多孔介质内矿井乏风逆流氧化反应的数值模拟
发布时间：2021-08-06 05:55
我国每年有大量的矿井乏风直接排放到大气中，矿井乏风中的甲烷是主要的温室气体，不仅对环境造成破坏，而且热量无法回收。本文以能够实现矿井乏风稳定燃烧的多孔介质逆流氧化器为研究对象，数值计算了矿井乏风在多孔介质内逆流氧化的燃烧特征。多孔介质内的逆流氧化技术可以拓宽瓦斯气体贫可燃极限，实现超低值稳定燃烧，并在逆流氧化过程中显著降低燃烧所生成的氮氧化物和一氧化碳，是一项先进的并具有很大发展潜力的燃烧技术。建立了矿井乏风逆流氧化反应的一维和二维模型，并借助Fluent软件，数值模拟了不同工况参数对矿井乏风逆流燃烧过程的影响。在一维模拟计算中，压力和速度耦合采用SIMPLE算法，甲烷氧化简化为单步总包反应，考虑了多孔介质的辐射，分析了当量比、半周期、流速以及多孔介质的孔隙率等对矿井乏风逆流氧化的影响。计算结果表明：逆流氧化装置内的温度场呈梯形分布；当量比和流速对逆流氧化反应影响较大；在半周期不变时，甲烷/空气混合物当量比和流速增大，高温区域加宽，气体出口温度和最高温度增大；半周期对逆流氧化装置的最高温度没有明显的影响，但是半周期越大逆流氧化燃烧器的出口温度也越大。二维数值模型主要分析甲烷的燃烧和温度...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷
井乏风逆流氧化技术的应用乏风逆流氧化技术是一项具有发展前景的新技术。在瓦斯回收利用[25,26的作用。目前，在全球缺乏能源的环境下，能源的合理有效的利用尤为流氧化技术可以高效率处理瓦斯气体，实现节能减排，降低温室效应、。瓦斯发电技术表明，瓦斯发电技术近几年来发展迅速。美、德等国已研制出瓦斯发用。但是由于技术的限制，目前主要是浓度为 30%以上的瓦斯发电技术需要进一步开发研究，特别是矿井乏风用于发电存在很大的空间。年，国家的政策的支持推动了瓦斯发电技术的蓬勃发展。全国范围内，业建立了瓦斯发电项目。
图 3.3 低浓度瓦斯发电机组Fig 3.3 Methane of low concentration generator system度瓦斯发电项目工作流程。煤矿通风瓦斯通入矿井乏，生成的热量由换热装置将其输送出来。水蒸气推动团研制的 600GFZ1-PwW 低浓度瓦斯发电机组。该瓦斯浓度为 1.0%~30%。的 600GFZ1-PwW 低浓度瓦斯发电机组产品的参数见发电技术发展前景国，伴随着煤炭开采大量瓦斯气体直接排放到大气中。甲烷是目前发现的一种重要的洁净能源，它也是有围为 5%~15%，特别是在矿井中甲烷是极不安全因素
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿井乏风逆流氧化反应的数值模拟[J]. 贾宝山,王英花,宋维源,邓洋波,田宇,刘立仁. 环境工程. 2011(S1)
[2]矿井乏风氧化装置内蜂窝蓄热体换热过程的数值模拟[J]. 周厚权,蓝波,陈宾. 煤矿安全. 2010(11)
[3]泡沫陶瓷的研究现状和发展前景[J]. 杨秋婷,史阳. 佛山陶瓷. 2009(04)
[4]浓度低于1%的矿井瓦斯氧化技术现状及前景[J]. 王鑫阳,杜金. 煤炭技术. 2008(09)
[5]考虑弥散效应的多孔介质中超绝热燃烧的数值模拟[J]. 史俊瑞,解茂昭. 工程热物理学报. 2006(03)
[6]多孔陶瓷及其制备方法研究进展[J]. 梁永仁,罗艳妮,杨志懋,丁秉钧. 绝缘材料. 2006(02)
[7]预混气体在多孔介质中往复式超绝热燃烧的数值研究[J]. 杜礼明,解茂昭. 燃烧科学与技术. 2005(03)
[8]甲烷对全球气候变暖的影响及减排措施[J]. 张福凯,徐龙君. 矿业安全与环保. 2004(05)
[9]多孔介质往复流动燃烧的一维数值模拟[J]. 马世虎,解茂昭,邓洋波. 热能动力工程. 2004(04)
[10]逆流反应器矿井乏风瓦斯发电技术简介[J]. 理查德.马特斯,孙庆刚. 中国煤层气. 2004(02)
博士论文
[1]多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值研究[D]. 姜海.中国科学技术大学 2008
[2]多孔介质中预混气体超绝热燃烧机理及其火焰特性的研究[D]. 史俊瑞.大连理工大学 2007
[3]多孔介质内往复流动下超绝热燃烧的实验和数值模拟研究[D]. 邓洋波.大连理工大学 2004
硕士论文
[1]天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的设计研究及FLUENT模拟[D]. 宋克农.重庆大学 2009
[2]散堆硫化矿石典型导热特性研究[D]. 毛丹.中南大学 2008
[3]矿井乏风回收利用技术研究[D]. 王鑫阳.辽宁工程技术大学 2008
[4]预混气体在惰性多孔介质内燃烧的实验和数值模拟初步研究[D]. 董帅.东北大学 2008
[5]天然气在惰性多孔介质内预混燃烧的数值模拟研究[D]. 郑中青.上海交通大学 2007
[6]往复流动下预混合气体在多孔介质中超绝热燃烧的数值模拟[D]. 马世虎.大连理工大学 2004
本文编号：3325204
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷
井乏风逆流氧化技术的应用乏风逆流氧化技术是一项具有发展前景的新技术。在瓦斯回收利用[25,26的作用。目前，在全球缺乏能源的环境下，能源的合理有效的利用尤为流氧化技术可以高效率处理瓦斯气体，实现节能减排，降低温室效应、。瓦斯发电技术表明，瓦斯发电技术近几年来发展迅速。美、德等国已研制出瓦斯发用。但是由于技术的限制，目前主要是浓度为 30%以上的瓦斯发电技术需要进一步开发研究，特别是矿井乏风用于发电存在很大的空间。年，国家的政策的支持推动了瓦斯发电技术的蓬勃发展。全国范围内，业建立了瓦斯发电项目。
图 3.3 低浓度瓦斯发电机组Fig 3.3 Methane of low concentration generator system度瓦斯发电项目工作流程。煤矿通风瓦斯通入矿井乏，生成的热量由换热装置将其输送出来。水蒸气推动团研制的 600GFZ1-PwW 低浓度瓦斯发电机组。该瓦斯浓度为 1.0%~30%。的 600GFZ1-PwW 低浓度瓦斯发电机组产品的参数见发电技术发展前景国，伴随着煤炭开采大量瓦斯气体直接排放到大气中。甲烷是目前发现的一种重要的洁净能源，它也是有围为 5%~15%，特别是在矿井中甲烷是极不安全因素
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿井乏风逆流氧化反应的数值模拟[J]. 贾宝山,王英花,宋维源,邓洋波,田宇,刘立仁. 环境工程. 2011(S1)
[2]矿井乏风氧化装置内蜂窝蓄热体换热过程的数值模拟[J]. 周厚权,蓝波,陈宾. 煤矿安全. 2010(11)
[3]泡沫陶瓷的研究现状和发展前景[J]. 杨秋婷,史阳. 佛山陶瓷. 2009(04)
[4]浓度低于1%的矿井瓦斯氧化技术现状及前景[J]. 王鑫阳,杜金. 煤炭技术. 2008(09)
[5]考虑弥散效应的多孔介质中超绝热燃烧的数值模拟[J]. 史俊瑞,解茂昭. 工程热物理学报. 2006(03)
[6]多孔陶瓷及其制备方法研究进展[J]. 梁永仁,罗艳妮,杨志懋,丁秉钧. 绝缘材料. 2006(02)
[7]预混气体在多孔介质中往复式超绝热燃烧的数值研究[J]. 杜礼明,解茂昭. 燃烧科学与技术. 2005(03)
[8]甲烷对全球气候变暖的影响及减排措施[J]. 张福凯,徐龙君. 矿业安全与环保. 2004(05)
[9]多孔介质往复流动燃烧的一维数值模拟[J]. 马世虎,解茂昭,邓洋波. 热能动力工程. 2004(04)
[10]逆流反应器矿井乏风瓦斯发电技术简介[J]. 理查德.马特斯,孙庆刚. 中国煤层气. 2004(02)
博士论文
[1]多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值研究[D]. 姜海.中国科学技术大学 2008
[2]多孔介质中预混气体超绝热燃烧机理及其火焰特性的研究[D]. 史俊瑞.大连理工大学 2007
[3]多孔介质内往复流动下超绝热燃烧的实验和数值模拟研究[D]. 邓洋波.大连理工大学 2004
硕士论文
[1]天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的设计研究及FLUENT模拟[D]. 宋克农.重庆大学 2009
[2]散堆硫化矿石典型导热特性研究[D]. 毛丹.中南大学 2008
[3]矿井乏风回收利用技术研究[D]. 王鑫阳.辽宁工程技术大学 2008
[4]预混气体在惰性多孔介质内燃烧的实验和数值模拟初步研究[D]. 董帅.东北大学 2008
[5]天然气在惰性多孔介质内预混燃烧的数值模拟研究[D]. 郑中青.上海交通大学 2007
[6]往复流动下预混合气体在多孔介质中超绝热燃烧的数值模拟[D]. 马世虎.大连理工大学 2004
本文编号：3325204
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