Abstract
本文首先對單一粉煤在對流場中的受熱燃燒過程分為引燃,熱解揮發,及煤焦燃燒三個段階段進行模擬,並分析各階段中煤粒的燃燒行為.以氣流環境溫度1300K,速度200m/s,氧濃度0.23,煤粒直徑100um等狀況做為模擬基礎條件.在引燃階段,不同煤種的成份特性以一參數Fz來描述,藉此可得到模擬煤粒在引燃時所需的化學動力參數.在此階段,參數Fz愈大,則煤粒愈容易達到引燃條件而引燃.而煤粒的初始直徑對其引燃行為具有決定性的影響,直徑愈大的煤粒愈容易引燃.另外,煤粒引燃溫度與氣流溫度無關,然而氣流溫度愈高,煤粒引燃時間愈短.在熱解揮發階段,煤粒熱解所產生的揮發物質量的Q factor大於一,且在煙煤(bituminous)的熱解上,其熱解造成的質量損失大於煤粒初始質量的50%.至於煤焦的燃燒時間佔整個煤粒燃燒時間的大部分,且其燃燒過程可分為初期的擴散控制反應及後期的動力控制反應. 在整合三個燃燒階段的整體燃燒過程模擬上,在氣流溫度為1200~1400K 時,若氣流溫度愈高,則煤粒燃燒時間愈短,歷程中煤粒可到達的溫度愈高;若氣流速度改為150~250m/s,則此改變對煤粒燃燒的過程幾乎沒有影響;若改變煤粒直徑在70~130um間,則直徑愈大的煤粒所可到達的溫度愈高,但整體燃燒時間的差異並不大;在氣流中氧濃度由0.23增加為0.27時,煤粒所經歷的溫度愈高,燃燒時間則減短二分之一.