煤粉濃度和著火方式的關(guān)系

煤粉著火方式，這是一個(gè)長(zhǎng)期研究和討論的焦點(diǎn)問(wèn)題。目前，人們普遍接受的煤粉著火方式有三種理論。一是均相著火理論，認(rèn)為煤的著火首先是在氣相中發(fā)生的;二是非均相著火理論或稱多相著火理論，認(rèn)為煤的著火是從煤的表面開(kāi)始的;三是聯(lián)合著火理論，認(rèn)為煤的著火是在氣相和固相中相繼發(fā)生的。煤粉設(shè)備有很多種，比如我們所熟知的煤粉機(jī)就是其中比較重要的一種。這三種著火理論都是在特定條件下歸納出來(lái)的，視具體條件給予理論解釋。這些具體條件包括煤粉氣流中顆粒與顆粒的濃度效應(yīng)，顆粒與氣相之間的相互作用，氣體動(dòng)力特性，傳熱體質(zhì)過(guò)程，煤粉的動(dòng)力特性等等。這里重點(diǎn)討論煤粉濃度和著火方式的關(guān)系。

用試驗(yàn)研究煤粉氣流著火方式時(shí)要解決兩個(gè)前提性的關(guān)鍵問(wèn)題：著火點(diǎn)的判斷和著火方式的判別。

著火方式的判別是極其困難的。在單顆粒狀態(tài)試驗(yàn)中，一般都通過(guò)特殊方法如激光全息陰影照相H3和高速攝影[25~273等進(jìn)行觀察。而煤粉氣流的著火方式是難以用直觀的方法進(jìn)行觀察的。Howard和Essenhigh r28]通過(guò)分析著火過(guò)程中煤焦揮發(fā)分和固定碳含量的變化，確定了多相著火的存在。煤粉燃燒有兩種極限情況，一種是顆粒析出的揮發(fā)分阻礙氧氣到達(dá)顆粒表面，燃燒只是氣相中揮發(fā)分的氧化反應(yīng)，從而煤焦中V/FC的比值直線下降，這種情況類似于純熱解，圖中直線A和B分別對(duì)應(yīng)于揮發(fā)分為40%的煙煤Q因子(實(shí)際析出揮發(fā)分和工業(yè)分析揮發(fā)分量的比值)為1和2的情況。另一種情況是只有多相燃燒存在，揮發(fā)分和固定碳同時(shí)以多相反應(yīng)的方式消耗掉，VIFC保持不變(直線c)。實(shí)際燃燒過(guò)程按曲線D進(jìn)行，開(kāi)始煤粉失去水分和少量熱解，曲線下降，與直線A重疊，隨后固定碳和揮發(fā)分同時(shí)以多相燃燒的形式消耗，V/FC幾乎不變，與曲線C平行，且著火也在此發(fā)生。此后由于顆粒表面氧氣耗盡，熱解和均相燃燒又出現(xiàn)，曲線又和直線A平行。末了由于均相燃燒減慢，氧又可到達(dá)顆粒表面發(fā)生多相燃燒，直到燃荊

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