单颗粒煤及生物质燃烧过程中碱金属释放的激光测量及数值模拟
| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 1 绪论 | 第21-44页 |
| 1.1 引言 | 第21-23页 |
| 1.2 煤及生物质的高效清洁化利用 | 第23-27页 |
| 1.2.1 煤的高效清洁利用 | 第23-24页 |
| 1.2.2 生物质的高效清洁利用 | 第24-25页 |
| 1.2.3 煤/生物质的混合燃烧 | 第25-27页 |
| 1.3 煤、生物质的燃烧特性与模型研究 | 第27-33页 |
| 1.3.1 单颗粒燃烧实验研究 | 第29-32页 |
| 1.3.2 单颗粒燃烧的理论研究 | 第32-33页 |
| 1.4 煤及生物质的碱金属赋存与释放特性 | 第33-40页 |
| 1.4.1 碱金属固相赋存形态及转化 | 第35页 |
| 1.4.2 碱金属气相释放特性激光测量 | 第35-38页 |
| 1.4.3 碱金属释放模型及机理 | 第38-40页 |
| 1.5 本文研究结构及内容 | 第40-44页 |
| 2 试验仪器及系统 | 第44-57页 |
| 2.1 实验燃料分析 | 第44-47页 |
| 2.2 燃烧系统 | 第47-49页 |
| 2.2.1 移动式单颗粒反应炉 | 第47-48页 |
| 2.2.2 热流量炉燃烧系统 | 第48-49页 |
| 2.3 在线激光测量仪器 | 第49-54页 |
| 2.3.1 Nd:YAG激光器 | 第50-51页 |
| 2.3.2 染料激光器 | 第51页 |
| 2.3.3 OPO激光器 | 第51-53页 |
| 2.3.4 光谱仪和相机 | 第53-54页 |
| 2.4 离线化学分析仪器 | 第54-57页 |
| 3 单颗粒燃烧的实验与模拟研究 | 第57-82页 |
| 3.1 实验系统与实验方案 | 第57-59页 |
| 3.2 单颗粒燃烧特性的实验研究 | 第59-70页 |
| 3.2.1 煤/生物质颗粒的燃烧特性 | 第59-63页 |
| 3.2.2 不同工况下焦炭的燃烧特性 | 第63-67页 |
| 3.2.3 碱金属对焦炭燃烧特性影响 | 第67-70页 |
| 3.3 焦炭的燃烧模型及动力学参数 | 第70-81页 |
| 3.3.1 焦炭缩核燃烧模型 | 第70-76页 |
| 3.3.2 准东焦炭燃烧的本征动力学参数 | 第76-78页 |
| 3.3.3 准东焦炭燃烧模拟计算 | 第78-81页 |
| 3.4 本章小结 | 第81-82页 |
| 4 单颗粒燃烧的碱金属元素在线和离线测量 | 第82-124页 |
| 4.1 实验系统与方案 | 第82-92页 |
| 4.1.1 颗粒的燃烧环境 | 第82-84页 |
| 4.1.2 多点LIBS测量实验系统 | 第84-86页 |
| 4.1.3 双色法测量颗粒表面温度及粒径 | 第86-89页 |
| 4.1.4 实验样品及组成的离线分析 | 第89-92页 |
| 4.2 LIBS系统的定量标定 | 第92-94页 |
| 4.3 单颗粒燃烧过程中挥发性碱金属的释放特性 | 第94-111页 |
| 4.3.1 挥发性碱金属的释放特性 | 第94-101页 |
| 4.3.2 碱金属释放的动力学模型 | 第101-111页 |
| 4.4 煤/生物质混燃下挥发性碱金属的释放及转化 | 第111-122页 |
| 4.4.1 混燃碱金属的赋存形态转化 | 第112-116页 |
| 4.4.2 混燃的碱金属动态释放特性 | 第116-118页 |
| 4.4.3 燃尽灰的物理化学分析 | 第118-122页 |
| 4.5 本章小结 | 第122-124页 |
| 5 单颗粒燃烧的原子态碱金属PLIF定量测量 | 第124-154页 |
| 5.1 PLIF实验系统 | 第124-128页 |
| 5.2 PLIF测量碱金属原子的定量标定 | 第128-133页 |
| 5.2.1 定量标定理论及方法 | 第129-131页 |
| 5.2.2 标定结果的数据处理 | 第131-133页 |
| 5.3 准东煤燃烧过程中钠原子的释放特性 | 第133-142页 |
| 5.3.1 准东煤燃烧过程中的钠原子释放 | 第133-135页 |
| 5.3.2 钠原子的气相分布特征 | 第135-138页 |
| 5.3.3 挥发性钠的气相组成 | 第138-142页 |
| 5.4 生物质燃烧过程中钾原子的释放特性 | 第142-150页 |
| 5.4.1 玉米、杨木燃烧的钾原子释放 | 第142-144页 |
| 5.4.2 钾原子的气相分布特征 | 第144-147页 |
| 5.4.3 挥发性钾的气相组成 | 第147-150页 |
| 5.5 煤和生物质燃烧的碱金属释放及转化机理 | 第150-152页 |
| 5.6 本章小结 | 第152-154页 |
| 6 焦炭燃烧及碱金属释放的LBM数值模拟 | 第154-187页 |
| 6.1 格子玻尔兹曼方法(LBM) | 第154-162页 |
| 6.1.1 控制方程 | 第155-158页 |
| 6.1.2 边界条件 | 第158-162页 |
| 6.2 化学反应的LBM模拟 | 第162-168页 |
| 6.2.1 化学反应的模拟方法 | 第163-164页 |
| 6.2.2 计算程序的可靠性验证 | 第164-168页 |
| 6.3 单颗粒焦炭燃烧的LBM模拟 | 第168-177页 |
| 6.3.1 焦炭燃烧模型及碱金属释放模型 | 第168-171页 |
| 6.3.2 边界条件及计算结果 | 第171-177页 |
| 6.4 焦炭孔隙结构燃烧的LBM模拟 | 第177-185页 |
| 6.4.1 计算工况及边界条件 | 第177-179页 |
| 6.4.2 计算结果 | 第179-183页 |
| 6.4.3 准东焦炭孔隙结构燃烧的模拟 | 第183-185页 |
| 6.5 本章小结 | 第185-187页 |
| 7 全文总结与展望 | 第187-191页 |
| 7.1 主要研究内容及结论 | 第187-189页 |
| 7.2 本文主要创新点 | 第189-190页 |
| 7.3 未来工作展望 | 第190-191页 |
| 参考文献 | 第191-202页 |
| 作者简历 | 第202-204页 |
