焦炭燃烧特性及动力学通用模型研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:weinziel
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焦炭燃烧在煤或生物质燃烧中占有重要地位。研究焦炭燃烧的燃烧特性、把握初始反应性及其变化规律,发展具备一定的燃料通用性、计算负荷低且预测精度高、适应性广泛的燃烧模型,对于工业燃烧设备的模拟和优化设计具有重要意义。   首先,本文通过国内外的文献调研,分析研究了影响焦炭燃烧过程的关键因素:焦炭的初始活性、燃烧过程中反应性的变化及燃烧状态的影响,提出了通用模型构建思路;   其次,以现有的煤焦实验数据为基础,建立了煤焦化学活性与燃料种类之间的定量关系,建立了具有一定通用性、适用于煤焦燃烧过程模拟的计算模型;   随后,通过对国内四种典型的生物质焦(高粱秆焦,玉米芯焦,稻秆焦和松木焦)燃烧特性的实验和分析,发现以煤焦为基础建立的焦炭燃烧模型虽然具有一定的通用性和合理性,但由于生物质灰分含量高,同时大量挥发份的析出造成了孔隙结构的碎裂,形成了不同于常规煤焦的微孔结构,因此将煤焦燃烧计算模型运用于生物质焦炭时,需要进一步的研究和修正;   最后,本文基于随机孔假设,考察了碳介质外表面积燃烧和灰催化对生物质焦炭燃烧过程的影响,构建了混合随机孔模型(MRPM)和混合催化随机孔模型(MCRPM)模型,较好地模拟了生物质焦炭的燃烧过程,可作为生物质焦炭燃烧通用模型构建的基础之一。
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