煤中挥发份燃烧机理的试验研究

论文题目: 煤中挥发份燃烧机理的试验研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 张海飞

导师: 张薇

关键词: 挥发份,燃烧,管式反应器,气相色谱

文献来源: 南京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着科学技术的发展和能源消费的剧增，天然化石能源越来越紧缺。煤作为我国主要的一次能源，合理的开发、使用，并降低其对环境的污染，是我们应用基础研究面临的重要任务。煤是由多种矿物质和有机质组成的混合物，煤的燃烧过程包括挥发份和固定碳的燃烧。挥发份是由多种碳氢化合物组成，由于其燃烧机理复杂，反应时间迅速，所以煤燃烧过程的研究工作大多围绕碳的燃烧进行，对挥发份燃烧机理研究的很少。本文采用管式反应器，以八种煤粉为基本研究对象，对挥发份燃烧的试验过程进行了初步尝试。重点研究了在600℃～800℃这一温度区间，不同煤种、不同粒径及不同温度下的挥发份燃烧反应动力学规律，通过对不同测试方法的分析比较，选择了用气相色谱分析方法对煤的挥发份燃烧产物进行测试，通过以上试验和对试验数据的处理，得到了比较理想的结果，并结合试验研究结果，对反应机理进行了分析。由研究可见，在管式反应器的试验条件下，挥发份燃烧时CO2的生成量远小于CO的生成量，在温度较低时，更为明显。不同煤种挥发份燃烧时产物中CO2和CO的差异很明显，产物中CO2浓度高的煤种，相应的CO也高。反应温度对燃烧时产物中CO2和CO的含量影响很大，对高挥发份的煤，随温度的升高，CO2的生成量增加，且出峰时间提前，但温度达到750℃以后，CO2的峰值不再增加，750℃时的峰值甚至降低，但出峰时间明显提前。粒度对燃烧时产物中CO2和CO的浓度影响也很大，粒度越大，不管是CO2，还是CO的生成速率，都明显下降。曲线上出峰的时间明显滞后，且随粒度的变大有增大的趋势。在600℃的低温下，挥发份反应的结束点并不能从曲线上反映的很清晰，说明在低温下，反应速度较低，在800℃的曲线上，能够分辨出在这样的管式反应器里，挥发份燃烧时间上大约在几秒到十几秒。此外，不同取样点上CO含量随时间的变化很大，说明CO在随气流流动的过程中仍然继续反应。本文对挥发份在试验温度下的反应机理进行了分析，认为在较低的温度下，

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 前言

1.2 煤的燃烧过程

1.2.1 煤的燃烧过程概述

1.2.2 煤的热解

1.2.3 煤中挥发份的组成

1.2.4 煤中挥发份的燃烧

1.3 挥发份燃烧过程研究现状

1.4 煤挥发份析出模型

1.4.1 两阶段的动力学模型

1.4.2 煤粉热解的通用模型

1.5 煤挥发份燃烧测试方法

1.5.1 常用的气体成分分析的测试方法

1.5.2 热导式气体分析仪检测法

1.5.3 红外线气体分析仪

1.5.4 气相色谱仪

1.5.5 核辐射检测法

第2章课题内容及研究思路

2.1 煤挥发份燃烧实验目的

2.2 试验研究的内容

2.3 研究方法及技术路线

第3章试验流程的设计及测试方法的选择

3.1 反应器的确定

3.1.1 实验反应器的类型

3.1.2 实验反应器内的流动模型

3.1.3 实验反应器的流程

3.2 气体分析系统

3.2.1 煤挥发份燃烧测定方法的选择

3.2.2 SP-2307气相色谱仪的主要技术数据

3.2.3 SP-2307气相色谱仪的工作原理

第4章试验结果与分析

4.1 实验的基本情况

4.2 挥发份燃烧时CO_2和CO浓度变化

4.3 不同煤种挥发份燃烧时产物中CO_2和CO的差异

4.4 不同反应温度时燃烧时产物中CO_2和CO的差异

4.5 不同粒度时燃烧时产物中CO_2和CO的差异

4.6 燃烧产物中CO的继续燃烧

4.7 本章小结

第5章挥发份的燃烧机理分析

5.1 反应的控制步骤

5.2 反应产物

5.3 反应时间

5.4 本章小结

第6章试验过程误差分析

6.1 误差的主要来源

6.2 本章小结

第7章结论

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

成果

致谢

发布时间: 2007-03-23

参考文献

[1].超临界酯交换制取生物柴油及其燃烧反应机理研究[D]. 彭娜.浙江大学2007

煤中挥发份燃烧机理的试验研究

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