煤颗粒流化床富氧燃烧机理研究

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1、东南大学博±学位论文煤颗粒流化床富氧燃烧机理研究专业名称；动力工稱及工稻热物理作者姓名；ｈ昌盛指导教师；陈晚平：段链锋；刘道银ＩＮＶＥＳＴＩＧＡＴＩＯＮＯＮＭＥＣＨＡＮＫＭＯＦＯＸＹ－ＦＵＥＬＣＯＡＬＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮＩＮＦＬＵＩＤＩＺＥＤＢＥＤＳＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＢＵｈａｎｇ－ｓｈｅｎＣｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙ

2、Ｐｒｏｆ－．ＣＨＥＮＸｉａｏｐｉｎｇＰ－ｒｏｆ．ＤＵＡＮＹｕｆｅｎｇＤｒ．ＬＩＵＤａｏ＾ｉｎＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１５本论文获＂＂国家自然科学基金（５口７６０３６）国家留学基金委国家建设高水平大学公派研究生项目；；江苏省研究生科研创新计划项目东南大学优秀博±学位论文基金资助．；论文独创性声明东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特

3、别加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所橄的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。Ｊ、－，‘研巧生签名？：矜换日期；、东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究巧、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电。子文档、，可采用影印缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一论文被查阅和借闽，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）致。除在保密期肉的保密论文外，允许论文

4、的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研巧生院办理。、乃Ｊ‘导师签名；研巧生签名，：日期§５摘要我国的能源结构煤为主导，且在相当长的时间内不会发生根本改变，决定了燃煤电站是我国Ｃ〇２最主要的排放源。研发燃煤电站Ｃ〇２捕集技术己成为国家重要的发展战略，。富氧燃烧具有成本及技术风险低、易规模化等优势被认为是最可能大规模推广的燃煤电站碳捕集技术之一。流化床富氧燃烧技术结合了流化床燃烧和富氧燃烧的优势，对其进行深入研巧对该项技术的发展和商业化进程的推进具有重要意义。本文结合实验和数

5、值模拟方法，从煤颗粒流化床富氧燃烧特性的定性获取至燃烧机，依次展开研究工作，理的定量竭示。研巧结果加深了人们对于流化床富氧燃烧的认识并定量損示了Ｃ〇２取代Ｎ２对煤颗粒燃烧特性的影响机制。全文主要研巧内容及成果如下：一１设计并搭建了种高温可视化流化床燃烧实验系统，该系统可与图像测量方法（）结合，克服了传统可视化流化床因观察窗过小，导致难Ｗ实时观测颗粒燃烧情况等缺陷。利用该实验平台获取了详实可靠的颗粒燃烧实验数据，丰富了流化床燃烧的实验研巧手段并为流化床条件下颗粒燃烧模型的建立奠定了坚实的实验基础。０）利用高温可视化流化床燃烧实验平台

6、考察了０２／Ｃ０２气氛和Ｏ２／Ｎ２气氛下我国典型煤一无烟煤、烟煤、次烟煤和褐煤）颗粒挥发份析出规律，并运用维非稳态颗粒反应（。，模型，详细研究了流化床内燃料颗粒挥发份析出特性实验和数值模拟分析表明毫米级煤颗粒挥发份析出过程主要受颗粒内部和与外界的传热控制，Ｃ〇取代Ｎ２对颗粒送２一传热恃性的影响有限，〇／Ｃ〇气氛下低〇２扩散速率是改变燃烧颖。相比Ｏ２／Ｎ２气氛２２粒着火方式巧降低挥发份析出后期颗粒升温速率的主导因素；高Ｃ〇２比热容导致挥发份０Ｎ０／Ｎ气氛化床燃烧室内，挥着火延迟时间长于２／２气氛和挥发份火焰温度低于２２：流发份燃烧释放热

7、由气流携带远离颗粒，对颗粒的升温过程无明显影响；相同的燃烧条件下。，不同燃料颗粒挥发份析出特性的差异主要源自颗粒自身属性的差异３运用高温可视化流化床燃烧实验平台研巧了０２／Ｃ０２气氛和（ＶＮ２气氛下我国典（）一，型煤焦颗粒燃烧特性，并运用维非稳态颗粒反应模型定量分析了Ｃ〇２取代Ｎ２对煤焦燃烧过程的影响机制，流化。研巧结果表明床内毫米级煤焦顆栓燃烧过程受化扩散速率控制，〇于Ｏ２／Ｎ２气氛导致该气氛下颗粒的燃烧速率下。〇２／Ｃ〇２气氛下２扩散速率低降，、温度降低；常规流化床燃烧温度条件下焦炭气化反应对颗粒燃烧过程的影响可忽７％温后，气化

8、反应对颗粒