燃煤初期"碳烟-矿物质"相互作用对超细颗粒物演化的影响研究

煤粉燃烧初期阶段碳烟与矿物质的相互作用对超细颗粒物演化的影响亟待阐明.本文基于颗粒群平衡模型,实现了碳烟"生成-氧化"及Na2O-SiO2体系"热解-核化-聚并"机理的模型耦合,研究了低阶煤准东煤燃烧初期超细颗粒物的演化特性.耦合模型预测的超细颗粒物粒径分布与实验测量数据吻合较好.结果 表明,在1200 K和1500 K下,准东煤燃烧过程中碳烟单体、Na2O单体和SiO2单体的生成均具有十分相近的时间尺度(0.01～0.03 s).因此,燃烧初期碳烟和矿物质的相互作用(主要是碰撞聚并过程)对超细颗粒物的粒径分布具有显著影响.而当停留时间超过0.1 s,碳烟占比达峰后大量氧化,导致碳质组分在超细颗粒物中的占比不断下降(低于13％),此后超细颗粒物粒径分布的演化则由矿物质组分来决定.