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摘要
煤炭地下气化技术将地下煤层以天然气形式开采出来，是一种清洁、高效的能源利用方式。点火是开启气化反应的第一步，对化学点火过程中燃料着火与燃烧特性的分析将有助于高效气化。该文选取正庚烷为点火燃料，采用离散相模型模拟庚烷雾化过程，建立庚烷液滴与氧气共流燃烧模型，探究了庚烷着火温度及燃烧火焰特性，并对影响初始点火过程的关键因素进行分析。结果表明：随压力升高庚烷着火温度越低，10MPa下达到670K。液滴粒径在0.1～0.4mm范围内时着火温度随粒径减小而小幅上升。提高氧化剂中氧气浓度可显著提高火焰温度，但会导致火焰长度变短；为避免煤的熔融问题，氧气浓度控制在20%～30%附近较为合适，对壁面最高温度在1200～1530K内。贫氧燃烧时火焰温度较低，但过量空气系数处于0.6～0.8时，对壁面的加热温度及加热长度均高于富氧燃烧，在点火过程中能更高效利用燃料。研究内容可为煤炭地下气化点火过程燃料及氧化剂参数控制提供指导。
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单位华中科技大学; 煤燃烧国家重点实验室
