溫室效應(yīng)日益嚴重,CO₂的減排已成為緩解全球變暖的必然。零排放燃燒技術(shù)是實現(xiàn)化石燃料高效率低排放利用的最有效手段之一。課題組提出的煤基燃料-氧-水蒸氣燃燒的近零排放發(fā)電系統(tǒng)（OCCSS）,其原理是將原煤氣化或脫灰分別獲得合成氣或超凈煤,處理后的清潔燃料在燃燒室內(nèi)與純氧進行燃燒,利用水蒸氣調(diào)節(jié)火焰溫度,產(chǎn)生高溫高壓的煙氣直接推動先進透平做功,通過簡單冷凝煙氣,獲得高濃度CO₂,實現(xiàn)低成本碳捕集。OCCSS系統(tǒng)的應(yīng)用,有望同時實現(xiàn)煤高效率利用及發(fā)電過程污染零排放。OCCSS系統(tǒng)的燃燒環(huán)境具有高溫、高壓、高氧、高水蒸氣濃度特點,針對該燃燒環(huán)境,本文研究了O₂/H₂O氣氛下CO/H2層流同軸射流擴散火焰結(jié)構(gòu)。實驗方面,設(shè)計了同軸射流燃燒器,改造了火焰特性試驗臺,實現(xiàn)了O₂/H₂O條件下合成氣的穩(wěn)定燃燒。利用CCD/ICCD拍攝火焰亮度/OH*信號,用以分析火焰形狀;利用B型熱電偶測量火焰中心軸線溫度分布;借助數(shù)碼相機記錄了不同燃燒條件下的火焰形態(tài)。數(shù)值計算方面,優(yōu)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 CO_2近零排放發(fā)電系統(tǒng)簡介
    1.3 OCCSS零排放發(fā)電技術(shù)
    1.4 合成氣燃燒研究現(xiàn)狀
        1.4.1 合成氣成分
        1.4.2 合成氣燃燒研究熱點
    1.5 同軸射流擴散火焰研究現(xiàn)狀
        1.5.1 擴散火焰燃燒形式
        1.5.2 同軸射流擴散火焰實驗測量研究現(xiàn)狀
        1.5.3 同軸射流擴散火焰數(shù)值計算研究現(xiàn)狀
        1.5.4 預熱作用對同軸射流擴散火焰的影響
        1.5.5 層流同軸射流擴散火焰的研究現(xiàn)狀分析
    1.6 層流同軸射流火焰結(jié)構(gòu)
    1.7 本文的課題來源和主要研究內(nèi)容
第2章 實驗測量系統(tǒng)及數(shù)值計算方法
    2.1 引言
    2.2 高溫同軸射流火焰特性實驗系統(tǒng)
        2.2.1 實驗臺配氣系統(tǒng)
        2.2.2 水蒸氣發(fā)生裝置
        2.2.3 高溫同軸射流燃燒器設(shè)計
        2.2.4 實驗系統(tǒng)預熱溫度調(diào)控
        2.2.5 火焰溫度測量
        2.2.6 火焰光學測量方法
    2.3 數(shù)值計算方法介紹
        2.3.1 一維預混火焰模擬
        2.3.2 一維擴散火焰模擬
        2.3.3 二維層流同軸射流擴散火焰模擬
    2.4 工況設(shè)定
        2.4.1 O_2/H_2O和空氣氣氛下合成氣一維擴散火焰對比分析
        2.4.2 合成氣層流同軸射流火焰工況設(shè)定
    2.5 本章小結(jié)
第3章 層流同軸射流火焰建模方法分析
    3.1 引言
    3.2 火焰模型對CH_4層流同軸射流擴散火焰計算的影響
        3.2.1 預熱作用對CH_4層流同軸射流擴散火焰的影響
        3.2.2 燃燒器結(jié)構(gòu)對CH_4層流同軸射流擴散火焰的影響
    3.3 合成氣和甲烷燃燒特性對比分析
        3.3.1 添加合成氣對CH_4一維層流火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊?br>        3.3.2 合成氣與CH_4層流同軸射流擴散火焰特性對比
    3.4 火焰模型對CO/H_2層流同軸射流擴散火焰計算的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 合成氣成分對O_2/H_2O條件下CO/H_2層流同軸射流火焰的影響
    4.1 引言
    4.2 不同CO/H_2比時層流同軸射流擴散火焰外觀形態(tài)
    4.3 不同CO/H_2比時層流同軸射流擴散火焰附著特性研究
    4.4 不同CO/H_2比時層流同軸射流擴散火焰OH生成特性研究
        4.4.1 O_2/H_2O條件下CO/H_2層流同軸射流擴散火焰OH分布
        4.4.2 不同CO/H_2比時H_2O對合成氣火焰OH生成的影響
    4.5 不同CO/H_2比時層流同軸射流擴散火焰氧化路徑分析
        4.5.1 O_2/H_2O條件下CO/H_2層流同軸射流擴散火焰結(jié)構(gòu)
        4.5.2 O_2/H_2O條件下CO/H_2層流同軸射流擴散火焰氧化路徑
    4.6 本章小結(jié)
第5章 氧化劑成分對O_2/H_2O條件下CO/H_2層流同軸射流火焰的影響
    5.1 引言
    5.2 氧化劑稀釋對CO/H_2層流同軸射流擴散火焰的影響
        5.2.1 氧化劑稀釋對合成氣火焰形態(tài)的影響
        5.2.2 氧化劑稀釋對合成氣火焰溫度的影響
        5.2.3 氧化劑稀釋對合成氣火焰OH生成的影響
        5.2.4 氧化劑稀釋對合成氣火焰高度的影響
    5.3 不同O_2/H_2O比時CO/H_2層流同軸射流擴散火焰外觀形態(tài)
    5.4 不同O_2/H_2O比時CO/H_2層流同軸射流擴散火焰附著特性研究
    5.5 不同O_2/H_2O比時CO/H_2層流同軸射流擴散火焰OH生成特性研究
    5.6 不同O_2/H_2O比時CO/H_2層流同軸射流擴散火焰氧化路徑分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3561808