煤焦颗粒燃烧过程中纳米颗粒形成的动力学研究.PDFVIP

第 22 卷 第 6 期 燃 烧 科 学 与 技 术 Vol.22 No.6 2016 年 12 月 Journal of Combustion Science and Technology Dec. 2016 DOI 10.11715/rskxjs.R201603034 煤焦颗粒燃烧过程中纳米颗粒形成的动力学研究 牛艳青，刘 兴，朱轶铭，王治宙，谭厚章，惠世恩 (西安交通大学能源与动力工程学院热能工程系，西安 710049) 摘 要 ：在煤焦颗粒本征动力学模型基础上，耦合矿物质气化- 同相成核-异相冷凝沉积模型，研究了氧气体积分数 对纳米颗粒动态生成的影响．随氧气体积分数升高，燃烧温度升高，难熔矿物质气化率升高，生成更多、更大的纳 米颗粒．燃烧过程中 1 ～2 个矿物质蒸气分子同相成核生成一个初始粒径为 5,nm 左右的纳米颗粒，随后由于异相冷 凝沉积，当煤焦颗粒燃尽时，颗粒增大到 20 ～30,nm．颗粒生长主要处于燃烧初期，随煤焦燃尽颗粒平均尺寸先增 加后下降． 关键词 ：纳米颗粒；煤焦；气化；成核；冷凝 中图分类号：TK16 文献标志码 ：A 文章编号 ：1006-8740 (2016)06-0481-05 Kinetics Study on the Formation of Nanoparticles During Coal Char Combustion Niu Yanqing ，Liu Xing ，Zhu Yiming ，Wang Zhizhou ，Tan Houzhang ，Hui Shi’en (Department of Thermal Engineering ，School of Energy and Power Engineering ， Xi’an Jiaotong University ，Xi’an 710049 ，China) Abstract ：On the basis of previous developed intrinsic kinetics model of coal char combustion ，a modified model ， which couples mineral vaporization ，homogeneous nucleation and heterogeneous condensation ，is employed to study the formation of nanoparticles under different oxygen contents．As the oxygen content increases ，both tempera- ture and the vaporization amount of refractory minerals increase ，thus generating many more and greater nanoparti- cles．During the combustion ，a couple of mineral vapor molecules nucleate and form a nanoparticle with an initial size of 5,nm．And the nanoparticle