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O₂/CO₂气氛CH₄火焰NO均相反应机理研究

作　者: 胡翰
导　师: 邱建荣
学　校: 华中科技大学
专　业: 热能工程
关键词: O2/CO2气氛 NO 均相反应机理反应路径
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 23次
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内容摘要

O₂/CO₂燃烧技术又称为富氧燃烧技术,它是针对CO₂减排控制温室效应提出的新型燃烧方式。研究发现,这种新型燃烧技术特有的反应气氛以及反应过程,使得燃烧产生的NOx排放量远低于常规燃烧方式,其具体的反应机理目前并不完全清楚,还有待进一步研究。鉴于燃烧过程的复杂性,机理的研究需要由浅入深,而本文做的就是最基础的工作,研究O₂/CO₂气氛甲烷火焰中NO均相反应机理。以文献中的实验数据为依据,借助CHEMKIN软件包PFR反应器以及相应的反应机理进行了模拟计算研究。首先以文献中的实验为依据设定反应器参数以及计算工况,通过模拟值与实验值的比较选择与实验值最接近的模拟结果对应的反应机理。以该反应机理为基础,通过敏感性分析和生成率分析工具筛选基元反应,并绘制反应路径图,直观分析反应机理。通过以上分析方法,得到主要结论:Sarma08机理最适用于本文的研究对象;低氧浓度条件下CO₂浓度增加碳氢化合物相关反应对NO还原作用增强,高氧浓度条件下作用则相反;NO浓度的降低在还原性气氛中主要表现为NO直接被还原,在氧化性气氛中表现为NO直接被还原与碳氢化合物相关反应间接还原的共同作用;还原性气氛中,初始NO浓度越高,所能达到的NO还原率也越高,氧化性气氛中则相反;过氧系数越低,所能达到的NO还原率越高;CO₂所占比例越低,能达到的NO还原率越高;考虑循环烟气后,NO还原率增加,NO还原率达到最大值所需的温度较直接反应更低;一次烟气循环条件下,初始NO浓度、过氧系数、CO₂所占比例越低,所能达到的NO还原率越高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
1 绪论  8-15
  1.1 O_2/CO_2 燃烧技术简介  8-9
  1.2 研究背景及现状  9-13
  1.3 本文研究内容  13-15
2 反应器模型介绍及反应机理的选择  15-26
  2.1 CHEMKIN 化学动力学模拟计算概述  15-16
  2.2 各均相反应机理模拟结果比较  16-25
  2.3 本章小结  25-26
3 O_2/CO_2 气氛CH_4 火焰NO 均相反应机理研究  26-40
  3.1 计算方法简介  26
  3.2 初始NO 浓度变化对NO 均相反应机理的影响  26-31
  3.3 过氧系数λ变化对NO 均相反应机理的影响  31-35
  3.4 O_2/CO_2 比例变化对NO 均相反应机理的影响  35-38
  3.5 本章小结  38-40
4 O_2/CO_2 气氛CH_4 火焰一次循环烟气中NO 均相反应机理研究  40-58
  4.1 计算方法简介  40
  4.2 一次烟气循环初始NO 浓度变化对NO 均相反应机理的影响  40-46
  4.3 一次烟气循环过氧系数λ变化对NO 均相反应机理的影响  46-51
  4.4 一次烟气循环O_2/CO_2 比例变化对NO 均相反应机理的影响  51-56
  4.5 本章小结  56-58
5 全文总结及进一步工作建议  58-62
  5.1 全文总结  58-61
  5.2 进一步工作建议  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66

O2/CO2气氛CH4火焰NO均相反应机理研究

内容摘要

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