫度。關(guān)于粉塵的取樣，在100700mmt之間的距離中以200mmi勺間距進(jìn)行取樣，得出粉煤的燃燒效率燃燒效率，可以在簡(jiǎn)單假設(shè)噴吹前后的灰分量定的情況下，根據(jù)作為質(zhì)量變?nèi)紵?，可以在?jiǎn)單假設(shè)噴吹前后的灰分量定的情況下，根據(jù)作為質(zhì)量變化部分的可燃部分燃燒后求出。表1用于實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的粉煤的各種特性參數(shù)A1煤B1煤VM mass% 36.30 8.05灰分，mass% 4.33 10.20C, mass% 77.1 83.0H, mass

15、% 4.68 3.28O, mass% 12.70 1.99Q, MJ/kg 30.54 32.4633.1根據(jù)在揮發(fā)份高的粉煤中混合揮發(fā)份低的粉煤后，在空間燃燒實(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行 燃燒時(shí)用熱電偶測(cè)定的溫度分布可知，在 A1煤的情況下，距離噴槍前50mmi的溫 度與B1煤的溫度大致相同或略低，但其后的溫度上升速度快，在距離噴槍頂端 500mnmt,溫度會(huì)達(dá)到1700?以上。然而，在B1煤的情況 下，煤氣溫度上升緩慢，即使 最終溫度在1600?左右?；旌媳壤秊?: 1時(shí)的溫度分布值比中間值更接近 A1煤?jiǎn)为?dú) 使用時(shí)的值。取從噴槍頂端到 400800mmt的平均溫度進(jìn)行比較，結(jié)果可知這種趨 勢(shì)會(huì)變得明

16、顯一些。在A1煤的比例在50%Z上的情況下（1: 1和3: 1）,與A1煤?jiǎn)为?dú) 燃燒數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值相比，燃燒溫度趨于高溫側(cè)?？梢哉J(rèn)為這是由于 A1煤所形 成的高溫燃燒區(qū)域促進(jìn)了 B1煤燃燒的結(jié)果所致。根據(jù)在距離噴槍600mm勺位置上用放射溫度儀測(cè)定白顆粒溫度的比較可知, A1 煤在大多數(shù)情況下的混合比例為1: 1或更高，其最高溫度值在1700?左右。以1: 3這種條件為例，當(dāng)B1煤的比例變?yōu)闆Q定因素時(shí)，溫度會(huì)急劇下降。根據(jù)A1煤和B1煤混合燃燒時(shí)的平均揮發(fā)份和在距離噴槍頂端 100mmM 700mm 處取樣的碎焦平均燃燒效率的關(guān)系可知，當(dāng)平均揮發(fā)份在16犯下時(shí)，與在距離噴槍頂端部700mmi

17、的燃燒效率相比，在距離噴槍端部 100mmi的燃燒效率變得特別 低，可以認(rèn)為此處的燃燒遲緩影響了溫度分布。當(dāng)平均揮發(fā)份在22%；上時(shí)，700mmt的燃燒效率在60姒上，100mmt的燃燒遲緩就不那么明顯了?？梢哉J(rèn)為，在使用 低揮發(fā)份煤的情況下，最好混合使用高揮發(fā)份煤，由此可形成高溫燃燒區(qū)域，以確保一定的燃燒效率。3.2關(guān)于粉煤的燃燒模型已進(jìn)行了許多研究工作。例如，赫先生等人采用反應(yīng)工程 學(xué)理論對(duì)送風(fēng)、風(fēng)口內(nèi)和風(fēng)口前燃燒帶的各工藝參數(shù)進(jìn)行了解析，在此解析模型的基礎(chǔ)上和全焦操作時(shí)的情況進(jìn)行了對(duì)比。田村先生等人根據(jù)風(fēng)口回旋區(qū)燃燒爐實(shí)驗(yàn)結(jié)果和風(fēng)口前燃燒帶的數(shù)學(xué)模型解析，研究了有關(guān)粉煤噴吹量上限的問(wèn)題。

18、肖先生等人提出了考慮 粉煤和粉礦復(fù)合噴吹時(shí)風(fēng)口回旋區(qū)氣流和傳熱特性的數(shù)學(xué)模型。關(guān)于這些研究所采用的數(shù) 學(xué)模型，從其研究目的來(lái)看，都是以粉煤特性的平均值為代表，可以認(rèn)為這些模型不適合 于研究諸如揮發(fā)份有很大差別的粉煤在混合燃燒時(shí)的燃燒行為。根據(jù)研究結(jié)果可以認(rèn)為， 由于揮發(fā)份對(duì)燃燒的影響不是線性，因此采用平均值無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)幾種煤同時(shí)噴吹時(shí)的燃 燒行為。所以，為能推定幾種煤的混合燃燒行為，根據(jù)田村先生等人的粉煤燃燒模型，對(duì) 燃燒推定模型進(jìn)行了修正。具體修改了以下幾點(diǎn)：(1)田村先生等人的模型是根據(jù)微小時(shí)間 dt的基礎(chǔ)公式計(jì)算出各時(shí)間點(diǎn)上 的粉煤顆粒位置，并對(duì)該位置上顆粒溫度、反應(yīng)狀況和煤氣溫度和組成

19、等進(jìn)行了評(píng) 價(jià)。對(duì)此，假設(shè)給出微小距離 dx的基礎(chǔ)公式，對(duì)不同特性的各種顆粒進(jìn)行熱 分解速度、碎焦的粒度變化、移動(dòng)速度和燃燒率等進(jìn)行單獨(dú)求解，同時(shí)假設(shè) 保護(hù)氣氛在微小區(qū)間內(nèi)能馬上混合，就可以對(duì)幾種顆粒的燃燒行為進(jìn)行評(píng)價(jià)。(2)田村先生等人的模型是采用揮發(fā)量的一次函數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)粉煤的熱分解反應(yīng)速 度，同時(shí)采用以實(shí)驗(yàn)值為基礎(chǔ)的回歸式求出由實(shí)際揮發(fā)量的工業(yè)分析值計(jì)算 出的增加部分，然后乘以工業(yè)分析值進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)此，決定采用高溫時(shí)的熱 分解反應(yīng)和低溫時(shí)的熱分解反應(yīng)這兩種偶合反應(yīng)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于田村先 生等人的模型是根據(jù)Badzioch等人提出的針對(duì)等溫氣化過(guò)程的單階段工藝的 速度式進(jìn)行評(píng)價(jià)的，因此無(wú)法對(duì)

20、爐內(nèi)氣氛，尤其是無(wú)法對(duì)溫度對(duì)燃燒特性的 影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，評(píng)價(jià)以 Q因數(shù)為主的煤種影響所用的參數(shù)也存在著缺乏通用性的缺點(diǎn)。因此，決定采用由 Kobayashi等人提出的低溫反應(yīng)和高溫反應(yīng)的兩種耦合反應(yīng)模型，該模型考慮了爐內(nèi)氣氛溫度變化對(duì)燃燒特性的影響。對(duì)在與空間燃燒實(shí)驗(yàn)裝置相同的空穴燃燒條件下（送風(fēng)溫度：1280?、粉煤比：175g/Nm3氧氣比：0.82）,高揮發(fā)份煤（表1的A1煤）單獨(dú)噴吹時(shí)和低揮 發(fā)份煤（表1的B1煤）單獨(dú)噴吹時(shí)，及將兩者等質(zhì)量分?jǐn)?shù)混合噴吹時(shí)粉煤的燃燒特性進(jìn)行 了評(píng)價(jià)。結(jié)果可知，作為煤氣溫度極大值的燃燒焦點(diǎn)，若是高揮發(fā)份煤，則在距離噴吹 位置約150mm勺地方；若是無(wú)煙

21、煤，則是在距離噴吹位置余約 220mm勺地方?；旌先?燒后，升溫曲線比兩者的中間值更靠前，這一點(diǎn)已得到確認(rèn)。這是采用兩者的平均 組成進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果所無(wú)法得到的現(xiàn)象，即使采用數(shù)學(xué)模型也能確認(rèn)混合煤的燃燒效果。根據(jù)在混合比例變化的情況下煤氣溫度達(dá) 1700?的位置變化可知，即使在高揮發(fā)份 煤的混合比例較小的情況下，煤氣溫度到達(dá) 1700?的位置也向前移動(dòng)了。另外，實(shí)驗(yàn)值和計(jì)算值之間的溫度范圍和噴吹位置等存在著差異，這是因?yàn)樵谟?jì)算時(shí)沒(méi)有考慮放散熱的影響，并假設(shè)所有的顆粒和氣體是理想化的完全混合； 在實(shí)驗(yàn)時(shí)雖然在爐的中心軸上進(jìn)行了測(cè)溫，但這并不是整個(gè)斷面的代表性溫度所致。在本文解析中，由于是以相對(duì)變化

22、的評(píng)價(jià)為目的，因此，并沒(méi)有通過(guò)設(shè)定修正參數(shù)來(lái) 調(diào)整絕對(duì)值。3.3由于假設(shè)粉煤空間燃燒獨(dú)立，因此與實(shí)際高爐風(fēng)口前的燃燒狀況不同。為此，根據(jù)田村先生等人的模型，做了以下修正，并建立了風(fēng)口前燃燒帶的模型。在田 村先生等人的模型中，設(shè)定了燃燒帶的斷面積是不變的，而在此次的模型中則是假設(shè) 在風(fēng)口中心軸上燃燒空間會(huì)以30?廣角擴(kuò)散，并在噴吹位置為、噴吹長(zhǎng)度為 的微小 圓筒上，對(duì)伴隨粉煤的傳熱和反應(yīng)的熱量及物質(zhì)質(zhì)量的變化，從風(fēng)口前端或粉煤噴 槍頂端開(kāi)始進(jìn)行微分平衡。但是，伴隨著粉煤從風(fēng)口和風(fēng)口回旋區(qū)內(nèi)的通過(guò)和粉煤及焦炭 移動(dòng)的加速，煤氣的壓力會(huì)產(chǎn)生變化，這種變化可忽略，并假設(shè)煤氣流的線速度與斷 面積的變化成

23、正比。另外，在田村先生等人的模型中，雖然假設(shè)了粉煤的分解、揮發(fā) 份的燃燒和碎焦的燃燒反應(yīng)是一種連續(xù)反應(yīng)，但為弄清混合煤的影響，將分解前的粉 煤和分解后的碎焦混合在一起。于是，假設(shè)了不同煤種的分解和燃燒是獨(dú)立進(jìn)行的， 它們之間沒(méi)有相互作用。但是，伴隨著分解和燃燒，結(jié)果煤氣組成和溫度變化會(huì)間接地對(duì)此時(shí)的各種含碳材料的反應(yīng)產(chǎn)生影響。與田村先生等人的模型一樣，作為各種粉 煤的反應(yīng)，可以考慮以下反應(yīng)。煤？碎焦+VM(揮發(fā)份)(2)VM+O27CO2+H 2 3)碎焦+O2?CO族分 (4)碎焦+CO2?2CO+分(5)碎焦+H2O?CO+H+ (6)焦炭+O2?CO族分 (7)焦炭+CO2?2CO+分 (8)焦炭+H2O?CO+H廝 (9)(2)式的反應(yīng)速度常數(shù)采用Kobayashi等人的值。另外，假設(shè)(3)式的反應(yīng)是瞬間完成，(4)(6)式是反應(yīng)和擴(kuò)散的耦合，(7)(9)式是反應(yīng)速率控制因素，速度常數(shù)等則采用田村先生等人的模型所采用的值。對(duì)表1中的B1煤?jiǎn)为?dú)使用時(shí)及A1煤和B1煤等量混合時(shí)的煤氣組成分布和煤氣溫度分布進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算條件為，送風(fēng)溫度：1150