型煤解耦燃烧—成型机理、CFD模拟及污染物减排研究
批准号:
52076205
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
崔丽杰
依托单位:
学科分类:
燃烧学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
崔丽杰
中文摘要
民用散煤通常用于取暖及居民炊事,燃烧条件差、燃烧效率低且无任何污染控制措施,导致其燃烧污染危害程度比工业燃煤污染危害程度更甚。其污染物的减排主要是通过控制民用散煤质量和提高民用炉具燃烧技术两条途径。本课题将采用散煤型煤化和解耦燃烧相结合的方式达到散煤清洁高效利用的目的。运用实验与模拟相结合的方法,系统研究多种粘结剂的大颗粒型煤的燃烧特性,探索其成型机理及污染物的排放规律。通过计算流体力学(CFD)模拟计算探索大颗粒煤在移动床内燃烧的传热、流动、反应特征,预测燃烧过程的关键点。为燃烧炉的燃煤选择和煤炉设计提供重要参考依据,实现煤炉结构-燃烧方式-洁净型煤优化匹配,达到散煤洁净高效燃烧的目的。
英文摘要
Civilian bulk coal is commonly used for heating and cooking, poor combustion conditions, low combustion efficiency and no pollution control measures, resulting in its combustion pollution much higher than industrial coal-fired pollution. The reduction of pollutants is mainly through the control of the quality of civilian bulk coal and improve the combustion technology. Our project will combine briquette technology and decoupling combustion to achieve the goal of clean and efficient utilization of bulk coal. Using the method of combining experiment and simulation, the combustion characteristics of briquettes with a variety of binders are studied thoroughly, and the briquetting mechanism and the emission law of pollutants are explored. The heat transfer, flow and reaction characteristics of briquette burning in the moving bed are studied by computational fluid dynamics (CFD) simulation, predicting the key points of combustion process. Then achieve the matching of coal burning stoves, combustion style and clean briquette, and achieve the clean and highly efficient combustion of bulk coal.
本研究聚焦于型煤粘结剂及成型条件的优化、成型机理的探索、型煤解耦燃烧动力学及NO生成机理的研究,并利用数值模拟对型煤解耦燃烧技术进行了优化。通过单因素和多因素实验,筛选出松木屑作为最佳粘结剂,并确定了最佳成型条件。利用SEM、红外光谱和核磁共振等手段,揭示了型煤在热压成型过程中颗粒间的液体桥和固体桥形成机制。研究发现,纤维素和木质素的存在显著提高了型煤的落下强度,而木聚糖的添加则对发热量提升有积极作用。通过热重分析和固定床燃烧实验,研究了型煤在不同燃烧条件下的燃烧特性,并通过实验和模拟研究了型煤在传统燃烧和解耦燃烧过程中NO的生成和减排机理。此外,建立了型煤解耦燃烧的双流体模型,模拟了燃烧过程中的传热、流动和反应特征,验证了模型的可靠性,并通过模拟结果优化了解耦炉的结构和操作条件。..研究取得了显著进展,包括型煤成型条件的优化、成型机理的深入理解、燃烧动力学的详细分析以及NO生成机理的揭示。关键数据如型煤的工业分析、发热量、元素分析结果等,为型煤技术的科学意义和应用前景提供了坚实的数据支持。型煤技术作为一种洁净煤技术,能够实现生物质从废弃物到能源的转换以及煤炭资源的清洁利用,具有重要的环境和经济价值。
基于DEM模拟的颗粒物质混合与传热耦合过程机理研究
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批准号:20706057
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2007
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负责人:崔丽杰
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依托单位:
国内基金
海外基金