煤粉燃烧特性及氮氧化物生成模型

摘要

能源是人类赖以生存的基础与动力，随着社会的快速发展，世界各国对能源的依赖程度逐渐增强，根据我国能源现状，在未来很长一段时间内，煤炭在我国能源需求上仍占主要地位。因此，研究煤燃烧特性及燃烧过程污染物的排放特性具有重要意义。
　　目前针对煤粉燃烧特性的研究中，大部分采用逐步升温热重分析装置，并且所涉及的温度在1100℃左右，和实际炉膛的燃烧温度（1400~1500℃）差别较大。因此，有必要研究煤粉瞬态喷入炉内时的高温下（1400~1500℃）等温燃烧特性。本文自制恒温热重实验台，模拟炉膛环境，研究了高温下工业分析和燃烧温度对煤粉燃烧特性的影响，并同时测量了NO生成情况。
　　（1）利用自定义着火参数Ffire值对煤粉的着火难易程度进行判断具有较好的灵敏度。不同温度下，工业分析组合参数x1与着火参数Ffire值符合指数关系，x2与着火参数Ffire值呈线性关系。以煤粉工业分析数据为自变量，建立煤粉在高温、恒温条件下的着火特性模型，并对检验煤粉的着火参数进行预测，结果表明着火参数预测值接近实验值，准确率较高。
　　（2）根据工业分析定性判断燃尽时间长短存在不确定性；不同温度下，组合参数x1、x2与煤粉燃尽时间均符合二次函数关系。温度升高能改善煤粉的燃尽特性；当温升幅度相同时，初始温度越高，煤粉前期燃烧失重速率的增加幅度越小；相同温度T1、T2下，不同煤粉的燃尽时间比值KT2T1基本相等；固定温度T1，燃尽时间比值KT2T1与温度T2的对数符合线性关系。利用建立的模型对检验煤粉在不同温度下的燃尽时间进行预测并和实验结果进行比对，结果表明该模型对煤粉燃尽时间的预测具有较高的准确度。
　　（3）考虑挥发分具体成分、挥发分与焦炭同时竞争燃烧的同时，建立了描述煤粒NO生成过程的模型。模拟计算了5种煤粉不同温度下NO随时间变化的生成量，模拟结果与实验结果都比较吻合，模型具有一定的可靠性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 煤粉的着火特性预测模型

2.1 实验系统及方法

2.2 着火特性的表征

2.3 工业分析与着火参数的关系

2.4 模型

2.5 预测结果

2.6 结论

第3章 煤粉的燃尽特性预测模型

3.1 实验条件

3.2 结果与分析

3.3 模型

3.4 预测结果

3.5 结论

第4章 煤粉氮氧化物生成模型

4.1 模型描述及假设

4.2 模型的建立

4.3 实验条件

4.4 结果及分析

4.5 本章小结

第5章 全文总结与建议

5.1 全文总结

5.2 下一步工作建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢