本文關鍵詞：流化床富氧燃燒的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：二氧化碳在溫室氣體中占據(jù)重要地位，它主要來源于化石燃料的燃燒。電站燃煤鍋爐是一個重要的CO_2排放源，減少和控制電站鍋爐在發(fā)電過程中CO_2排放對緩解溫室效應具有重要意義。流化床富氧燃燒技術對于CO_2的捕集具有重要研究價值。 目前，國內(nèi)外對流化床富氧燃燒技術的研究并不成熟，為了更好的應用這項技術，本文針對其相關特性，以一維半小室模型為基礎，運用Fortran語言編制程序，建立包含流體動力特性、燃燒特性和傳熱特性等一系列子模型的流化床富氧燃燒綜合數(shù)學模型，通過對各個小室建立氣體、固體質量平衡及能量平衡方程，模擬流化床在不同氣氛燃燒時爐內(nèi)溫度分布、各組分氣體分布及傳熱系數(shù)分布情況。 本文針對熱功率為10KW的流化床試驗臺建立了一整套的數(shù)值模型。首先在空氣和30%O_2/70%CO_2氣氛下進行流化床燃燒試驗，并將試驗結果與模擬結果進行對比，驗證了模型的可靠性與正確性。然后對比空氣和21%O_2/79%CO_2氣氛下流化床的燃燒模擬結果，模擬結果表明：兩者燃燒情況大體相似，空氣下爐內(nèi)整體溫度較高，污染物排放量也較高，當用CO_2代替N2進行燃燒時，尾部煙氣中CO_2濃度較高，容易捕捉收集，爐內(nèi)CO濃度比空氣下高出很多。最后，分別在給煤量和給風量一定的情況下，通過改變送風中O_2濃度(分別為20%O_2/80%CO_2、30%O_2/70%CO_2和40%O_2/60%CO_2)來模擬流化床在不同氣氛下的富氧燃燒。結果表明：給煤量相同時，O_2濃度越高，爐膛底部溫度越高，爐膛頂部則呈相反趨勢，傳熱系數(shù)在爐膛底部與溫度變化趨勢一致，爐膛頂部傳熱系數(shù)在30%O_2濃度下最高；給風量相同時，O_2濃度越高，爐內(nèi)溫度越高，分布更加均勻，爐內(nèi)傳熱系數(shù)分布與溫度變化趨勢基本一致。
【關鍵詞】：流化床 富氧燃燒 數(shù)值模擬 試驗臺
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TK16
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景8-10
• 1.1.1 我國能源現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢8-9
• 1.1.2 收集 CO_2的方法9-10
• 1.2 流化床富氧燃燒技術10-14
• 1.2.1 流化床燃燒模型概況11-12
• 1.2.2 流化床富氧燃燒模型12-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 流化床富氧燃燒各子過程模型16-33
• 2.1 流體動力特性子模型16-22
• 2.1.1 密相區(qū)流動模型17-19
• 2.1.2 稀相區(qū)流動模型19-22
• 2.2 煤顆粒燃燒模型22-27
• 2.2.1 揮發(fā)分的析出和燃燒22-24
• 2.2.2 焦炭顆粒的燃燒24-25
• 2.2.3 焦炭顆粒溫度計算25
• 2.2.4 SO_2的生成25-26
• 2.2.5 NO_X的生成與還原26-27
• 2.2.6 焦炭顆粒的磨損27
• 2.3 爐內(nèi)傳熱模型27-32
• 2.3.1 密相區(qū)傳熱模型27-29
• 2.3.2 稀相區(qū)傳熱模型29-32
• 2.4 分離器模型32
• 2.5 本章小結32-33
• 第3章 整體數(shù)學模型的建立33-45
• 3.1 小室模型33-35
• 3.2 小室中守恒方程的建立35-42
• 3.2.1 固相物質平衡模型35-40
• 3.2.2 氣相物質平衡40-41
• 3.2.3 小室內(nèi)能量平衡41-42
• 3.3 綜合數(shù)學模型求解42-44
• 3.3.1 求解方法42-43
• 3.3.2 求解步驟43-44
• 3.4 本章小結44-45
• 第4章 一維富氧燃燒流化床試驗臺的數(shù)值模擬45-66
• 4.1 流化床富氧燃燒系統(tǒng)45-46
• 4.1.1 試驗臺結構介紹45-46
• 4.1.2 模擬設計數(shù)據(jù)46
• 4.2 模擬結果與試驗結果的對比分析46-51
• 4.2.1 爐內(nèi)溫度沿床高的變化47
• 4.2.2 爐內(nèi)氣體沿床高的分布47-50
• 4.2.3 含碳量和傳熱系數(shù)的變化50-51
• 4.3 流化床在 21%O_2/79%CO_2與空氣氣氛下的燃燒模擬對比51-56
• 4.4 不同氧濃度下富氧燃燒特性的預測56-64
• 4.4.1 相同給煤量時爐內(nèi)燃燒特性模擬56-61
• 4.4.2 相同給風量時爐內(nèi)燃燒特性模擬61-64
• 4.5 本章小結64-66
• 結論66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果71-73
• 致謝73

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1 范銘, 邱海平;流化床內(nèi)初始氣泡頻率實驗研究[J];東南大學學報;1994年S1期

2 徐言科，于才淵，王寶和，王喜忠，，林載祁;流化床噴霧造粒裝置的最大噴液量的研究[J];大連理工大學學報;1995年02期

3 栗志，許國良，錢壬章;雙室內(nèi)循環(huán)流化床煤氣化系統(tǒng)的冷態(tài)實驗研究[J];熱能動力工程;1996年02期

4 魏小林,盛宏至,孫文超,黎軍,吳承康;流化床中高水分煤的燃燒與排放試驗研究[J];燃燒科學與技術;1997年03期

5 王振動,翟玉苓,謝多仁,李福金;8m~2豎爐用正壓流化床熱風爐的調試[J];金屬礦山;2002年03期

6 鄭宗和,李惟毅,齊錫齡;物料浸沒在吸附劑流化床中的冷凍干燥實驗[J];太陽能學報;2002年02期

7 趙先國,常杰,呂鵬梅,王鐵軍;生物質流化床富氧氣化的實驗研究[J];燃料化學學報;2005年02期

8 李永旺,趙長遂,吳新,韓松,魯端峰,沈湘林;新型流化床氣溶膠發(fā)生裝置及其特性[J];東南大學學報(自然科學版);2005年05期

9 何屏;尹承緒;張緒yN;;昭通褐煤溫和氣化的研究試驗[J];中國工程科學;2005年s1期

10 任聰靜;王靖岱;陽永榮;陳杰勛;;氣固流化床分布板死區(qū)的聲發(fā)射檢測[J];浙江大學學報(工學版);2009年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉德沛;邵云海;;脈沖—循環(huán)流化床污水處理技術[A];重點行業(yè)COD減排實用技術研討會論文集[C];2007年

2 聶偉;汪印;孫國剛;紀文峰;許光文;;連續(xù)進出料流化床的顆粒停留時間實驗研究[A];中國顆粒學會第七屆學術年會暨海峽兩岸顆粒技術研討會論文集[C];2010年

3 ;家用中水機[A];中國水污染防治技術裝備論文集（第八期）[C];2002年

4 孫鴻亮;;HL型流化床式超細粉碎氣流磨研制論證報告[A];第六屆全國顆粒制備與處理學術會議論文集[C];2000年

5 劉柏謙;張小輝;王立剛;;燃煤流化床大顆粒形貌特征和空間分布特性研究[A];中國顆粒學會第六屆學術年會暨海峽兩岸顆粒技術研討會論文集（下）[C];2008年

6 李強偉;冀海峰;黃志堯;李海青;;用于氣固流化床流型辨識的信度函數(shù)構造[A];中國儀器儀表學會第六屆青年學術會議論文集[C];2004年

7 王昶;徐敬;賈青竹;;粉粒流化床中催化劑對煤炭催化熱解產(chǎn)物的影響[A];第九屆全國化學工藝學術年會論文集[C];2005年

8 魏飛;羅國華;王W

本文編號：262773