本文關(guān)鍵詞：重油oxy-fuel燃燒方式下燃燒特性的試驗(yàn)研究

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【摘要】：oxy-fuel燃燒技術(shù)作為CO2的捕集方式之一,自提出以來(lái)一直受到學(xué)者的大量關(guān)注,具有較高的C02捕集效率和較好的節(jié)能減排技術(shù)優(yōu)勢(shì)。重油oxy-fuel燃燒技術(shù)可應(yīng)用于油田注汽鍋爐,捕集C02的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)重油和C02的資源化利用,并減少重油燃燒污染物的排放。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于關(guān)于重油oxy-fuel燃燒的研究較少,火焰特性、溫度特性和污染物排放特性的研究以及最佳燃燒工況的選取具有重要的實(shí)際意義。oxy-fuel燃燒方式與空氣燃燒最大的區(qū)別在于燃燒氣氛及氧濃度的改變,本文中將過(guò)量空氣系數(shù)改稱過(guò)量氧氣系數(shù),氧濃度的升高將引起供氣量的減少。供氣量過(guò)小,射流速度不足,燃燒火焰穩(wěn)定性差,有回火的風(fēng)險(xiǎn)。提高供氣量就需要提高過(guò)量氧氣系數(shù),這意味著更高的制氧成本。通過(guò)觀察火焰和尾部煙氣情況選取各個(gè)氧濃度工況下的最低過(guò)量氧氣系數(shù),并計(jì)算各個(gè)工況下的煙氣量、煙氣成分濃度及煙氣平均比定壓熱容。選擇及計(jì)算結(jié)果表明隨著燃燒氧濃度的升高最低過(guò)量氧氣系數(shù)增大,而供氣量卻是減少的,相應(yīng)煙氣量也減少。氧濃度在27%～35%時(shí),干煙氣中C02濃度理論上可以達(dá)到90%以上,過(guò)量氧氣系數(shù)的增大使得煙氣中剩余的氧含量提高。oxy-fuel燃燒方式中煙氣平均比定壓熱容比空氣燃燒時(shí)大,隨著溫度的升高而增大。在最低過(guò)量氧氣系數(shù)下進(jìn)行重油oxy-fuel燃燒火焰特性、溫度特性及污染物排放特性試驗(yàn)研究。在氧濃度為27%～29%時(shí)火焰形態(tài)及溫度場(chǎng)分布與空氣燃燒時(shí)最為相似,隨著氧濃度的升高,火焰顏色由橙黃色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S白色,火焰區(qū)域溫度水平升高,且高溫部分越來(lái)越靠近燃燒器出口處。由于N2和CO2物理性質(zhì)的差異,oxy-fuel燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣刃?相同氧濃度下oxy-fuel燃燒整體溫度水平低于02／N2氣氛燃燒。污染物排放特性的研究表明,在高濃度C02氣氛下,CO的停留時(shí)間變長(zhǎng),NO在核心反應(yīng)區(qū)的生成受到抑制,隨著氧濃度的升高,燃燒反應(yīng)速率增加,CO的停留時(shí)間縮短,而NO最高濃度值增大,煙氣量的減少使?fàn)t膛內(nèi)NO整體濃度水平上升,但是尾部煙氣NO的排放體積量不受氧濃度變化的影響。重油和柴油試驗(yàn)對(duì)比表明,兩者溫度場(chǎng)形態(tài)分布大致相同,但是相同氧濃度及下重油的燃燒速度比柴油的燃燒速度慢,火焰區(qū)域的溫度水平表現(xiàn)為柴油高于重油,且核心反應(yīng)區(qū)的溫度變化更為劇烈。重油試驗(yàn)中尾部煙氣NO的排放量高于空氣燃燒,而在柴油試驗(yàn)中尾部煙氣NO的排放量為空氣燃燒時(shí)的一半,兩種燃料的試驗(yàn)結(jié)果相反,初步認(rèn)為燃料性質(zhì)對(duì)燃料型NO的生成有重要影響。氧濃度范圍為27%～31%適用于油田注汽鍋爐,采用oxy-fuel燃燒技術(shù)捕集CO2進(jìn)行驅(qū)油提高原油采收率經(jīng)濟(jì)性受原油價(jià)格影響較大,在如今國(guó)際原油價(jià)格持續(xù)走低,國(guó)內(nèi)采油成本不斷升高的情況下需要慎重考慮。
【關(guān)鍵詞】：oxy-fuel燃燒 重油 過(guò)量氧氣系數(shù) 燃燒特性
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK16
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 課題背景及意義12-14
• 1.2 oxy-fuel燃燒技術(shù)14-19
• 1.2.1 技術(shù)原理14
• 1.2.2 技術(shù)特點(diǎn)14-16
• 1.2.3 研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 重油應(yīng)用現(xiàn)狀19-21
• 1.3.1 重油分類19
• 1.3.2 重油燃燒的難點(diǎn)19-20
• 1.3.3 重油燃燒技術(shù)改進(jìn)措施20-21
• 1.4 本文研究目的及內(nèi)容21-24
• 第2章 重油oxy-fuel燃燒機(jī)理24-34
• 2.1 油燃料燃燒原理24-27
• 2.2 燃燒化學(xué)反應(yīng)速率27-29
• 2.3 火焰?zhèn)鞑ヅc穩(wěn)定理論29-30
• 2.4 火焰熱輻射30-31
• 2.5 NO_x反應(yīng)機(jī)理31-34
• 第3章 試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)工況的選擇34-48
• 3.1 試驗(yàn)系統(tǒng)34-40
• 3.1.1 供氣系統(tǒng)35
• 3.1.2 燃燒系統(tǒng)35-37
• 3.1.3 測(cè)量裝置37-40
• 3.2 元素分析40-41
• 3.2.1 理論需氧量計(jì)算40-41
• 3.2.2 發(fā)熱量計(jì)算41
• 3.3 過(guò)量氧氣系數(shù)的選取41-43
• 3.3.1 選擇依據(jù)41-42
• 3.3.2 選擇結(jié)果42-43
• 3.4 燃燒煙氣量的計(jì)算43-46
• 3.4.1 理論煙氣量計(jì)算43-45
• 3.4.2 煙氣平均比定壓熱容計(jì)算45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第4章 重油oxy-fuel燃燒特性研究48-66
• 4.1 測(cè)量范圍及測(cè)量點(diǎn)的布置48-49
• 4.2 燃燒火焰特性研究49-51
• 4.3 燃燒溫度特性研究51-58
• 4.3.1 氧氣濃度對(duì)燃燒溫度的影響54
• 4.3.2 惰性組分對(duì)燃燒溫度的影響54-57
• 4.3.3 燃料種類對(duì)燃燒溫度的影響57-58
• 4.4 污染物排放特性研究58-65
• 4.4.1 CO組分場(chǎng)分析58-60
• 4.4.2 NO組分場(chǎng)分析60-63
• 4.4.3 尾部煙氣污染物排放情況63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第5章 油田注汽鍋爐技術(shù)應(yīng)用分析66-72
• 5.1 最佳燃燒工況選取66-67
• 5.2 CO_2驅(qū)油經(jīng)濟(jì)分析67-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第6章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 不足與展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 致謝80-81
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表81

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 何郁晟;重油oxy-fuel燃燒方式下燃燒特性的試驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：767447