煤颗粒流化床增压富氧燃烧脱挥发分模型
李林
段伦博
武万强
孙光
东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,江苏南京 210096
摘要：增压富氧燃烧被认为是最有前景的CO2捕集技术之一,近年来逐渐引起学术界和工业界的关注.而由于增压试验难度较大,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.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O2/CO2和O2/N2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;压力和床层温度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N2气氛相比,CO2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.
关键词：脱挥发分增压富氧燃烧煤颗粒干燥流化床
分类号：TK16(热能、热力工程)
资助基金：国家自然科学基金(51922027)中国博士后科学基金资助项目(2021M700766)
论文发表日期：2022-11-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 3906-3913 )
英文信息