Rijke管型自激式脉动流化床燃烧、脱硫和干燥特性实验研究

论文摘要

脉动燃烧技术具有燃烧强度高、燃烧效率高、传热效率高、排烟污染小、能形成自吸以及结构紧凑，节省固定投资等特点。流化床燃烧技术是一门比较成熟的已得到广泛推广应用的燃烧技术。浙江大学热能工程研究所将脉动燃烧与流化床燃烧相结合，提出了Rijke管型自激式脉动流化床的概念。本文就这种新型燃烧方式的燃烧特性、烟气脱硫特性和干燥特性进行了研究，以完善Rijke管型自激式脉动流化床的研究工作，为流化床领域的研究拓宽新的思路和研究方向。首先本文在综述了国内外流化床技术、脉动燃烧技术及二者相结合的脉动流化床燃烧技术的燃烧效率，脱硫特性及干燥特性研究进展的基础上，提出了本课题的研究工作。接着本文进行了Rijke管型自激式脉动流化床燃烧特性的实验研究，研究了静止床层高度、进口空燃比及燃烧区温度对燃烧效率的影响，研究发现：Rijke管型自激式脉动流化床的燃烧效率非常高，在进口空燃比只有0.8～0.9的情况下，燃烧效率仍然能达到接近100％。而后本文进行了Rijke管型自激式脉动流化床脱硫特性的实验研究，研究了在不同Ca／S比、不同床层燃烧温度、不同脱硫剂颗粒尺寸及不同SO2初始浓度情况下，脉动与非脉动两种工况的脱硫特性，研究发现：Rijke管型自激式脉动流化床脱硫特性和常规流化床脱硫特性相似，但脉动的存在更有利于流化床脱硫反应的进行。最后本文进行了Rijke管型自激式脉动流化床干燥特性的实验研究及数学模型的初步研究，在实验研究了床层料厚、干燥温度，干燥风速及干燥物料粒径各因素对脉动流化床干燥特性的影响基础上，采用常用薄层干燥模型对干燥实验数据进行了拟合研究，考虑到脉动燃烧的存在对物料干燥的影响，对常用薄层干燥模型进行了一定程度的改善，获得了更适合Rijke管型自激式脉动流化床干燥的薄层干燥模型，对这种新型燃烧方式在干燥领域的应用具有一定的指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 图目录
• 表目录
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 背景
• 1.1.1 我国的能源现状
• 1.1.2 脉动流化床技术
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 流化床及脉动燃烧效率的研究
• 1.2.2 脉动燃烧脱硫研究
• 1.2.3 干燥技术的研究
• 1.3 本课题研究的目的和内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 RIJKE管型自激式脉动流化床燃烧特性实验研究
• 2.1 引言
• 2.2 燃烧特性实验装置与实验方法
• 2.2.1 燃烧特性研究实验装置与测量仪器
• 2.2.2 燃烧特性实验工况
• 2.2.3 燃烧效率的计算方法
• 2.3 燃烧特性实验结果与分析
• 2.3.1 燃烧特性实验结果
• 2.3.2 进口空燃比和燃烧区温度对燃烧效率的影响
• 2.3.3 脉动声波对燃烧效率的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 RIJKE管型自激式脉动流化床脱硫特性实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 RIJKE管型自激式脉动流化床脱硫特性实验装置与实验方法
• 3.2.1 脱硫特性实验装置与数据测定方法
• 3.2.2 脱硫特性实验材料的选择
• 3.2.3 脱硫特性实验工况及结果分析方法
• 3.3 实验数据处理与分析
• 3.3.1 Ca/S比对CaO利用率的影响
• 3.3.2 燃烧区温度对CaO利用率的影响
• 3.3.3 脱硫剂颗粒尺寸对CaO利用率的影响
• 2初始浓度对CaO利用率的影响'>3.3.4 SO₂初始浓度对CaO利用率的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 RIJKE管型自激式脉动流化床干燥特性实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 RIJKE管型自激式脉动流化床干燥特性实验装置与实验方法
• 4.2.1 干燥特性实验装置与数据测定方法
• 4.2.2 干燥特性实验材料的选择
• 4.2.3 干燥特性实验流程
• 4.2.4 实验结果分析方法
• 4.3 干燥特性实验结果与分析
• 4.3.1 脉动声波对干燥特性的影响
• 4.3.2 静止床层料厚对脉动流化床干燥特性的影响
• 4.3.3 干燥温度对脉动流化床干燥特性的影响
• 4.3.4 进口风速对脉动流化床干燥特性的影响
• 4.3.5 物料粒度对脉动流化床干燥特性的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 RIJKE管型自激式脉动流化床干燥数学模型初步研究
• 5.1 引言
• 5.2 模型的确定
• 5.2.1 薄层干燥的常用模型
• 5.2.2 考虑脉动影响的模型
• 5.3 模型的拟合求解及系数的确定
• 5.3.1 模型的拟合求解
• 5.3.2 模型系数的确定
• 5.4 模型的比较分析
• 5.4.1 模型的对比选择
• 5.4.2 模型的验证
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结及展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 附表
• 附录 ORIGIN软件拟合求解过程
• 符号表
• 致谢