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氧/燃料燃烧方式下煤和焦的燃烧特性研究

作　者: 张会兴
导　师: 徐明厚
学　校: 华中科技大学
专　业: 热能工程
关键词: 氧/燃料分密度煤粉燃烧焦燃烧特性反应性
分类号: TK16
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

全球气候变暖越来越危及人类赖以生存的环境。研究表明CO₂气体造成的温室效应最为显著,同时由于CO₂在大气中存在的时间最长,因此引起了社会各界的深切关注。电厂中煤粉燃烧会产生大量的CO₂,能源系统控制CO₂的方法主要包括:燃烧前将其气化、氧/燃料燃烧技术以及燃烧后CO₂回收。而其中氧/燃料燃烧技术被认为是电厂控制CO₂排放比较经济的方法。国内外学者已经对氧/燃料燃烧技术进行了大量的理论分析和实验研究。本文重点研究分密度煤粉在氧/燃料燃烧方式下的燃烧特性和煤中矿物质的转化。实验中将原煤分成高、中、低三个不同密度段,利用沉降炉（DTF）对不同密度原煤在不同氧含量、不同温度下进行试验,对形成的灰颗粒进行粒径分布和化学成分分析。结果表明在氧含量20%和30%的情况下,O₂/CO₂气氛下和O₂/N₂气氛下煤粉的燃尽率和燃烧气氛无关。对矿物质成灰的研究表明,O₂/CO₂气氛下矿物质的转化机理和O₂/N₂气氛下一样,但3种密度下煤中矿物晶体相的相对含量发生了一些改变。O₂/CO₂气氛下生成灰的粒径和O₂/N₂气氛下相比,在较低温度时生成的灰粒径较小。由于燃烧过程中焦炭的反应时间直接影响了整个煤粉的燃烧过程。本文研究了分密度煤在CO₂气氛和N₂气氛下制得的煤焦的物理结构、煤焦的反应性以及在O₂/CO₂气氛和O₂/N₂气氛下燃烧时煤焦的燃烧特性之间的差别。结果表明CO₂气氛下制得的焦的着火和燃尽略有提前,而最大失重率没有N₂气氛下制得的焦的大。在500-750℃温度范围内,N₂气氛下制得的焦比CO₂焦的反应性大。而在实验温度范围的其他温度段煤焦的反应性则比较接近。三个密度级的煤粉在CO₂气氛下制得的焦的比表面积和空隙率和N₂气氛下制得的焦相比都有提高。CO₂气氛下生成焦的膨胀率普遍高于N₂气氛下生成的焦。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题研究背景  8-13
  1.2 氧/燃料燃烧方式的研究意义  13-14
  1.3 本文的主要研究内容  14-15
2 氧/燃料燃烧方式研究综述  15-25
  2.1 氧/燃料燃烧的实验室研究现状  15-22
  2.2 中试台架研究进展.  22-23
  2.3 本章小结  23-25
3 氧/燃料燃烧方式下的煤粉燃烧特性和矿物转化  25-44
  3.1 前言  25
  3.2 实验方案  25-28
  3.3 氧/燃料燃烧方式下煤粉燃烧特性分析  28-32
  3.4 氧/燃料燃烧对矿物质转化的影响  32-39
  3.5 氧/燃料燃烧对灰颗粒粒径的影响  39-43
  3.6 本章小结  43-44
4 氧/燃料燃烧方式下煤焦的燃烧特性  44-58
  4.1 实验目的  44
  4.2 实验方案  44-45
  4.3 实验结果分析  45-56
  4.4 本章小结  56-58
5 全文总结与建议  58-60
  5.1 全文总结  58-59
  5.2 下一步工作建议  59-60
致谢  60-62
参考文献  62-67

氧/燃料燃烧方式下煤和焦的燃烧特性研究

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