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颗粒聚团的流体阻力和反应特性的研究

作　者: 尹丽洁
导　师: 陆慧林
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 颗粒聚团数值模拟燃烧脱硫
分类号: TK229.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

循环流化床锅炉炉膛内局部高浓度颗粒聚团的流动、传热和反应过程不同于分散单颗粒。碳颗粒聚团的燃烧过程将直接影响碳的燃烧和燃烬,石灰石颗粒的聚团的脱硫过程影响石灰石脱硫的效率。由于聚团反应过程的复杂性,至今尚未见颗粒聚团内部温度和反应产物分布的实验和理论研究。数值模拟了气体流过孤立颗粒聚团的过程。计算表明穿过颗粒聚团的气体量随颗粒聚团空隙率和进口气体速度的增加而增加。聚团中不同位置的颗粒所受到的力不同,孤立单颗粒所受到的力高于聚团中任何一个单颗粒所受到的力。聚团和孤立单颗粒的阻力系数的比值随聚团空隙率的增加而增加。数值模拟了气体流过孤立碳颗粒聚团的燃烧过程。计算结果表明碳颗粒聚团消耗的碳量随聚团空隙率、进口气体速度和进口气体温度的增加而增加。聚团中不同位置的颗粒消耗的碳量不同,孤立碳颗粒消耗的碳量高于聚团中任何一个单颗粒消耗的碳量,并且颗粒团聚可以降低N₂O和NO的排放量。数值模拟了气体流过孤立石灰石颗粒聚团的脱硫过程。计算结果表明石灰石颗粒聚团吸收的SO2的量随颗粒聚团空隙率和进口气体速度的增加而增加。随进口气体温度的升高先增加后减小。聚团中不同位置的石灰石颗粒吸收的SO2的量不同,孤立单石灰石颗粒吸收的SO₂的量高于聚团中单个石灰石颗粒吸收的量,石灰石颗粒的团聚可以降低NO的排放。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-18
  1.1 引言  8
  1.2 煤粉燃烧过程  8-9
  1.3 烟气净化技术  9-15
    1.3.1 二氧化硫脱除方法  10-12
    1.3.2 氮氧化物脱除方法  12-15
  1.4 循环流化床技术  15-17
  1.5 本文的研究内容  17-18
第2章气固两相流动模型和计算方法  18-24
  2.1 引言  18
  2.2 颗粒受力分析  18-22
    2.2.1 颗粒轨道模型  19-20
    2.2.2 双流体模型  20-22
  2.3 气固两相流动模型  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章碳颗粒聚团燃烧过程的研究  24-40
  3.1 引言  24
  3.2 颗粒聚团阻力系数计算模型  24-26
  3.3 颗粒聚团燃烧计算模型  26-28
  3.4 结果及分析  28-38
    3.4.1 温度的影响  34
    3.4.2 进口气体速度的影响  34-35
    3.4.3 进口氧气浓度的影响  35-36
    3.4.4 空隙率的影响  36-37
    3.4.5 颗粒直径的影响  37
    3.4.6 碳颗粒物性特性的影响  37-38
  3.5 本章小结  38-40
第4章石灰石颗粒聚团脱硫过程的研究  40-51
  4.1 引言  40
  4.2 石灰石颗粒聚团脱硫反应过程的数学模型  40-42
  4.3 模拟结果与讨论  42-46
    4.3.1 温度的影响  44-45
    4.3.2 进口气体速度的影响  45
    4.3.3 空隙率的影响  45-46
  4.4 石灰石颗粒聚团对NO排放量的影响  46-49
    4.4.1 NH3反应的数学模型  46-47
    4.4.2 进口气体温度分影响  47-48
    4.4.3 进口气体速度的影响  48-49
    4.4.4 空隙率的影响  49
  4.5 本章小结  49-51
结论  51-52
参考文献  52-57
攻读学位期间发表的学术论文  57-59
致谢  59-60
个人简历  60

颗粒聚团的流体阻力和反应特性的研究

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