炭粒富氧燃燒中傳質(zhì)系數(shù)的修正及其應(yīng)用.pdf

1、煤的富氧燃燒技術(shù)是目前最具潛力的碳捕捉技術(shù)之一。與傳統(tǒng)的空氣燃燒技術(shù)不同,炭粒將在O2/CO2氣氛中燃燒,表面會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的斯蒂芬流,對(duì)炭粒的燃燒、傳熱、傳質(zhì)過(guò)程有很大影響。本文通過(guò)詳細(xì)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,建立了有 CO邊界層氣相反應(yīng)時(shí)描述斯蒂芬流影響的實(shí)用預(yù)報(bào)方法,發(fā)展了適用于富氧燃燒的實(shí)用炭粒燃燒模型,深入研究了O2/CO2氣氛中斯蒂芬流和CO邊界層反應(yīng)對(duì)炭粒燃燒的影響,為富氧燃燒煤粉火焰的綜合數(shù)值模擬奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　

2、文中考慮炭燃燒主要表面反應(yīng)、邊界層反應(yīng)和多組分?jǐn)U散,在Maxwell-Stefan方程基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出考慮CO邊界層反應(yīng)和斯蒂芬流的O2、CO2傳質(zhì)系數(shù)的修正表達(dá)式,并分析了O2/CO2氣氛下空間反應(yīng)和斯蒂芬流對(duì)傳質(zhì)過(guò)程的影響。結(jié)果表明,火焰鋒面離炭表面越近, O2傳質(zhì)系數(shù)越小,CO2傳質(zhì)系數(shù)越大。炭粒表面僅有氧化反應(yīng)時(shí),考慮邊界層CO氣相反應(yīng)后,O2傳質(zhì)系數(shù)的最大修正幅度為50％,比不考慮邊界層反應(yīng)的結(jié)果,又增加了32.5%的修正量。僅

3、考慮表面還原反應(yīng)時(shí),火焰鋒面位置有最小值,不可能極接近或落在顆粒表面上。同時(shí)考慮表面氧化和表面還原,O2和CO2的傳質(zhì)系數(shù)都會(huì)降低,總體上看,反應(yīng)的增多對(duì)CO2擴(kuò)散的影響程度比對(duì)O2的影響大。
　　文中采用熱天平和管式爐兩種實(shí)驗(yàn)技術(shù),進(jìn)行了擴(kuò)散控制下的炭球富氧燃燒實(shí)驗(yàn),建立了炭富氧燃燒中傳質(zhì)系數(shù)的分析測(cè)試方法,驗(yàn)證了修正傳質(zhì)系數(shù)的必要性,證實(shí)了推導(dǎo)的修正因子可用于描述炭粒富氧燃燒中氣相反應(yīng)和斯蒂芬流的影響。
　　應(yīng)用修正的傳