富氧气氛下煤粉燃烧特性及动力学的实验研究

发布时间：2017-06-12 06:05

  本文关键词：富氧气氛下煤粉燃烧特性及动力学的实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：能源是人类赖以生存和发展的基础,煤炭资源在中国的一次能源构成中占主体地位,燃煤污染物的排放十分严重,因此人们一直在寻找新的经济节能的替代技术。O2/CO2燃烧技术,又称为富氧燃烧技术,它选用比空气中含氧浓度高的气体实现燃烧,不仅能获得高浓度的C02,还可以综合控制燃煤过程中污染物的排放,是一种高效的新型燃烧技术,被称为资源创造性技术。 本文针对小龙潭褐煤和富源烟煤这两种不同的煤粉,在同步热分析仪实验台上对O2/N2气氛和不同氧气浓度(21%、30%、50%和80%)的O2/CO2气氛下进行了煤粉的燃烧特性实验研究,实验结果表明： (1)随氧气浓度由21%升高到80%,小龙潭褐煤和富源烟煤的着火温度和燃尽温度均下降,着火温度分别由321.1℃和483℃降到288.4℃和449.3℃,燃尽温度分别由634.5℃和711.8℃降到447.9℃和599.3℃,最大失重速率逐渐增大,燃烧时间缩短,燃烧速度加快。提高氧气浓度有利于改善煤粉在02/C02气氛下的燃烧特性,当氧气浓度大于30%后,煤粉的燃烧特性参数变化均较缓慢,工业上考虑富氧的成本,可将氧气浓度控制在30%。 (2)随着升温速率由5K/min升高至20K/min,热重曲线向右偏移,煤样的着火和剧烈燃烧均提前,煤样从着火到燃尽所需要的时间缩短。煤粉的粒径越小,它的着火温度和燃尽温度就越低。煤种不同,燃烧特性不同,相对于O2/N2气氛,煤粉在02/C02气氛中燃烧时,它的着火温度滞后,平均失重率减小,由此可以说明气氛中存在的CO2改变了煤粉的燃烧特性。 (3)热重实验中,随着O2/C02气氛中氧气浓度的逐渐增大,煤粉颗粒的着火模式的变化趋势是从非均相着火模式转变为联合着火模式,当实验的升温速率较大时,小颗粒煤粉以非均相形式着火。 (4)选用Coats-Redfern积分法、Ozawa法和Kissinger微分法计算求解了两种煤样燃烧的动力学参数。通过12种机理函数进行In[G(a)/T2]对1/T作图,找出了拟合相关系数最好的曲线,进而计算出了两种煤样在21O2/79CO2、升温速率20K/min工况下的动力学模型。同时在不同氧气浓度下,两种煤粉的活化能和频率因子之间存在动力学补偿效应。
【关键词】：O_2/CO_2气氛 煤粉燃烧 热重分析 动力学
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK16
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 中国的能源资源结构10-11
• 1.2 O_2/CO_2燃烧技术11-15
• 1.3 O_2/CO_2煤粉燃烧技术研究概况15-19
• 1.4 论文研究内容及方法19-22
• 第二章 O_2/CO_2气氛下煤粉热重实验22-32
• 2.1 实验设备与测试方法22-24
• 2.2 实验条件及方法24-27
• 2.3 实验分析方法27-32
• 第三章 热天平煤粉富氧燃烧特性研究32-54
• 3.1 氧气浓度对煤粉富氧燃烧特性的影响32-41
• 3.2 升温速率对煤粉富氧燃烧特性的影响41-45
• 3.3 粒径对煤粉富氧燃烧特性的影响45-48
• 3.4 气氛和煤种对煤粉富氧燃烧特性的影响48-52
• 3.5 本章小结52-54
• 第四章 富氧气氛下煤粉着火机理探索及着火模式判断54-62
• 4.1 着火理论54-55
• 4.2 着火模式判据55-57
• 4.3 氧气浓度对着火机理的影响57-59
• 4.4 升温速率对着火机理的影响59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 燃烧动力学参数的求取和比较62-86
• 5.1 反应动力学基本方程62-66
• 5.2 动力学分析的研究方法66-69
• 5.3 富氧气氛下煤粉燃烧动力学参数的求取69-77
• 5.4 燃烧动力学补偿效应77-78
• 5.5 富氧气氛下煤燃烧动力学模型的建立78-83
• 5.6 本章小结83-86
• 第六章 结论和展望86-88
• 6.1 主要结论86-87
• 6.2 展望87-88
• 致谢88-90
• 参考文献90-96
• 附录96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 毛玉如,方梦祥,吴学成,骆仲泱,王勤辉,岑可法;富氧气氛下煤焦热重试验与模拟[J];热力发电;2005年03期

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3 姜秀民,杨海平,刘辉,郑楚光,刘德昌;粉煤颗粒粒度对燃烧特性影响热分析[J];中国电机工程学报;2002年12期

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5 王俊琪;方梦祥;骆仲泱;岑可法;;煤的快速热解动力学研究[J];中国电机工程学报;2007年17期

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本文编号：443381