O2/CO2煤粉燃烧污染物特性实验和理论研究

前言

第一篇 绪论

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 能源概况及现存环境污染问题

1.1.2 目前SO2主要控制技术手段

1.1.3 高温炉内喷钙脱硫机理研究现状

1.1.4 燃煤NO2污染排放及控制手段

1.1.5 燃煤重金属迁移特性研究

1.2 O2／CO2技术的提出及研究意义

1.2.1 O2／CO2技术的提出背景

1.2.2 O2／CO2技术研究意义

1.2.3 O2／CO2煤粉混燃技术研究状况

1.2.4 技术经济可行性分析

1.3 本书主要研究内容

参考文献

第二篇 煤焦的燃烧和模拟

第2章 煤焦燃烧与气化过程的研究现状及分析

2.1 引言

2.2 煤焦的物理和化学结构

2.2.1 煤焦的物理结构

2.2.2 煤焦的化学结构

2.2.3 煤的岩相学结构

2.3 煤焦燃烧与气化的物理化学过程

2.3.1 反应表面积的划分

2.3.2 反应过程的划分

2.3.3 反应控制区域的划分

2.4 煤焦燃烧与气化的化学反应机理

2.4.1 表面非均相化学反应机理

2.4.2 颗粒周围的均相化学反应

2.5 煤焦的反应性与反应速率的表示方法

2.5.1 煤焦反应性的表示

2.5.2 反应速率的表示

2.6 煤焦反应速率的模拟

2.6.1 总体反应速率的模拟

2.6.2 内在反应速率及孔结构的模拟

2.7 影响煤焦燃烧与气化过程的其他因素

2.8 煤焦反应动力学的研究方法

2.8.1 管式沉降炉

2.8.2 热重分析技术

2.9 典型煤焦的燃烧与气化的动力学参数

2.10 小结

参考文献

第3章 无孔纯碳颗粒在O2／CO2混合气氛中燃烧的理论模拟

3.1 引言

3.2 单颗粒碳反应的理论模型

3.2.1 问题的物理描述

3.2.2 问题的数学描述

3.2.3 模型的分析求解

3.2.4 计算中参数的选择

3.3 模拟结果与分析

3.3.1 气相反应参数对碳粒反应速率的影响

3.3.2 环境温度和O2／CO2体积比对碳粒反应速率的影响

3.3.3 颗粒粒径的影响

3.4 小结

参考文献

第4章 煤焦在高浓度CO2下燃烧与气化的TGA实验研究

4.1 实验仪器及实验工况

4.1.1 实验样品

4.1.2 实验仪器及实验方法

4.2 实验结果

4.3 实验的模拟计算

4.3.1 理论模型的比较

4.3.2 理论模型的改进

4.3.3 反应动力学参数的计算

4.4 小结

参考文献

第5章 煤焦在高浓度CO2下燃烧与气化的EFR实验研究

5.1 实验系统介绍

5.1.1 携带炉炉体部分

5.1.2 微量给粉装置

5.1.3 燃烧器及送风系统

5.1.4 取样和气氛分析

5.1.5 电源柜与温控装置

5.2 实验工况及实验过程

5.2.1 实验工况

5.2.2 实验过程

5.3 实验结果

5.4 携带炉中气相和颗粒速度、温度的分析计算

5.4.1 颗粒的运动历程

5.4.2 颗粒的温度历程

5.5 实验的模拟计算

5.6 小结

参考文献

第6章 02／CO2煤粉燃烧特性研究及固硫特性的初步讨论

6.1 引言

6.2 热重分析O2／CO2空气煤粉燃烧特性比较

6.2.1 热重分析概念

6.2.2 实验分析指标

6.2.3 煤粉O2／CO2-空气气氛下燃烧特性实验比较

6.3 O2／CO2气氛与空气气氛燃煤钙基固硫特性比较

6.4 煤粉燃烧灰分分析

6.5 小结

参考文献

第7章 O2／CO2煤粉燃烧钙基脱硫特性研究

7.1 引言

7.2 传统脱硫反应存在的问题

7.3 O2／CO2气氛下钙基脱硫规律实验研究

7.3.1 热重硫化反应实验研究

7.3.2 沉降炉O2／CO2煤粉燃烧钙基脱硫实验分析

7.3.3 孔隙结构、SEM及XRD测试分析

7.4 小结参考文献

第8章 O2／C02气氛下硫酸钙分解特性研究

8.1 引言

8.2 硫酸钙高温条件热力学分析

8.2.1 硫酸钙高温分解热力学特性

8.2.2 直接硫化反应对硫酸钙高温分解特性影响

8.3 硫酸钙分解实验研究

8.3.1 实验结果分析

8.3.2 动力学参数确定

8.4 不同硫化过程对CaSO4产物层发展的影响

8.5 小结

参考文献

第9章 金属盐对炉内钙基直接硫化反应的影响

9.1 引言

9.2 实验设备及方法

9.2.1 实验仪器及条件

9.2.2 实验步骤

9.2.3 实验结果与讨论

9.3 小结

参考文献

第10章 O2／CO2煤粉燃烧NOx生成特性实验研究

10.1 引言

10.2 NOx生成特性实验概述

10.3 沉降炉煤粉燃烧NOx释放实验研究

10.3.1 实验条件

10.3.2 实验结果及分析

10.4 甲烷气体模拟烟气分析NO生成实验

10.4.1 实验条件

10.4.2 分析结果

10.4.3 燃料氮与循环氮的相互作用

10.5 小结

参考文献

第11章 O2／CO2煤粉燃烧的数值模拟

11.1 引言

11.2 煤粉燃烧气一固两相流动概述

11.2.1 各种模型的选择

11.3 本节采用的模型及数值计算方法

11.3.1 网格的划分

11.3.2 模型的选择及边界条件

11.3.3 模拟结果及分析

11.4 小结

参考文献

第三篇 O2／CO2气氛重金属汞生成特性研究

第12章 O2／CO2燃煤气氛重金属汞形态分布

12.1 引言

12.2 实验装置和方法

12.3 实验结果与分析

12.3.1 O2／CO2和空气气氛下烟气中汞形态随温度分布的差异

12.3.2 O2／CO2气氛下不同煤种烟气中汞形态分布的差异

12.3.3 O2／CO2气氛对灰中汞含量的影响

12.4 小结参考文献

O2／CO2燃煤技术的研究尚处于探索阶段，为了交流经验，推动煤粉燃烧污染控制的发展，作者结合近年来的研究成果编写了这本专著，主要内容包括O2／CO2气氛中无孔纯碳颗粒燃烧特性研究、煤焦颗粒燃烧与气化的实验研究、S02钙基脱除的直接硫化特性及硫酸钙分解特性的热动力学分析、NO2燃煤排放特性分析，以及煤粉在O2／CO2气氛燃烧火焰特性的数值模拟研究。试图对O2／CO2气氛下煤粉燃烧及污染排放机理进行理论和实验研究。
《O2/CO2煤粉燃烧污染物特性实验和理论研究》可供能源动力工程、环境工程、工程科学及相关的工程应用领域的教学与科研人员阅读，也可作为热能工程、工程热物理、环境工程等领域的高年级本科生和研究生的参考教材。