中文摘要：

煤粉燃烧有两个重要阶段气化和煤焦燃烧。煤粉气化对整个煤粉燃烧过程有很大影响，其中之一就是挥发份析出对煤焦颗粒内孔隙结构的影响。煤焦燃烧时，煤焦颗粒内的孔隙对燃烧有非常重要的影响。近期的研究中发现，煤焦燃烧速率的动力学参数与分形几何参数相关，可以建立一个包含孔隙分形几何特征的燃烧模型预测煤焦燃烧。煤粉的孔隙与煤焦的孔隙结构并不一定相同。令人非常感兴趣的问题是如何从煤粉的孔隙预测气化后煤焦的孔隙。煤粉和煤焦颗粒内孔隙结构都具有分形特性。在煤粉气化过程中，颗粒孔隙的演变过程应该具有非线性特征。本项目是研究煤粉气化过程中孔隙演变的分形特性和混沌动力学特性变化的规律，进而建立预测煤焦孔隙的模型。这项研究可以使人们认识煤粉颗粒孔隙变化为煤焦颗粒孔隙时的物理规律。如能做到从煤粉颗粒孔隙预测出煤焦颗粒孔隙，就可以建立包含孔隙分形特征的煤粉燃烧模型，更好的预测煤燃烧行为。

结论摘要：

煤粉和煤焦颗粒内孔隙结构具有分形特征。在煤粉气化的过程中，颗粒孔隙的演变具有非线性特征，并且煤焦的燃烧速率与孔隙的分形几何参数有关。如果能够预测气化过程中煤焦孔隙结构的变化，就可以通过煤粉颗粒孔隙结构预测煤焦燃烧速率。本课题实验研究了煤粉气化过程中煤焦孔隙结构非线性变化规律，掌握了气化过程中孔隙演变的分形特征及对煤焦燃烧的影响规律。以往的煤粉气化模型基本不包含颗粒孔隙等物理因素。本课题将煤粉颗粒孔隙结构等物理因素与化学过程相结合，建立了新的煤粉气化模型。这个模型可以预测气化中煤粉颗粒膨胀、孔隙结构变化、挥发份释放等过程，其结果与实验结果基本吻合。