近年來我國為治理霧霾天氣,燃煤工業(yè)鍋爐改燒生物質(zhì)成型燃料的方式越來越普遍。但我國現(xiàn)有生物質(zhì)層燃鍋爐仍然沿用傳統(tǒng)燃煤鏈條鍋爐的爐拱設(shè)計理念,使得運行中出現(xiàn)NO_x和CO排放高等問題。因此針對我國現(xiàn)有的生物質(zhì)層燃鍋爐結(jié)構(gòu)特點,提出適宜的改進技術(shù),具有迫切的現(xiàn)實意義。本文系統(tǒng)梳理了現(xiàn)有的生物質(zhì)層燃和NO_x生成及控制理論,并總結(jié)分析了國外先進的爐型設(shè)計理念。針對具有大顆粒特征的生物質(zhì)成型燃料,分別在TA熱重分析儀和大顆粒熱重實驗臺上進行熱解實驗,得出顆粒形態(tài)對傳熱過程和二次反應有顯著影響,相應的熱解動力學參數(shù)應在大顆粒熱重實驗臺上獲得;分別在管式爐實驗臺和固定床實驗臺上,進行生物質(zhì)焦炭氧化過程中NO的轉(zhuǎn)化和焦炭異相還原外部NO的實驗研究,得出了反應溫度和燃料種類對焦炭N生成NO轉(zhuǎn)化率影響的變化規(guī)律,并獲得了異相還原NO動力學參數(shù);采用單元體爐實驗臺,在不同風量、床層厚度等工況下對層燃過程中NO的生成和轉(zhuǎn)化規(guī)律進行了實驗研究,得出了焦炭還原層厚度變化對異相還原NO的影響規(guī)律。根據(jù)生物質(zhì)成型燃料的層燃特點,結(jié)合大顆粒燃料的熱解和焦炭還原NO的實驗結(jié)果,建立了生物質(zhì)成型燃料層燃及NO_x模型,并和... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 典型生物質(zhì)及成型顆粒燃料概況
    1.3 國內(nèi)外生物質(zhì)層燃鍋爐現(xiàn)狀
    1.4 生物質(zhì)層燃燃燒特性研究現(xiàn)狀
    1.5 生物質(zhì)燃料氮遷移轉(zhuǎn)化研究現(xiàn)狀
        1.5.1 熱解過程中燃料N的析出
x前驅(qū)物的均相轉(zhuǎn)化">        1.5.2 NO_x前驅(qū)物的均相轉(zhuǎn)化
        1.5.3 焦炭N的異相轉(zhuǎn)化
x的均相控制原理">        1.5.4 生物質(zhì)層燃過程中NO_x的均相控制原理
    1.6 生物質(zhì)和煤炭層燃數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀
    1.7 本文研究內(nèi)容
第二章 生物質(zhì)成型燃料熱解特性實驗研究
    2.1 前言
    2.2 TA熱重實驗研究
        2.2.1 實驗原料和儀器
        2.2.2 不同升溫速率的影響
        2.2.3 不同試樣質(zhì)量的影響
        2.2.4 不同燃料種類的影響
    2.3 大顆粒熱重實驗研究
        2.3.1 實驗儀器和方法
        2.3.2 大顆粒熱重實驗數(shù)據(jù)分析
    2.4 反應動力學參數(shù)計算
    2.5 本章小結(jié)
第三章 生物質(zhì)焦炭異相反應過程中NO轉(zhuǎn)化規(guī)律的實驗研究
    3.1 前言
    3.2 焦炭氧化過程中NO轉(zhuǎn)化特性的實驗研究
        3.2.1 實驗原料及實驗方法
        3.2.2 熱解溫度對焦炭N比例的影響
        3.2.3 焦炭程序升溫氧化時NO生成特性
        3.2.4 溫度對焦炭氧化生成NO的影響
        3.2.5 生物質(zhì)焦炭N氧化生成NO的數(shù)學模型建立
    3.3 焦炭異相還原外部NO的實驗研究
        3.3.1 實驗原料及實驗方法
        3.3.2 生物質(zhì)焦炭異相還原外部NO的規(guī)律分析和動力學參數(shù)求解
    3.4 本章小結(jié)
第四章 層燃過程中NO生成規(guī)律的實驗研究
    4.1 前言
    4.2 實驗方法
    4.3 典型工況下床層NO生成特性的實驗分析
    4.4 不同床層厚度對比
    4.5 不同風量對比
    4.6 本章小結(jié)
第五章 生物質(zhì)成型燃料層燃模型的建立
    5.1 前言
    5.2 物理化學過程模型
        5.2.1 干燥過程
        5.2.2 揮發(fā)分析出與燃燒
        5.2.3 焦炭燃燒與氣化
        5.2.4 生物質(zhì)焦炭氧化生成NO及還原NO數(shù)學模型
    5.3 床層模型
        5.3.1 氣相控制方程
        5.3.2 固相控制方程
    5.4 數(shù)值方法
    5.5 模型驗證
    5.6 本章小結(jié)
第六章 生物質(zhì)層燃鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬分析及改進
    6.1 前言
    6.2 敞開式爐膛層燃鍋爐的數(shù)值模擬分析
    6.3 爐膛結(jié)構(gòu)改進及數(shù)值模擬分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)和展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的學術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J]. 詹慧龍,嚴昌宇,楊照.  中國農(nóng)學通報. 2010(23)
[2]秸稈生物質(zhì)能源的應用現(xiàn)狀與前景[J]. 婁玥蕓,張惠芳.  化學與生物工程. 2010(09)
[3]纖維素乙醇的技術(shù)開發(fā)與發(fā)展前景[J]. 鄭文.  精細化工原料及中間體. 2008(05)

博士論文
[1]大顆粒煤燃料氮遷移特性的實驗研究與層燃NO_x數(shù)值模擬[D]. 杜海亮.上海交通大學 2017
[2]焦炭燃燒過程中氮轉(zhuǎn)化機理與低NOx燃燒技術(shù)的開發(fā)[D]. 張秀霞.浙江大學 2012
[3]高溫條件下焦炭反應特性實驗研究及層燃數(shù)值模擬[D]. 林鵬云.上海交通大學 2011
[4]燃煤鏈條鍋爐燃燒的數(shù)值建模及配風與爐拱的優(yōu)化設(shè)計[D]. 季俊杰.上海交通大學 2008

碩士論文
[1]生物質(zhì)熱解實驗及動力學研究[D]. 劉輝.長沙理工大學 2008
[2]生物質(zhì)熱解機制和反應動力學研究[D]. 林木森.中國林業(yè)科學研究院 2007



本文編號：2921790