阴燃是一种基本的燃烧方式,是指氧气直接接触固体燃料表面发生异相氧化反应,释放热量,进行自维持的缓慢、低温（523-1173K）无焰燃烧方式。由于火焰不能存在于大颗粒（直径大于5mm）固体燃料内部或堆积状粉体物料床层内。阴燃广泛存在于固体块状可燃物（煤块,生物质燃料块,生物质挤压成型颗粒,城市固体垃圾）的燃烧过程和一些仓储燃料（各种粉状可燃物）的火灾过程中。研究阴燃过程机理,无论对于固体燃料的应用,还是火灾的预防,都具有重要意义。阴燃过程机理包括化学机理和物理机理。阴燃过程的化学机理包括热解、氧化降解、碳氧化等化学反应特性,过去三十年在这方面有大量的文献。与之相比,阴燃过程物理机理的研究较少。本研究侧重阴燃过程物理机理的研究,为减少化学特性的影响,选用炭粉为对象进行研究。首先,建立炭粉一维向下阴燃的理论模型,确定了影响阴燃过程的物理因素主要有:环境温度、阴燃炉壁保温层保温效果、点火温度和点火位置、燃料的堆积密度、床层收缩率、导热系数、空隙率、固体发射率、炭和灰的比热容等等。应用阴燃过程计算程序,得出常见范围内,床层收缩率、炭堆积密度、燃料床孔隙尺寸、氧气在多孔灰层中的扩散率对阴燃传播速度、床层内部温度和阴燃持续时间影响显著;而初始条件、环境条件及燃料和灰的比热容、导热系数等物性参数的影响可忽略不计。在此基础上,设计了炭粉阴燃实验台。该实验台主要包括阴燃炉,电控系统和数据采集系统三部分,能对炭粉的阴燃特性进行研究。确定实验因素为含碳量和粒径大小,选取了不同粒径的热解炭和木炭粉的进行实验。实验结果表明:1)在燃料床层炭粉的阴燃过程中,既没有因剧烈燃烧而出现火焰,也没有因燃烧不能自维持而熄灭;床层中的温度变化可以明显地区分为加热、燃烧和保温三个过程;炭粉阴燃过程比秸秆阴燃过程有更好的可重复性。2)阴燃床层中的最高温度随着炭粉粒径增大而降低,随着含碳量的增加而增高。3)阴燃燃烧时间随炭粉粒径的增大而变短,随含碳量的增加而变长;4)与其他实验物料的阴燃过程相比,尾气中的CO含量明显升高,在阴燃前期的较长时间内CO与CO₂含量之比大于1。这些研究为炭粉阴燃的深入研究提供了参考。