基于反应位点的焦炭反应动力学模型研究

作     者：袁野 高洪培 时正海 孙献斌 肖平 李水清 YUAN Ye;GAO Hongpei;SHI Zhenghai;SUN Xianbin;XIAO Ping;LI Shuiqing

作者机构：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司煤基清洁能源国家重点实验室北京市昌平区102209 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京市海淀区100084 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2018年第38卷第9期

页      面：2672-2678页

核心收录：

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司技术开发基金项目“生物质燃料(固废)掺烧技术及应用”(项目编号:TB-16-CERI01)支持资助 

主　　题：焦炭燃尽 反应位点 动力学模型 燃尽时间 物性参数变化规律 

摘      要：针对焦炭燃烧过程,提出了一种基于反应位点的焦炭反应动力学模型。焦炭燃烧过程中,反应位点失活、比表面积覆盖以及无机组分的催化作用会导致整体反应速率下降。模型利用表面反应位点数目的变化来表征焦炭燃烧后期反应活性的衰减。研究了不同温度下,焦炭燃烧过程中颗粒温度,焦炭燃尽时间以及其对应的燃烧模式的变化规律。比较了反应位点衰减抑制模型的加入,对焦炭燃尽时间和物性参数变化规律的影响。结果表明：1200、1500和1800K这3种环境温度下焦炭颗粒最终稳定的温度分别为1600、2100和2300K;1200K和1800K下焦炭颗粒燃烧过程分别由化学反应和扩散控制,而1500K下,燃烧模式介于两者之间。抑制模型的加入,延长了焦炭燃尽时间,并且减缓了粒径（Dp）、表观密度（ρp）及比表面积（Sp）的变化速度。