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改质煤焦油燃烧特性研究

作　者: 周静
导　师: 邓胜祥
学　校: 中南大学
专　业: 热能工程
关键词: 改质煤焦油热重曲线数值模拟火焰温度
分类号: TK16
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 13次
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内容摘要

为了降低工业生产的成本,节省燃料油费用,人们开始利用煤焦油代替重油作为燃料。但是一般情况下,煤焦油燃烧效率不高,输送较困难,污染物排放较多,余热损失大。为了深入了解煤焦油的燃烧特性,本文以煤焦油为研究对象,利用添加剂配比出不同的改质煤焦油。通过改质试验,分析了改质煤焦油的稳定性和黏度特性。利用热重实验推导出不同配比的改质煤焦油的TG曲线、DTG曲线以及DSC曲线。根据三种曲线,分析了改质煤焦油热失重过程,包括对样品失重速率和放热速率的研究。并利用数学方法求取了热动力学主要参数—活化能E。利用改质煤焦油进行了燃烧室内燃烧实验和室外点火实验通过对改质煤焦油的燃烧火焰和排烟情况进行观察,得出改质煤焦油燃烧火焰温度高,且没有生成浓烟。通过对改质煤焦油的烟气成分测量发现,其污染物的排放并不比其他油品高,基本可以代替重油,用于工业生产。利用FLUENT软件模拟了改质煤焦油在燃烧室内的燃烧状况,分析了不同氧含量的助燃气体对燃烧室内的速度场、压力场、温度场的影响。在不同氧含量条件下,火焰剖面中心均有环流出现,火焰空间上下部分气流速度相对较大,火焰形状与长度也因含氧量的不同而不同；随着氧含量的增加火焰温度的最高点升高,燃烧室前端温度越高；缺氧燃烧和过氧燃烧都会导致燃烧室内部压力梯度增大。图25幅,表16个,参考文献67篇。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-14
  1.1 引言  9
  1.2 煤焦油简介及其用途  9-10
  1.3 煤焦油作为燃料油的依据  10-11
  1.4 煤焦油作为燃料油的不足  11
  1.5 煤焦油改质机理简述  11-13
    1.5.1 国内外研究现状  11-12
    1.5.2 煤焦油改质燃烧的经济性  12-13
  1.6 研究背景以及主要研究内容  13-14
    1.6.1 课题的提出  13
    1.6.2 主要研究内容  13-14
2 煤焦油的改质实验研究  14-22
  2.1 煤焦油与重油的性质对比  14-15
  2.2 改质剂的作用及选择  15-17
    2.2.1 煤焦油改质机理简介  15-16
    2.2.2 添加剂的选择  16-17
    2.2.3 改质实验  17
  2.3 改质煤焦油的燃料特性分析  17-21
    2.3.1 改质煤焦油的粘度分析  18-19
    2.3.2 改质煤焦油的稳定性分析  19-21
  2.4 本章小结  21-22
3 改质煤焦油热重实验分析  22-37
  3.1 引言  22
  3.2 实验分析方法  22-23
  3.3 热重试验  23-25
    3.3.1 实验装置  23-24
    3.3.2 实验原料  24-25
    3.3.3 实验过程  25
  3.4 实验结果及分析  25-30
  3.5 改质煤焦油燃烧特性分析  30-32
  3.6 改质煤焦油燃烧动力学分析  32-36
    3.6.1 液体燃烧反应动力学模型的建立  32-33
    3.6.2 燃烧动力学参数的求解方法  33-35
    3.6.3 活化能E的求解  35-36
  3.7 本章小结  36-37
4 改质煤焦油点火实验  37-42
  4.1 改质煤焦油的雾化燃烧基本理论  37
  4.2 煤焦油点火实验  37-39
  4.3 改质煤焦油炉内燃烧实验  39-41
  4.4 本章小结  41-42
5 改质煤焦油燃烧模拟  42-61
  5.1 FULENT软件简介  42-43
  5.2 数学控制方程  43-50
    5.2.1 气相流动的基本方程  44-45
    5.2.2 液体颗粒相模型  45
    5.2.3 湍流模型  45-47
    5.2.4 辐射模型  47
    5.2.5 燃烧控制方程  47-50
  5.3 空间模型与化学反应  50-51
  5.4 基于FULENT的流场计算  51
  5.5 模拟结果及讨论  51-59
    5.5.1 助燃空气中氧含量对火焰空间气体流速场的影响  51-53
    5.5.2 不同氧含量对火焰温度场的影响  53-54
    5.5.3 不同含氧条件对燃烧室压力场的影响  54-56
    5.5.4 不同含氧条件对燃烧室内燃烧物分布的影响  56-57
    5.5.5 不同含氧条件时燃烧室内燃烧产物CO_2分布的情况  57-59
  5.6 煤焦油燃烧实际温度值与模拟温度值  59-60
  5.7 本章小结  60-61
6 结论与建议  61-63
  6.1 结论  61
  6.2 建议  61-63
参考文献  63-67
发表论文和参加科研情况  67-68
致谢  68

改质煤焦油燃烧特性研究

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