Vol.15 No.2 高炉直吹管条件下粉煤热解前的传热分析 ·149· (3)小粒子(d5m)的升温速度在10'K/s以上，这十分有利于煤的快速热解。但 粒子直径如高于300um以上，在很小的傅立叶数（即很短的时间）内，其升温速度将降 至10以下，这显然不利于煤粒子快速升温、快速热解。 .4 10 4,=十 01 02 0.3 图2表面升温速度与粒径及傅立叶数的关系 图3相对速度对升温速度的影响 Fig.2 Relations between (dT/dr),with Fop and dp Fig.3 The effect of relative velocity on (dT/d:) 图中1、2、3分别表示u。u,m/s的值为80、50、20 (4)一些文献认为2)，煤粒子在直吹管内的升温速度为10~10K/s,这实际上只是 相当于70μ左右的粒子的表面升温速度。所以，笼统地提煤粒的升温速度，而不提粒径 及粒子表面是不完整的。 图3为热风与粒子的相对速度对升温速度的影响。由图3可知，速度差增加，则升温 速度增加，这主要是由于对流换热加强的缘故。 速度差的增加虽然可以提高升温速度，但由图可知，其增加的辐度较小，而且增加速 度差，即要降低煤粉的速度，这有可能导致结焦、回火等一系列问题，所以，在喷枪设计 时不宜一味考虑增加速度差。 从图3还可以知道，在热解以前的阶段，辐射换热是主要的传热过程，因为速度差在 粒径一定时是影响对流换热的主要因素，见(2)式，而速度差变化对整个过程的影响又 很小。 2.4.2粒子表面到达热解温度所需的时间 图4为粒子表面到达热解温度所需的时间与粒径及速度差之间的关系曲线。由图4可 知，粒子表面到达热解温度的时间随粒径的增加急剧增加，而随速度差4。一4的增加略有 下降。高炉直吹管条件下粉煤热解前 的传热分析 小 粒子 水二 户 的升 温 速 度在 以 上 ， 这 十 分有 利于 煤 的快速 热解 。 但 粒子直径 如高于 以上 ， 在很小 的傅立 叶数 即很短 的 时间 内 ， 其升温速度 将 降 至 了 以 下 ， 这 显 然 不 利于煤粒子快速升温 、 快速热解 。 心 俩 一 】 口二 二茹贷卜记乍而 义夕之 二牡 卜一州 一丫架乏十三 旷护 窝︸ 、 ︵夕一︶︺ · 爵梦芝 时 、 二二 以一－ 一 … 一 二 一 、 一一 … 、 入 一 一 尸 、 ，一州 一 匕 一 浮 少一一科一一 －尸 一宁一一一 斗’ － 、 咋 一 飞 、 心二 二。 才， 二 住 斤 。 图 表面升温速度与粒径及傅立叶数的关 系 图 相对速度对升温速度的影响 · 掬 、 咋 · 图中 、 、 分别表示 ‘ ， ， 的值为 、 、 一些 文献认 为 娜 ， 煤粒子在直吹管 内的 升温速度 为 一 护 ， 这实 际上 只是 相 当于 拼 左右的粒子 的表面 升温速度 。 所 以 ， 笼统地提煤粒 的升温速度 ， 而 不提 粒径 及粒子表 面是不 完整 的 。 图 为热风 与粒子 的相 对速度对升温速度 的影响 。 由图 可知 ， 速度差增加 ， 则 升温 速度增加 ， 这主 要是 由于 对流换热加强 的缘故 。 速度差 的增 加虽然可 以提高升温速度 ， 但 由图可 知 ， 其增 加 的辐度较小 ， 而且增 加速 度差 ， 即要 降低煤粉 的速度 ， 这有可能导致结焦 、 回火等一 系 列 问题 ， 所 以 ， 在 喷枪设计 时不宜一 味考虑增加速度差 。 从图 还可 以知道 ， 在热解 以前 的 阶段 ， 辐射换热是主要 的传热过程 ， 因为速度差在 粒径一定 时是影 响对 流换热 的主要 因素 ， 见 式 ， 而 速 度差 变 化对 整 个过程 的影 响又 很小 。 粒子表面 到达热解温度所需 的时间 图 为粒子 表 面到 达热解 温度所需 的 时 间与粒径及速度差 之 间 的关 系 曲线 。 由图 可 知 ， 粒子 表 面到 达热解 温度 的时 间随粒径 的增 加急剧 增加 ， 而 随速度差 一 的增 加 略有 下 降