基于高速PLIF诊断技术的热解半焦燃烧特性实验研究
发布时间：2022-01-14 19:49
在当前能源架构背景下,煤炭资源依然占据着我国能源消耗的主要部分。传统的煤炭利用方式由于循环利用率低、污染物排放超标等缺点,与我国当前能源资源紧缺的现状相矛盾,因此如何对煤炭资源进行梯级利用以实现高效清洁燃烧成为当前亟待解决的重要课题。针对解决超低挥发分碳基燃料的利用问题,本课题基于光学诊断型携带流燃烧反应系统对热解半焦在不同条件下的着火及燃烧行为进行了研究,深入分析了热解半焦随温度（1600K-1800K）、氧浓度（5%-30%）以及不同掺烧比变化的燃烧规律,对半焦纯燃技术以及与原煤掺混的协同燃烧技术应用具有一定指导意义。本课题分别利用光学测量手段和煤焦测试手段对神木热解半焦的着火及燃烧特性进行研究。实验中采用高速ICCD相机配合高重频、大能量、可调谐的激光器系统,对半焦单颗粒及颗粒群射流火焰中OH受激辐射荧光信号进行了采集,通过对OH信号强度和分布范围的分析获得了热解半焦在燃烧过程中的火焰信息。实验结果表明,半焦由于挥发分含量很少其着火模式主要以颗粒表面发生的非均相着火模式为主,且着火延迟随氧浓度和温度的升高而减小,燃烧反应强度随氧浓度和温度的升高而增强。此外,通过对比不同燃烧条件下...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SHEFR实验系统示意图
图 1-1 SHEFR 实验系统示意图图 1-3 给粉状态下的平焰燃烧器1.2.1.3 模型预测法及其它研究手段煤基固相燃料是成分与结构极其复杂的能源资源，在研究过程中往往是多种测量手段联合使用才能使问题得以解决。热解半焦因其自身良好的燃烧特性，在锅炉行业有非常可观的前景。由于半焦仍含有一定量的挥发分，可以在锅炉中稳
图 1-4 2MW 的 CFB 实验台结构示意图图 1-6 神木原煤 SEM 图片循环流化床气化过程中样品停留时间很长，产生的残余焦炭（飞灰）与传统的焦炭不同。由于飞灰中含有大量的碳，因此将其称之为半焦。将半焦样品在有氧条件下置于平焰燃烧器（FFR）中燃烧，Leungo Kelebopile[28-29]等人从循环流化床（CFB）气化炉中收集了飞灰样品用于分析其燃烧特性，然后用燃烧反应性、
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用于高速平面激光诱导荧光的激光器研究[J]. 李旭东,周益平,闫仁鹏,潘虎,陈德应,周忠祥. 红外与激光工程. 2017(12)
[2]细粉半焦预热燃烧过程中颗粒特性与氮元素释放关系实验研究[J]. 杨二浩,朱建国,欧阳子区,吕清刚. 中国电机工程学报. 2017(15)
[3]配煤降低陕北煤灰熔点研究[J]. 郭延红,伏瑜,张科鑫. 中国煤炭. 2017(01)
[4]我国煤炭消费量占世界一半——2015年全国产量达37.5亿吨[J]. 办公自动化. 2017(01)
[5]PIV对射流煤粉火焰流场特性的分析[J]. 王振南,张扬,吴玉新,许开龙,张海. 工程热物理学报. 2015(06)
[6]褐煤半焦燃烧特性的热重试验研究[J]. 刘建忠,刘明强,赵卫东,张斌,周俊虎,岑可法. 热力发电. 2013(11)
[7]激光技术新进展及其在光伏产业中的应用[J]. 楼祺洪. 红外与激光工程. 2012(12)
[8]燃烧中气化半焦孔隙结构特性变化实验研究[J]. 孙锐,张鑫,Leungo Kelebopile,廖坚,吴少华. 中国电机工程学报. 2012(11)
[9]燃煤碳烟生成的实验研究[J]. 熊刚,李水清,宋蔷,姚强. 工程热物理学报. 2011(11)
[10]基于傅里叶红外光谱的高温煤焦表面化学结构特性分析[J]. 李庆钊,林柏泉,赵长遂,武卫芳. 中国电机工程学报. 2011(32)
博士论文
[1]低阶煤热解半焦的气化反应特性研究[D]. 范冬梅.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[2]量子相干介质中自发辐射及相关特性的理论研究[D]. 丁春玲.华中科技大学 2012
[3]高性能固体染料激光介质研制及可调谐激光输出特性研究[D]. 姜玉刚.哈尔滨工业大学 2011
[4]煤和生物质燃烧碳烟生成的实验研究[D]. 熊刚.清华大学 2011
[5]高温条件下NO-焦炭反应动力学的研究[D]. 张聚伟.哈尔滨工业大学 2009
[6]煤粉再燃中着火与脱硝相互作用的实验研究及其模化[D]. 齐永锋.上海交通大学 2009
[7]油页岩及半焦混合燃烧特性理论与试验研究[D]. 孙佰仲.华北电力大学（北京） 2009
[8]国际能源环境下的中国能源安全[D]. 杨维新.上海社会科学院 2006
[9]感应加热煤粉多级无油点火的试验研究和数值模拟[D]. 石伟.浙江大学 2003
硕士论文
[1]用于高速PLIF诊断的可调谐激光技术研究[D]. 王正国.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于OH-PLIF测量技术的煤粉燃烧过程诊断研究[D]. 朱文堃.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于光学诊断型携带流反应器的煤粉着火及燃烧特性研究[D]. 邹高鹏.哈尔滨工业大学 2016
[4]C+L波段宽光谱和高重频方波光纤激光器的研究[D]. 许小言.中国科学技术大学 2015
[5]基于OH-PLIF的预混火焰燃烧稳定性研究[D]. 白翔.华北电力大学 2014
[6]煤粒着火过程数值模拟[D]. 李孟阳.华中科技大学 2014
[7]本生灯火焰羟基的平面激光诱导荧光测量方法研究[D]. 贾博阳.哈尔滨工业大学 2013
[8]煤粉颗粒群射流着火特性实验研究[D]. 俞伟伟.清华大学 2013
[9]定量测量OH基浓度的PLIF技术研究及应用[D]. 王宁.国防科学技术大学 2009
[10]氧浓度及温度变化影响煤粉燃烧特性的恒温热分析研究[D]. 王琦.浙江大学 2008
本文编号：3589106
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SHEFR实验系统示意图
图 1-1 SHEFR 实验系统示意图图 1-3 给粉状态下的平焰燃烧器1.2.1.3 模型预测法及其它研究手段煤基固相燃料是成分与结构极其复杂的能源资源，在研究过程中往往是多种测量手段联合使用才能使问题得以解决。热解半焦因其自身良好的燃烧特性，在锅炉行业有非常可观的前景。由于半焦仍含有一定量的挥发分，可以在锅炉中稳
图 1-4 2MW 的 CFB 实验台结构示意图图 1-6 神木原煤 SEM 图片循环流化床气化过程中样品停留时间很长，产生的残余焦炭（飞灰）与传统的焦炭不同。由于飞灰中含有大量的碳，因此将其称之为半焦。将半焦样品在有氧条件下置于平焰燃烧器（FFR）中燃烧，Leungo Kelebopile[28-29]等人从循环流化床（CFB）气化炉中收集了飞灰样品用于分析其燃烧特性，然后用燃烧反应性、
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用于高速平面激光诱导荧光的激光器研究[J]. 李旭东,周益平,闫仁鹏,潘虎,陈德应,周忠祥. 红外与激光工程. 2017(12)
[2]细粉半焦预热燃烧过程中颗粒特性与氮元素释放关系实验研究[J]. 杨二浩,朱建国,欧阳子区,吕清刚. 中国电机工程学报. 2017(15)
[3]配煤降低陕北煤灰熔点研究[J]. 郭延红,伏瑜,张科鑫. 中国煤炭. 2017(01)
[4]我国煤炭消费量占世界一半——2015年全国产量达37.5亿吨[J]. 办公自动化. 2017(01)
[5]PIV对射流煤粉火焰流场特性的分析[J]. 王振南,张扬,吴玉新,许开龙,张海. 工程热物理学报. 2015(06)
[6]褐煤半焦燃烧特性的热重试验研究[J]. 刘建忠,刘明强,赵卫东,张斌,周俊虎,岑可法. 热力发电. 2013(11)
[7]激光技术新进展及其在光伏产业中的应用[J]. 楼祺洪. 红外与激光工程. 2012(12)
[8]燃烧中气化半焦孔隙结构特性变化实验研究[J]. 孙锐,张鑫,Leungo Kelebopile,廖坚,吴少华. 中国电机工程学报. 2012(11)
[9]燃煤碳烟生成的实验研究[J]. 熊刚,李水清,宋蔷,姚强. 工程热物理学报. 2011(11)
[10]基于傅里叶红外光谱的高温煤焦表面化学结构特性分析[J]. 李庆钊,林柏泉,赵长遂,武卫芳. 中国电机工程学报. 2011(32)
博士论文
[1]低阶煤热解半焦的气化反应特性研究[D]. 范冬梅.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[2]量子相干介质中自发辐射及相关特性的理论研究[D]. 丁春玲.华中科技大学 2012
[3]高性能固体染料激光介质研制及可调谐激光输出特性研究[D]. 姜玉刚.哈尔滨工业大学 2011
[4]煤和生物质燃烧碳烟生成的实验研究[D]. 熊刚.清华大学 2011
[5]高温条件下NO-焦炭反应动力学的研究[D]. 张聚伟.哈尔滨工业大学 2009
[6]煤粉再燃中着火与脱硝相互作用的实验研究及其模化[D]. 齐永锋.上海交通大学 2009
[7]油页岩及半焦混合燃烧特性理论与试验研究[D]. 孙佰仲.华北电力大学（北京） 2009
[8]国际能源环境下的中国能源安全[D]. 杨维新.上海社会科学院 2006
[9]感应加热煤粉多级无油点火的试验研究和数值模拟[D]. 石伟.浙江大学 2003
硕士论文
[1]用于高速PLIF诊断的可调谐激光技术研究[D]. 王正国.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于OH-PLIF测量技术的煤粉燃烧过程诊断研究[D]. 朱文堃.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于光学诊断型携带流反应器的煤粉着火及燃烧特性研究[D]. 邹高鹏.哈尔滨工业大学 2016
[4]C+L波段宽光谱和高重频方波光纤激光器的研究[D]. 许小言.中国科学技术大学 2015
[5]基于OH-PLIF的预混火焰燃烧稳定性研究[D]. 白翔.华北电力大学 2014
[6]煤粒着火过程数值模拟[D]. 李孟阳.华中科技大学 2014
[7]本生灯火焰羟基的平面激光诱导荧光测量方法研究[D]. 贾博阳.哈尔滨工业大学 2013
[8]煤粉颗粒群射流着火特性实验研究[D]. 俞伟伟.清华大学 2013
[9]定量测量OH基浓度的PLIF技术研究及应用[D]. 王宁.国防科学技术大学 2009
[10]氧浓度及温度变化影响煤粉燃烧特性的恒温热分析研究[D]. 王琦.浙江大学 2008
本文编号：3589106
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