燃煤煙氣的深入治理，越來越受到全社會的普遍關(guān)注。除了SO2和NOx之外，汞等其他金屬元素的污染控制也逐漸被提到日程。為了更好的控制金屬元素在煙氣中的排放，研究金屬元素在燃燒火焰中的轉(zhuǎn)化機理顯得頗為重要。雖然各國對煙氣多污染物控制技術(shù)都做了深入研究，但是在探究金屬元素的轉(zhuǎn)化機理方面，尚未達成統(tǒng)一意見，尤其是在亞微米顆粒物——碳煙上富集和轉(zhuǎn)化的規(guī)律的研究就更加稀少。因此從反應(yīng)動力學(xué)機理方面揭示碳煙對污染物的生成轉(zhuǎn)化過程的影響，是如今多污染物控制技術(shù)迫切需要解決的問題。基于以上研究背景，本文依托國家自然科學(xué)基金“燃燒火焰中初始成核顆粒耦合富集重金屬元素的過程及機理研究”，通過計算流體力學(xué)軟件FLUENT和化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)軟件CHEMKIN，對實驗裝置乙烯-空氣反擴散火焰燃燒器內(nèi)的流場，溫度場，濃度場進行了模擬，并對汞在該溫度場內(nèi)的均相氧化過程進行數(shù)值模擬。提出了該燃燒器在生成穩(wěn)定碳煙時的最佳流量比，并在此基礎(chǔ)上探討計算不同溫度和離子濃度對汞的氧化的影響。同時結(jié)合前人實驗數(shù)據(jù)對汞在高亞微米顆粒含量煙氣中的遷移轉(zhuǎn)化機理展開研究。 本文從模擬的手段出發(fā)，希望為尚在搭建中的實驗臺做出預(yù)測和可能性分析。...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 燃燒過程中微量金屬元素污染防治課題的提出
    1.3 重金屬污染物在燃燒中的排放與控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 痕量金屬元素在燃燒過程中的遷移轉(zhuǎn)化
        1.3.2 汞在煤中的形態(tài)
        1.3.3 煙氣中汞的控制技術(shù)
        1.3.4 煙氣中砷、硒、鉛、鎘的排放和控制技術(shù)現(xiàn)狀
    1.4 研究方案的選擇
        1.4.1 本文的研究方法
        1.4.2 本文的研究內(nèi)容
第2章 反擴散火焰燃燒的數(shù)值模擬
    2.1 利用 CFD 模擬研究現(xiàn)狀
    2.2 FLUENT 計算的實現(xiàn)方法
        2.2.1 基本守恒方程
        2.2.2 流體力學(xué)湍流模型
        2.2.3 Realizable k-ε模型
        2.2.4 輻射換熱模型
        2.2.5 燃燒模型
    2.3 課題方案的選擇設(shè)計
    2.4 FLUENT 模型建立與模擬
        2.4.1 二維對象的建立與網(wǎng)格劃分
        2.4.2 有限體積法建立離散方程
    2.5 FLUENT 計算過程
        2.5.1 求解器的選擇
        2.5.2 選擇方程離散格式
        2.5.3 松弛因子的選擇
        2.5.4 初始及邊界條件的設(shè)置
    2.6 計算結(jié)果及分析
        2.6.1 空氣對火焰的影響
        2.6.2 乙烯流速對火焰的影響
        2.6.3 氮氣流速對火焰的影響
    2.7 本章小結(jié)
第3章 汞在燃燒中的轉(zhuǎn)化過程與影響因素
    3.1 燃燒過程中汞的形態(tài)
        3.1.1 煤中汞的賦存形態(tài)
        3.1.2 燃燒過程中汞的理化變化
        3.1.3 汞與氧，氯化物，硫化物，氮化物的反應(yīng)
        3.1.4 汞的析出釋放規(guī)律
    3.2 燃煤煙氣中汞的形態(tài)分布
    3.3 燃燒過程中的影響因素
        3.3.1 溫度的影響
        3.3.2 氯化物的影響
        3.3.3 硫化物的影響
        3.3.4 氮化物的影響
        3.3.5 飛灰的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Chemkin 模擬燃燒中汞的轉(zhuǎn)化過程
    4.1 CHEMKIN 軟件的構(gòu)成及工作原理
        4.1.1 CHEMKIN 軟件的結(jié)構(gòu)
        4.1.2 CHEMKIN 的求解過程
        4.1.3 化學(xué)反應(yīng)計算模型
    4.2 CHEMKIN 軟件動力學(xué)模型的建立
        4.2.1 模型的選擇
        4.2.2 模擬反應(yīng)機理的選擇
        4.2.3 條件的選擇
        4.2.4 模擬初始參數(shù)
    4.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
        4.3.1 降溫過程各物質(zhì)變化模擬結(jié)果
        4.3.2 Cl₂變化的影響
        4.3.3 HCl 變化的影響
        4.3.4 溫度對 Hg 氧化的影響
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析與總結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望與建議
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3742538