第1章 概述 1
1.1 高温空气燃烧技术发展的社会背景 1
1.2 高温空气燃烧技术发展的技术背景 2
1.3 高温空气燃烧工作原理与技术优势 4
1.4 高温空气燃烧烧嘴型式 5
1.5 高温空气燃烧的研究焦点 7
1.5.1 关键部件 7
1.5.2 燃烧机理 8
1.5.3 燃料适用性 11
1.6 高温空气燃烧的数值研究 12
1.6.1 计算模型的选用 12
1.6.2 高温空气燃烧特性数值模拟方法 13
1.6.3 商业软件的缺点及自主开发数值模拟计算程序的重要性 16
1.6.4 未来高温空气燃烧数值模拟的发展方向 16
1.7 高温空气燃烧的应用 16
1.7.1 HTAC技术的应用范围 16
1.7.2 HTAC技术的工艺应用 17
1.7.3 HTAC技术在企业的应用 17
1.8 高温空气气化 21
1.8.1 高温空气气化与传统气化对比 21
1.8.2 高温空气气化优越性 26
1.8.3 高温空气气化应用前景 27
第2章 低氧弥散燃烧过程物理化学特征 31
2.1 高温空气燃烧火焰特性 31
2.1.1 火焰外观特征 31
2.1.2 火焰稳定曲线 33
2.1.3 火焰温度特征 33
2.1.4 燃烧噪音 34
2.2 低氧弥散燃烧概念 34
2.3 低氧弥散燃烧热力学特征 36
2.3.1 稳定燃烧机理 36
2.3.2 燃烧温度 37
2.4 低氧弥散燃烧动力学特征 38
2.4.1 Arrihenius燃烧反应速率 38
2.4.2 燃烧分区 39
2.5 弥散性能特征指标 42
2.5.1 弥散度 42
2.5.2 炉温不均匀度 43
2.6 燃烧性能强化 44
2.6.1 燃烧过程速度 44
2.6.2 燃烧功率 46
2.6.3 弥散性能 46
第3章 低氧弥散燃烧数值模拟研究 50
3.1 高温空气燃烧数值模拟研究现状 50
3.2 流动、传热与燃烧数值模拟建立 53
3.3 EDM速度系数A对低氧空气燃烧数值模拟的影响 55
3.4 燃烧温度对燃烧数值模拟的影响 60
3.4.1 比定压热容等效系数 60
3.4.2 浓度场与温度场 61
3.4.3 弥散性能指标 63
3.5 EDM速度系数A对燃烧数值模拟的影响 65
3.6 低氧弥散燃烧动力学条件 67
第4章 低氧弥散燃烧实验 70
4.1 低氧弥散燃烧实验系统 70
4.1.1 实验系统原理及组成 70
4.1.2 热工参数检测 72
4.2 实验操作与数据整理 74
4.3 低氧弥散燃烧温度均匀性能 74
4.3.1 反应区弥散特征 75
4.3.2 变化EDM速度系数A的燃烧数值模拟准确性 76
4.3.3 引用等效比定压热容的燃烧数值模拟准确性 78
4.4 低氧弥散燃烧动力学条件 81
4.4.1 一氧化碳排放浓度 81
4.4.2 低氧弥散燃烧动力学条件 82
第5章 薄壁蓄热体热过程数学模型及摄动法求解 87
5.1 薄壁蓄热研究现状 88
5.2 蓄热过程传热分析 90
5.3 放热过程传热分析 94
5.4 蓄热过程气固温度分布渐近解 95
5.4.1 导热项系数的小参数特征 96
5.4.2 弱导热一阶渐近解 98
第6章 薄壁蓄热体热过程数值仿真系统开发与应用 106
6.1 薄壁蓄热传热数值仿真系统开发 106
6.2 薄壁蓄热解析准确性验证 108
6.2.1 实验对比 108
6.2.2 数值计算对比 111
6.3 气固传热过程分析 112
6.3.1 计算参数选取 112
6.3.2 仿真结果及分析 112
6.4 弥散燃烧切换周期优化设计 115
6.4.1 设计约束条件 115
6.4.2 切换周期取值范围 116
第7章 薄壁蓄热体传热特性摄动解析 119
7.1 最佳切换周期 120
7.2 预热空气型薄壁蓄热系统温度效率 121
7.2.1 气体水当量对温度效率的影响 121
7.2.2 结构参数对温度效率的影响 122
7.2.3 固体热物性参数对温度效率的影响 125
7.2.4 薄壁蓄热最大温度效率和最佳切换周期验证 128
7.3 单预热燃气型薄壁蓄热系统热效率 129
7.3.1 热效率 130
7.3.2 热效率分析 131
7.4 双预热型薄壁蓄热系统热效率 132
7.4.1 热效率 133
7.4.2 热效率分析 133
第8章 基于高温空气燃烧的熔铅炉 135
8.1 国内铅冶炼背景 135
8.2 基于高温空气燃烧的熔铅炉技术方案 136
8.3 工程应用实例 137
8.3.1 熔铅炉热平衡计算 138
8.3.2 熔铅炉系统结构设计 145
8.3.3 蓄热式燃烧系统的控制系统的设计 148
8.3.4 改造后熔铅炉的节能和环保效益 150
第9章 生物质燃料气化数学模型及其应用 152
9.1 固体燃料气化研究现状 152
9.2 模型假设 153
9.3 气化数学模型 153
9.3.1 物料平衡条件 153
9.3.2 化学平衡条件 154
9.3.3 能量平衡条件 156
9.3.4 模型的求解 159
9.4 高温空气气化性能探讨 160
9.4.1 高温空气气化指标分析 160
9.4.2 高温空气／水蒸气气化指标分析 168
9.4.3 高温氧气气化指标分析 175
9.5 模型应用 176
9.5.1 木屑气化 176
9.5.2 秸秆气化 180
9.5.3 稻壳气化 182
9.5.4 棉柴气化 183
9.5.5 煤粉气化 184
第10章 木屑高温空气气化试验研究 187
10.1 高温空气气化试验系统 187
10.1.1 系统组成及工作流程 187
10.1.2 测试系统组成 189
10.1.3 高温空气流量测量 189
10.2 木屑高温空气气化试验操作过程 190
10.3 木屑高温空气气化试验结果及分析 191
第11章 研究总结 198
参考文献 201
附录1 实验装置图 223
附录2 部分彩图 223