同时,众多的研究已经表明,分解炉内煤的不完全燃烧是导致预热器系统结皮堵塞的重要原因,因此只有深入了解煤的燃烧燃尽过程,才能真正寻找到解决问题的途径。可以明确地表达出炭粒的燃尽过程中各个阶段对炭粒燃尽所需时间的贡献,显然式7**项为化学反应阻力的作用项,第二项为边界层扩散传质的阻力作用项,第三项为灰层内氧气的扩散受到的阻力作用项。因此是综合考虑了内外扩散传质以及化学反应各步骤的阻力后,炭粒燃烧时间的通用表达式。在实际燃烧反应过程中,各个阶段的阻力可能相差较大,阻力*大的阶段成为整个反应的控制环节,它的反应速度也就可以代表整个反应过程的反应速度。
下面我们来讨论按不同控制环节进行的反应燃烧时间与燃尽度的关系。当煤颗粒燃烧过程由边界层扩散传质控制,边界层气体扩散阻力大于其它阻力,即在边界层扩散传质过程控制的情况下,反应时间与燃尽时间的比值和燃尽度成直线关系。以此类推,可发现只有由边界层扩散控制的反应过程,燃烧时间与燃尽时间的比值和燃尽度成直线关系,而由其他反应控制的过程,都是曲线关系。对于化学反应控制的过程,炭粒燃烧时间与燃尽时间的比值和半径变化率成直线正比关系,其他过程无此关系。炉内气氛为自然空气,高温进样测得各煤焦重量与时间的对应关系,当燃烧产物重量变化量在时,认为实验结束。当边界层内气流近乎静止,边界层扩散速率系数按下式计算,为煤粒的原始直径,为焦粒与边界层温度的平均值,为煤粒燃烧反应机理系数,通过对种煤焦样进行实验研究,计算获得的各煤焦在燃烧过程中的燃尽动力学参数,与燃尽度的关系曲线。