增压富氧条件下煤燃烧特性模型及试验的研究

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1、摘要增压富氧燃烧技术在提高煤的燃烧效率和捕集二氧化碳，控制NOx、SOx等污染物的排放方面具有明显的优势，越来越受到国内外研究者的重视。本文对增压富氧条件下煤的燃烧特性进行了理论和试验研究。在现有的研究基础上分别建立了研究增压富氧条件下碳颗粒在初始加热阶段表面温度及其周围气体温度变化的模型和描述增压富氧条件下碳颗粒燃烧速率的模型。研究发现：在碳颗粒加热初始阶段，碳粒表面温度及其周围气体的温度随着环境压力的增加而增加；在某一时刻相同压力和环境温度下，富氧气氛下碳粒表面温度及其周围气体的温度要比空气中的高；增压富氧环境下碳颗粒的燃烧速率要比在常压

2、空气中有明显的提高，在其它条件相同的情况下，提高环境压力或增加反应气体中的氧浓度都会提高碳粒的燃烧速率。此外还通过试验研究了增压条件下煤燃烧后一氧化氮的排放特性。通过实验研究了环境压力为O．2MPa和O．5MPa空气气氛下和氧气浓度为30％反应气氛下一氧化氮的排放特性。研究发现：在环境压力一定的条件下，增加氧气浓度一氧化氮的生成量和燃料N的转化率增加；在空气气氛下，增加压力一氧化氮的生成量和燃料N的转化率减小。关键词：增压富氧燃烧；碳颗粒；模型；一氧化氮华北电力大学硕士学位论文AbstractThepressurizedoxy—melcomb

3、ustiontecIⅡ10109yhasanobviousadvantageinimproVing咖eutilizationratioofcoal，decreasingNOx，SOxemissionsandcarboncaptuJ‘eandsequestration．Thecombustioncharact谢sticSofcarb。npanicleinpressunzedoxygen—e血chedenVironInentweretheOreticallyandexpedmentalstudiedInt11isstudy，wedeVeloped

4、twomathematicalmodels．OneisrepresentthetemperatureofinitialheatingstageofaParticleandgastemperaturearoundtheparticleinpressudzedoxygen—en—chedenvironment．Anothermodeldescribestheconlbustionrateofcarbonparticleinpressunzedoxygen—e州chedenVironment．Theresultsindicatethatthetem

5、peratllreofparticleandgastemperaturearoundtheparticlerisewiththeincreaseofpressureininitialheatingstage．atthesamepressureandtheambienttemperature，thetemperahlreofparticleandgastemperaturearoundtheparticleinoxygen—enrichedenViromenthi曲erthanitsinair；Thecombustionrateofcarbon

6、panicleinpressurizedoxygen—e埘chedenVironmenthigherthanatmosphedcconditions．Theresultsshowthat洫creasethepressureoroxygenconcentrationwill打se出ecombustionrateofcarbonparticle．InadditiOn，p01lutantemissionf沁mpressurizedfluidizedbedcOmbusCionwereexperimentalstudied．Thecharacteris

7、ticsofNOemissionwereinVestigated，whenthepressureareO．2MPaandO．5MPa．TheresultsshowthatNOproductionrisewiththeincreaSeoftheoxygenconcentrafionwhenthepressurestaysthes锄e；NOproductiondecreasewiththeincreaseofthepressurewhenthepressurestaysthesame．Keywords：pressurizedoxygen—enri

8、chedcombusIion；carbonparticle；model；No华北电力大学硕士学位论文1．1研究背景第1章绪论能源是人类社会存在和发展的支柱，随着化石