生物质成型燃料低NO_x层燃的实验研究及数值模拟
发布时间：2020-12-17 09:16
近年来我国为治理雾霾天气,燃煤工业锅炉改烧生物质成型燃料的方式越来越普遍。但我国现有生物质层燃锅炉仍然沿用传统燃煤链条锅炉的炉拱设计理念,使得运行中出现NO_x和CO排放高等问题。因此针对我国现有的生物质层燃锅炉结构特点,提出适宜的改进技术,具有迫切的现实意义。本文系统梳理了现有的生物质层燃和NO_x生成及控制理论,并总结分析了国外先进的炉型设计理念。针对具有大颗粒特征的生物质成型燃料,分别在TA热重分析仪和大颗粒热重实验台上进行热解实验,得出颗粒形态对传热过程和二次反应有显著影响,相应的热解动力学参数应在大颗粒热重实验台上获得;分别在管式炉实验台和固定床实验台上,进行生物质焦炭氧化过程中NO的转化和焦炭异相还原外部NO的实验研究,得出了反应温度和燃料种类对焦炭N生成NO转化率影响的变化规律,并获得了异相还原NO动力学参数;采用单元体炉实验台,在不同风量、床层厚度等工况下对层燃过程中NO的生成和转化规律进行了实验研究,得出了焦炭还原层厚度变化对异相还原NO的影响规律。根据生物质成型燃料的层燃特点,结合大颗粒燃料的热解和焦炭还原NO的实验结果,建立了生物质成型燃料层燃及NO_x模型,并和...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 典型生物质及成型颗粒燃料概况
1.3 国内外生物质层燃锅炉现状
1.4 生物质层燃燃烧特性研究现状
1.5 生物质燃料氮迁移转化研究现状
1.5.1 热解过程中燃料N的析出
x前驱物的均相转化"> 1.5.2 NOx前驱物的均相转化
1.5.3 焦炭N的异相转化
x的均相控制原理"> 1.5.4 生物质层燃过程中NOx的均相控制原理
1.6 生物质和煤炭层燃数值模拟的研究现状
1.7 本文研究内容
第二章 生物质成型燃料热解特性实验研究
2.1 前言
2.2 TA热重实验研究
2.2.1 实验原料和仪器
2.2.2 不同升温速率的影响
2.2.3 不同试样质量的影响
2.2.4 不同燃料种类的影响
2.3 大颗粒热重实验研究
2.3.1 实验仪器和方法
2.3.2 大颗粒热重实验数据分析
2.4 反应动力学参数计算
2.5 本章小结
第三章 生物质焦炭异相反应过程中NO转化规律的实验研究
3.1 前言
3.2 焦炭氧化过程中NO转化特性的实验研究
3.2.1 实验原料及实验方法
3.2.2 热解温度对焦炭N比例的影响
3.2.3 焦炭程序升温氧化时NO生成特性
3.2.4 温度对焦炭氧化生成NO的影响
3.2.5 生物质焦炭N氧化生成NO的数学模型建立
3.3 焦炭异相还原外部NO的实验研究
3.3.1 实验原料及实验方法
3.3.2 生物质焦炭异相还原外部NO的规律分析和动力学参数求解
3.4 本章小结
第四章 层燃过程中NO生成规律的实验研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.3 典型工况下床层NO生成特性的实验分析
4.4 不同床层厚度对比
4.5 不同风量对比
4.6 本章小结
第五章 生物质成型燃料层燃模型的建立
5.1 前言
5.2 物理化学过程模型
5.2.1 干燥过程
5.2.2 挥发分析出与燃烧
5.2.3 焦炭燃烧与气化
5.2.4 生物质焦炭氧化生成NO及还原NO数学模型
5.3 床层模型
5.3.1 气相控制方程
5.3.2 固相控制方程
5.4 数值方法
5.5 模型验证
5.6 本章小结
第六章 生物质层燃锅炉炉膛结构数值模拟分析及改进
6.1 前言
6.2 敞开式炉膛层燃锅炉的数值模拟分析
6.3 炉膛结构改进及数值模拟分析
6.4 本章小结
第七章 全文总结和展望
7.1 全文总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国农业生物质能产业发展研究[J]. 詹慧龙,严昌宇,杨照. 中国农学通报. 2010(23)
[2]秸秆生物质能源的应用现状与前景[J]. 娄玥芸,张惠芳. 化学与生物工程. 2010(09)
[3]纤维素乙醇的技术开发与发展前景[J]. 郑文. 精细化工原料及中间体. 2008(05)
博士论文
[1]大颗粒煤燃料氮迁移特性的实验研究与层燃NO_x数值模拟[D]. 杜海亮.上海交通大学 2017
[2]焦炭燃烧过程中氮转化机理与低NOx燃烧技术的开发[D]. 张秀霞.浙江大学 2012
[3]高温条件下焦炭反应特性实验研究及层燃数值模拟[D]. 林鹏云.上海交通大学 2011
[4]燃煤链条锅炉燃烧的数值建模及配风与炉拱的优化设计[D]. 季俊杰.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]生物质热解实验及动力学研究[D]. 刘辉.长沙理工大学 2008
[2]生物质热解机制和反应动力学研究[D]. 林木森.中国林业科学研究院 2007
本文编号：2921790
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 典型生物质及成型颗粒燃料概况
1.3 国内外生物质层燃锅炉现状
1.4 生物质层燃燃烧特性研究现状
1.5 生物质燃料氮迁移转化研究现状
1.5.1 热解过程中燃料N的析出
x前驱物的均相转化"> 1.5.2 NOx前驱物的均相转化
1.5.3 焦炭N的异相转化
x的均相控制原理"> 1.5.4 生物质层燃过程中NOx的均相控制原理
1.6 生物质和煤炭层燃数值模拟的研究现状
1.7 本文研究内容
第二章 生物质成型燃料热解特性实验研究
2.1 前言
2.2 TA热重实验研究
2.2.1 实验原料和仪器
2.2.2 不同升温速率的影响
2.2.3 不同试样质量的影响
2.2.4 不同燃料种类的影响
2.3 大颗粒热重实验研究
2.3.1 实验仪器和方法
2.3.2 大颗粒热重实验数据分析
2.4 反应动力学参数计算
2.5 本章小结
第三章 生物质焦炭异相反应过程中NO转化规律的实验研究
3.1 前言
3.2 焦炭氧化过程中NO转化特性的实验研究
3.2.1 实验原料及实验方法
3.2.2 热解温度对焦炭N比例的影响
3.2.3 焦炭程序升温氧化时NO生成特性
3.2.4 温度对焦炭氧化生成NO的影响
3.2.5 生物质焦炭N氧化生成NO的数学模型建立
3.3 焦炭异相还原外部NO的实验研究
3.3.1 实验原料及实验方法
3.3.2 生物质焦炭异相还原外部NO的规律分析和动力学参数求解
3.4 本章小结
第四章 层燃过程中NO生成规律的实验研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.3 典型工况下床层NO生成特性的实验分析
4.4 不同床层厚度对比
4.5 不同风量对比
4.6 本章小结
第五章 生物质成型燃料层燃模型的建立
5.1 前言
5.2 物理化学过程模型
5.2.1 干燥过程
5.2.2 挥发分析出与燃烧
5.2.3 焦炭燃烧与气化
5.2.4 生物质焦炭氧化生成NO及还原NO数学模型
5.3 床层模型
5.3.1 气相控制方程
5.3.2 固相控制方程
5.4 数值方法
5.5 模型验证
5.6 本章小结
第六章 生物质层燃锅炉炉膛结构数值模拟分析及改进
6.1 前言
6.2 敞开式炉膛层燃锅炉的数值模拟分析
6.3 炉膛结构改进及数值模拟分析
6.4 本章小结
第七章 全文总结和展望
7.1 全文总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国农业生物质能产业发展研究[J]. 詹慧龙,严昌宇,杨照. 中国农学通报. 2010(23)
[2]秸秆生物质能源的应用现状与前景[J]. 娄玥芸,张惠芳. 化学与生物工程. 2010(09)
[3]纤维素乙醇的技术开发与发展前景[J]. 郑文. 精细化工原料及中间体. 2008(05)
博士论文
[1]大颗粒煤燃料氮迁移特性的实验研究与层燃NO_x数值模拟[D]. 杜海亮.上海交通大学 2017
[2]焦炭燃烧过程中氮转化机理与低NOx燃烧技术的开发[D]. 张秀霞.浙江大学 2012
[3]高温条件下焦炭反应特性实验研究及层燃数值模拟[D]. 林鹏云.上海交通大学 2011
[4]燃煤链条锅炉燃烧的数值建模及配风与炉拱的优化设计[D]. 季俊杰.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]生物质热解实验及动力学研究[D]. 刘辉.长沙理工大学 2008
[2]生物质热解机制和反应动力学研究[D]. 林木森.中国林业科学研究院 2007
本文编号：2921790
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/2921790.html
