O2/CO2煤粉燃烧污染物特性实验和理论研究PDF电子书下载

第一篇 绪论 3

第1章 绪论 3

1.1　研究背景 3

1.1.1　能源概况及现存环境污染问题 3

1.1.2 目前SO2主要控制技术手段 4

1.1.3　高温炉内喷钙脱硫机理研究现状 6

1.1.4　燃煤NOx污染排放及控制手段 15

1.1.5　燃煤重金属迁移特性研究 17

1.2　O2/CO2技术的提出及研究意义 19

1.2.1　O2/CO2技术的提出背景 19

1.2.2　O2/CO2技术研究意义 20

1.2.3 O2/CO2煤粉混燃技术研究状况 22

1.2.4　技术经济可行性分析 23

1.3　本书主要研究内容 26

参考文献 26

第二篇 煤焦的燃烧和模拟 35

第2章　煤焦燃烧与气化过程的研究现状及分析 35

2.1　引言 35

2.2　煤焦的物理和化学结构 35

2.2.1　煤焦的物理结构 36

2.2.2　煤焦的化学结构 37

2.2.3　煤的岩相学结构 38

2.3　煤焦燃烧与气化的物理化学过程 38

2.3.1　反应表面积的划分 38

2.3.2　反应过程的划分 39

2.3.3　反应控制区域的划分 39

2.4　煤焦燃烧与气化的化学反应机理 40

2.4.1　表面非均相化学反应机理 40

2.4.2　颗粒周围的均相化学反应 42

2.5　煤焦的反应性与反应速率的表示方法 43

2.5.1　煤焦反应性的表示 43

2.5.2　反应速率的表示 43

2.6　煤焦反应速率的模拟 44

2.6.1　总体反应速率的模拟 44

2.6.2　内在反应速率及孔结构的模拟 45

2.7　影响煤焦燃烧与气化过程的其他因素 49

2.8　煤焦反应动力学的研究方法 49

2.8.1　管式沉降炉 49

2.8.2　热重分析技术 50

2.9　典型煤焦的燃烧与气化的动力学参数 50

2.10　小结 52

参考文献 52

第3章　无孔纯碳颗粒在O2/CO2混合气氛中燃烧的理论模拟 58

3.1　引言 58

3.2　单颗粒碳反应的理论模型 59

3.2.1　问题的物理描述 59

3.2.2　问题的数学描述 59

3.2.3　模型的分析求解 60

3.2.4　计算中参数的选择 62

3.3　模拟结果与分析 63

3.3.1　气相反应参数对碳粒反应速率的影响 63

3.3.2　环境温度和O2/CO2体积比对碳粒反应速率的影响 66

3.3.3　颗粒粒径的影响 67

3.4　小结 68

参考文献 69

第4章　煤焦在高浓度CO2下燃烧与气化的TGA实验研究 71

4.1　实验仪器及实验工况 71

4.1.1　实验样品 71

4.1.2　实验仪器及实验方法 71

4.2　实验结果 72

4.3　实验的模拟计算 75

4.3.1　理论模型的比较 75

4.3.2　理论模型的改进 76

4.3.3　反应动力学参数的计算 78

4.4　小结 80

参考文献 80

第5章 煤焦在高浓度CO2下燃烧与气化的EFR实验研究 82

5.1 实验系统介绍 82

5.1.1 携带炉炉体部分 83

5.1.2 微量给粉装置 83

5.1.3 燃烧器及送风系统 83

5.1.4 取样和气氛分析 84

5.1.5 电源柜与温控装置 84

5.2 实验工况及实验过程 84

5.2.1 实验工况 85

5.2.2 实验过程 85

5.3 实验结果 85

5.4 携带炉中气相和颗粒速度、温度的分析计算 89

5.4.1 颗粒的运动历程 89

5.4.2 颗粒的温度历程 92

5.5 实验的模拟计算 93

5.6 小结 95

参考文献 95

第6章 O2/CO2煤粉燃烧特性研究及固硫特性的初步讨论 97

6.1 引言 97

6.2 热重分析O2/CO2-空气煤粉燃烧特性比较 97

6.2.1 热重分析概念 98

6.2.2 实验分析指标 99

6.2.3 煤粉O2/CO2-空气气氛下燃烧特性实验比较 99

6.3 O2/CO2气氛与空气气氛燃煤钙基固硫特性比较 107

6.4 煤粉燃烧灰分分析 110

6.5 小结 112

参考文献 113

第7章 O2/CO2煤粉燃烧钙基脱硫特性研究 115

7.1 引言 115

7.2 传统脱硫反应存在的问题 115

7.3 O2/CO2气氛下钙基脱硫规律实验研究 116

7.3.1 热重硫化反应实验研究 116

7.3.2 沉降炉O2/CO2煤粉燃烧钙基脱硫实验分析 123

7.3.3 孔隙结构、SEM及XRD测试分析 130

7.4 小结 135

参考文献 136

第8章 O2/CO2气氛下硫酸钙分解特性研究 139

8.1 引言 139

8.2 硫酸钙高温条件热力学分析 139

8.2.1 硫酸钙高温分解热力学特性 139

8.2.2 直接硫化反应对硫酸钙高温分解特性影响 143

8.3 硫酸钙分解实验研究 145

8.3.1 实验结果分析 146

8.3.2 动力学参数确定 149

8.4 不同硫化过程对CaSO4产物层发展的影响 150

8.5 小结 152

参考文献 153

第9章 金属盐对炉内钙基直接硫化反应的影响 154

9.1 引言 154

9.2 实验设备及方法 154

9.2.1 实验仪器及条件 154

9.2.2 实验步骤 155

9.2.3 实验结果与讨论 155

9.3 小结 164

参考文献 165

第10章 O2/CO2煤粉燃烧NOx生成特性实验研究 166

10.1 引言 166

10.2 NOx生成特性实验概述 166

10.3 沉降炉煤粉燃烧NOx释放实验研究 167

10.3.1 实验条件 167

10.3.2 实验结果及分析 168

10.4 甲烷气体模拟烟气分析NO生成实验 172

10.4.1 实验条件 172

10.4.2 分析结果 173

10.4.3 燃料氮与循环氮的相互作用 175

10.5 小结 177

参考文献 178

第11章 O2/CO2煤粉燃烧的数值模拟 180

11.1 引言 180

11.2 煤粉燃烧气-固两相流动概述 180

11.2.1 各种模型的选择 180

11.3 本节采用的模型及数值计算方法 187

11.3.1 网格的划分 188

11.3.2 模型的选择及边界条件 188

11.3.3 模拟结果及分析 192

11.4 小结 198

参考文献 198

第三篇 O2/CO2气氛重金属汞生成特性研究第12章 O2/CO2燃煤气氛重金属汞形态分布 203

12.1 引言 203

12.2 实验装置和方法 203

12.3 实验结果与分析 205

12.3.1 O2/CO2和空气气氛下烟气中汞形态随温度分布的差异 205

12.3.2 O2/CO2气氛下不同煤种烟气中汞形态分布的差异 207

12.3.3 O2/CO2气氛对灰中汞含量的影响 208

12.4 小结 209

参考文献 210