弛放气燃烧特性的实验研究

摘要

本文在国家重点基础研究发展计划(973计划)项目《气化煤气与热解煤气共制合成气的多联产应用的基础研究》的资助下，利用CH4、CO和H2按一定体积百分比配制的混合气模拟弛放气，采用实验研究的方法，研究弛放气燃烧的基本特性，积累弛放气燃烧的基础数据与规律，为弛放气的工程燃烧提供指导。 本文介绍了CH4、CO和H2的燃烧基本理论、弛放气的物理化学性质，建立了研究弛放气燃烧特性的燃烧实验系统，在实验系统上完成了过量空气系数对弛放气燃烧温度，燃烧产物影响的实验研究。 本文通过实验得出了弛放气的燃烧温度在燃烧室内沿半径方向逐渐下降，在靠近燃烧室壁面附近，燃烧温度沿轴向上升，燃烧室内其它地方沿轴向逐渐下降，出口温度低于500℃。在过量空气系数α=0.8～1.3的范围内，O2浓度沿轴向逐渐增加，CO2浓度先升高后降低，在a=0.95附近其浓度出现峰值。通过实验发现，在过量空气系数α<0.9时，NOx的生成量急剧增加，a=1.05时其浓度出现谷值，在a=1.1时出现峰值，在谷值前其浓度下降显著，峰值后其浓度降低速度变缓。通过实验发现，在NOx的生成过程中，过量空气系数存在最小值和最佳值，要根据具体情况来决定过量空气系数的大小。

目录

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第一章绪论

1.1我国的能源与环境现状

1.2课题背景

1.3弛放气燃烧特性的研究现状

1.4本课题的主要研究内容和方法

1.5本章小结

第二章燃气燃烧的基本理论

2.1气体燃料的燃烧特点及燃烧形式

2.1.1扩散燃烧

2.1.2预混燃烧

2.2气体燃烧反应机理

2.2.1燃烧的基本条件及燃烧反应机理

2.2.2气体燃烧的火焰传播速度

2.2.3氢的氧化反应

2.2.4一氧化碳的氧化反应

2.2.5甲烷的氧化反应

2.2.6 NOx的生成机理

2.3燃气燃烧计算

2.3.1燃烧所需空气量的计算

2.3.2烟气量的计算

2.3.3燃烧温度计算

2.4本章小结

第三章弛放气的成分及性质

3.1弛放气的成分

3.1.1合成氨厂中弛放气的组成

3.1.2合成甲醇过程中弛放气的组成

3.2弛放气的性质

3.3本章小结

第四章实验系统建设

4.1引言

4.2实验系统设计条件

4.3实验系统设计计算

4.3.1最大发热量的计算

4.3.2燃烧室计算

4.3.3空气量计算

4.3.4烟气量计算

4.3.5燃烧器计算

4.4实验系统搭建

4.4.1气体燃烧系统

4.4.2空气供给系统

4.4.3燃料供给系统

4.4.4温度测量和烟气取样分析系统

4.4.5系统综合介绍

4.5本章小结

第五章弛放气燃烧特性的实验研究

5.1燃烧室内温度场和浓度场的测量

5.1.1测点布置

5.1.2实验描述及分析

5.2过量空气系数对弛放气燃烧温度的影响

5.2.1实验工况

5.2.2实验结果及分析

5.3过量空气系数对弛放气燃烧产物的影响

5.4过量空气系数对燃烧室出口处燃烧产物的影响

5.5本章小结

第六章结论及建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

致谢

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