Thermodynamic and Chemical Analysis of Water-Coal Fuel Ignition and Combustion in Adiabatic Combustion Chamber

В статье приводятся результаты совершенствования физико-химической модели процессов воспламенения и горения водоугольного топлива с учетом зольности и выхода летучих веществ твердой фазы. При этом за основу принята модель воспламенения и горения распыленного водоугольного топлива в виде двух систем: капель и чистых угольных частиц. В результате проведенного анализа установлено влияние зольности водоугольного топлива на выход горючих газов и содержание водяного пара в атмосфере топки. На основании сравнения коэффициентов диффузии газов и рассчитанных значений констант равновесия реакции в зоне горения сделан вывод о ведущей роли реакции окисления углерода водяным паром в вихревой адиабатической топке. Выполненные численные расчеты показали, что процесс горения указанных выше неоднородных систем (капель и частиц) в адиабатической топке в течение короткого времени становится идентичным. При этом установлены концентрации летучих веществ, кислорода (О2) и диоксида углерода (СО2) в различных сечениях топкиThe article presents results of improvement of physicochemical model of coal-water fuel ignition and combustion processes, taking into account ash content and release of volatile substances of solid phase. In this case, model of ignition and combustion of two systems of atomized coal-water fuel: drops and pure coal particles is taken as a basis. As a result of the analysis, the influence of ash content of coal-water fuel on output of combustible gases and content of water vapor in furnace atmosphere was established. Based on comparison of the diffusion coefficients of gases and the calculated values of equilibrium constants of reaction in combustion zone, conclusion has been of the leading role of water vapor oxidation of carbon in vortex adiabatic furnace. Performed numerical calculations have shown that combustion process of the above inhomogeneous systems (droplets and particles) in an adiabatic furnace within a short time becomes identical. Concentrations of volatile substances, oxygen (O2) and carbon dioxide (CO2) in various sections of the furnace have been establishe