基于简单碰撞理论煤粉燃烧动力学模型的研究——PART Ⅲ:氧气可达比表面积

摘要

根据不同温度下氧分子平均自由程的大小,比较了小孔、中孔和大孔中三种扩散速率与煤焦表面燃烧速度的大小。研究表明: 2000 K以内,颗粒表面分子扩散速率比氧化反应速率大1个数量级以上,过度扩散速率不小于氧化速率。温度小于1200 K时,燃烧速率比Knudsen扩散速率小1-5个数量级,扩散孔径小于15-28 nm,反应主要在内外表面进行;1200-1600 K时,燃烧速率与Knudsen扩散速率相当,扩散临界孔径28-38 nm,反应在外表面及浅层内表面进行;温度1600 K以上时, Knudsen扩散速率比燃烧速率小1个数量级,孔径38-50 nm以下内表面上碳的氧化速度受扩散控制。煤焦的氧化主要发生在Knudsen扩散临界孔径10-50 nm以上的氧气可达表面上。