1.气泡相内的气体质量平衡方程

在气泡相中第i组分气体的质量平衡方程为：

式（4.141）中，右侧第一项为气泡相和气泡云相之间i组分气体由浓度差引起的质量交换项，第二项是由于气体上升过程中气泡相中气体流量变化引起的气泡与气泡云之间的i组分气体的质量交换，其中λ1和λ2的取值如下：

第三项是气泡相中i组分气体的反应项，包括燃烧阶段和气化阶段的生成项和消耗项。消耗时，符号取正号；生成时，符号取负号。具体内容见表4.6和表4.7。

表4.6　燃烧阶段气泡相中各种气体组分的产生和消耗

表4.7　气化阶段气泡相中各种气体组分的产生和消耗

2.气泡云内的气体质量平衡方程

在气泡云相中第i组分气体的质量平衡方程为：

式（4.142）中，右侧第一项为气泡相和气泡云相之间i组分气体的质量交换项；第二项为气泡云相和乳化相之间i组分气体的质量交换项；第三项是由于气体上升过程中气泡相中气体流量变化引起的气泡与气泡云之间的i组分的气体交换，其中λ1和λ2的取值同上；第四项为气泡上升过程中乳化相中气体流量变化引起的气泡云与乳化相之间第i组分气体质量交换量，其中λ3和λ4的取值如下：

第五项是气泡云中i组分气体的反应项，包括燃烧阶段和气化阶段的生成项和消耗项，具体内容见表4.8和表4.9。

表4.8　燃烧阶段气泡云相中各种气体组分的产生和消耗

3.乳化相内的气体质量平衡方程

在乳化相中第i组分气体的质量平衡方程为：(www.daowen.com)

式（4.143）中各项的意义前文都已介绍，其气体的反应项与气泡云中的反应项相同。

表4.9　气化阶段气泡云相中各种气体组分的产生和消耗

下面给出求解该方程组的边界条件和初始条件：

在炉底，z＝0处：燃烧阶段，其助燃介质为空气：

式（4.144）中，Tair为进入炉膛内的空气温度；Tk为炉内温度。

其他各气体组分浓度Cb，i＝Cc，i＝Ce，i＝0。

在气化阶段，首先发生煤气化，其气化介质为水蒸气：

式（4.145）中，Tsteam为进入炉内的水蒸气温度。

其他各气体组分浓度Cb，i＝Cc，i＝Ce，i＝0。

在煤气化与生物质气化的交界面，z＝Hden，coal处：

式（4.146）中，Hden，coal为密相区中煤气化区的高度；CVOL，bio，i为第i种生物质热解气的摩尔浓度。

在密相区，0≤z＜Hden，coal；Hden，coal＜z≤Hden：

式（4.147）中，Hden为密相区的总高度。