富氧气氛下水蒸气对煤焦燃烧的影响

发布时间：2022-08-09 14:23

　　富氧燃烧技术被认为是最有可能大规模推广和商业化的碳捕集技术之一。研究表明,富氧气氛下烟气中水蒸气浓度高达15%-30%,不同循环方式甚至高达40%,高浓度水蒸气的存在必然会对煤粉的燃烧产生重要的影响。为此本文先后使用自制高升温速率热重台架、高温水平管式炉和CFD软件研究了水蒸气对煤焦燃烧特性、烟气组分以及炉内温度场分布和不同反应占比的影响。首先,选择三种不同煤质程度的煤种（小龙潭、四川和马鞍山）制备焦样,采用自制的恒温高升温速率热重试验台,研究了富氧气氛下水蒸气对不同煤焦燃烧特性的影响,并使用低温氮吸附仪和环境扫描电子显微镜分析了燃烧过程中煤焦孔隙结构。研究发现:在低氧浓度下,水蒸气气化作用对煤焦燃烧影响显著,可失重速率增大,燃尽时间提前,且随氧气浓度的增加而减弱;随着温度升高R0.5指数逐渐增加,当环境温度为1000oC、水蒸气浓度为20%时,R0.5增长速度最大;煤焦燃烧过程中,加水后煤焦比表面积增大,孔隙结构丰富。随后,选择三种煤焦中气化作用较强的小龙潭煤焦作为研究对象,使用高温水平管式炉研究了煤焦在不同氧气浓度（0%、5%和10%）、温度（1100?C、1200?C和1300?... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 燃煤CO_2减排的主要技术手段
    1.3 富氧燃烧技术的发展历程
    1.4 煤粉富氧燃烧的研究现状
    1.5 本文的研究内容
2 富氧气氛下水蒸气气化对煤焦反应性的影响
    2.1 引言
    2.2 实验内容
    2.3 参数定义
    2.4 燃烧过程中比表面积与孔隙结构变化
    2.5 水蒸气对煤焦燃烧速率的影响
    2.6 反应温度对燃烧特性的影响
    2.7 氧气浓度对燃烧特性的影响
    2.8 本章小结
3 煤焦在O_2/CO_2/H_2O气氛下烟气释放特性
    3.1 引言
    3.2 实验仪器与试验方法
    3.3 气化对不同煤种的影响
    3.4 水蒸气浓度对煤焦反应烟气组分的影响
    3.5 不同氧气浓度对煤焦反应烟气组分的影响
    3.6 温度对煤焦反应的影响
    3.7 本章小结
4 富氧气氛下水蒸气对煤焦燃烧的数值模拟
    4.1 引言
    4.2 煤焦燃烧数值计算模型及方法
    4.3 温度分布
    4.4 焦炭类型反应占比
    4.5 气体组分分布
    4.6 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表论文及其他成果



本文编号：3672717