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动力工程
煤颗粒流化床增压富氧燃烧脱挥发分模型研究
增压富氧燃烧被认为是最有前景的CO_(2)捕集技术之一,近年来逐渐引起学术界和工业界的关注。而由于增压实验难度较大,燃烧过程如同“黑匣子”,燃烧信息获取不丰富等原因,目前关于煤颗粒增压富氧燃烧机理的研究尚不充分。本文通过建立煤颗粒脱挥发分数学模型研究了增压流态化条件下的O_(2)/CO_(2)和O_(2)/N_(2)气氛对煤颗粒脱挥发分过程的影响机制。模型考虑了煤颗粒与环境之间的传热以及颗粒内部温度梯度,采用非稳态一维颗粒模型描述煤颗粒干燥和挥发分的析出过程。研究结果表明,模型具有良好的适用性,脱挥发分时间的计算值与前期实验结果之间误差小于20%;模型敏感性分析表明床料比热容、燃料比热容、燃料尺寸、燃料密度、燃料水分含量以及总换热系数对颗粒干燥时间的影响较大;床料比热容、换热系数以及燃料的密度和尺寸对脱挥发分过程影响较大,而床料比热容、换热系数、燃料密度以及燃料尺寸是影响颗粒内外温度梯度峰值的主要因素;压力和床温的升高均会带来煤颗粒与床料之间换热的增强,从而带来较低的干燥时间和脱挥发分时间,提高颗粒内外温差的峰值;而与N_(2)气氛相比,CO_(2)气氛下干燥时间和脱挥发分时间略有下降,颗粒内外温差会增加;随着流化数(w)的升高,颗粒与环境之间的换热作用被加强,干燥和脱挥发分过程被缩短。
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煤炭学报
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