O2/CO2煤粉燃燒污染物特性實(shí)驗(yàn)和理論研究

前言

　　能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，煤粉燃燒是提供能源的主要方式。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，供電需求與日俱增，電廠燃煤任務(wù)迫切，燃煤過程中有害物質(zhì)的排放所導(dǎo)致的環(huán)境問題得到越來越多的重視。燃煤電廠的污染物排放控制一直是環(huán)境保護(hù)中關(guān)注的焦點(diǎn)問題。對(duì)燃煤電廠污染的認(rèn)識(shí)逐漸經(jīng)歷了從煙塵黑度污染、硫氧化物（SOx）污染、氮氧化物（NOx）污染，逐步深入到對(duì)溫室氣體、有毒痕量元素污染層面上來?！　厥倚?yīng)成為人類面臨的最重大環(huán)境問題之一，它導(dǎo)致了全球的轉(zhuǎn)暖、極端氣候事件的頻繁發(fā)生。燃煤CO2排放對(duì)溫室效應(yīng)的“貢獻(xiàn)”首屈一指，占總排放量的80%左右。NOx同SO2是酸雨形成的主要根源，其影響波及到森林、湖泊、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑等方面，它們被列為重大的環(huán)保問題。我國(guó)作為煤炭消費(fèi)大國(guó)，CO2年排放量?jī)H次于美國(guó)，高居世界第二位，其中，電力消耗占煤炭總消費(fèi)量的84％。從我國(guó)能源現(xiàn)狀來看，短期內(nèi)煤炭還不可能被大量的清潔燃料所替代，仍將作為我們的主體燃料，開發(fā)新型潔凈煤燃燒技術(shù)降低電力生產(chǎn)中污染物排放勢(shì)在必行?！　鹘y(tǒng)燃煤過程CO2排放濃度基本在15％以內(nèi)，對(duì)其進(jìn)行回收利用前的分離過程較為復(fù)雜，必須嚴(yán)格控制排煙中SO2等酸性氣體及灰塵濃度，需要附加脫硫處理和煙氣除塵設(shè)備，成本過高；近年來部分煙氣循環(huán)的O2／CO2煤粉燃燒技術(shù)日漸得到世界各圍的關(guān)注。該技術(shù)以純氧代替空氣，并與煙氣再循環(huán)相結(jié)合，排煙CO2濃度提高到90％以上，可以不必分離而將大部分的煙氣直接液化處理，方便了CO2的回收利用。同時(shí)，因?yàn)闇p少了占空氣79％不支持燃燒的N2所致的排煙熱量損失，使燃燒效率得到很大提高，促進(jìn)了能源的有效利用，使得此技術(shù)成為較具發(fā)展前景的前瞻技術(shù)。

內(nèi)容概要

02／C02燃煤技術(shù)的研究尚處于探索階段，為了交流經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)煤粉燃燒污染控制的發(fā)展，作者結(jié)合近年來的研究成果編寫了這本專著，主要內(nèi)容包括02／C02氣氛中無孔純碳顆粒燃燒特性研究、煤焦顆粒燃燒與氣化的實(shí)驗(yàn)研究、S02鈣基脫除的直接硫化特性及硫酸鈣分解特性的熱動(dòng)力學(xué)分析、NO2燃煤排放特性分析，以及煤粉在02／C02氣氛燃燒火焰特性的數(shù)值模擬研究。試圖對(duì)02／C02氣氛下煤粉燃燒及污染排放機(jī)理進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。    本書可供能源動(dòng)力工程、環(huán)境工程、工程科學(xué)及相關(guān)的工程應(yīng)用領(lǐng)域的教學(xué)與科研人員閱讀，也可作為熱能工程、工程熱物理、環(huán)境工程等領(lǐng)域的高年級(jí)本科生和研究生的參考教材。

書籍目錄

前言第一篇  緒論　第1章　緒論    1.1　研究背景  　  1.1.1　能源概況及現(xiàn)存環(huán)境污染問題    　1.1.2　目前S02主要控制技術(shù)手段　    1.1.3　高溫爐內(nèi)噴鈣脫硫機(jī)理研究現(xiàn)狀　    1.1.4　燃煤NO2污染排放及控制手段  　    1.1.5　燃煤重金屬遷移特性研究    1.2　02／C02技術(shù)的提出及研究意義  　  1.2.1　02／C02技術(shù)的提出背景　    1.2.2　02／C02技術(shù)研究意義　    1.2.3　02／C02煤粉混燃技術(shù)研究狀況  　  1.2.4　技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析    1.3　本書主要研究?jī)?nèi)容    參考文獻(xiàn)第二篇  煤焦的燃燒和模擬　第2章　煤焦燃燒與氣化過程的研究現(xiàn)狀及分析    2.1　引言    2.2　煤焦的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)  　  2.2.1　煤焦的物理結(jié)構(gòu)　    2.2.2　煤焦的化學(xué)結(jié)構(gòu)  　  2.2.3　煤的巖相學(xué)結(jié)構(gòu)    2.3　煤焦燃燒與氣化的物理化學(xué)過程    　2.3.1　反應(yīng)表面積的劃分　    2.3.2　反應(yīng)過程的劃分　    2.3.3　反應(yīng)控制區(qū)域的劃分    2.4　煤焦燃燒與氣化的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理  　  2.4.1　表面非均相化學(xué)反應(yīng)機(jī)理　    2.4.2　顆粒周圍的均相化學(xué)反應(yīng)    2.5　煤焦的反應(yīng)性與反應(yīng)速率的表示方法  　  2.5.1　煤焦反應(yīng)性的表示　    2.5.2　反應(yīng)速率的表示    2.6　煤焦反應(yīng)速率的模擬  　  2.6.1　總體反應(yīng)速率的模擬　    2.6.2　內(nèi)在反應(yīng)速率及孔結(jié)構(gòu)的模擬    2.7　影響煤焦燃燒與氣化過程的其他因素    2.8　煤焦反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究方法  　  2.8.1　管式沉降爐    　2.8.2　熱重分析技術(shù)    2.9　典型煤焦的燃燒與氣化的動(dòng)力學(xué)參數(shù)    2.10　小結(jié)    參考文獻(xiàn)　第3章　無孔純碳顆粒在02／C02混合氣氛中燃燒的理論模擬    3.1　引言    3.2　單顆粒碳反應(yīng)的理論模型  　  3.2.1　問題的物理描述    　3.2.2　問題的數(shù)學(xué)描述　    3.2.3　模型的分析求解  　  3.2.4　計(jì)算中參數(shù)的選擇　  3.3　模擬結(jié)果與分析  　  3.3.1　氣相反應(yīng)參數(shù)對(duì)碳粒反應(yīng)速率的影響　    3.3.2　環(huán)境溫度和02／CO2體積比對(duì)碳粒反應(yīng)速率的影響　    3.3.3　顆粒粒徑的影響    3.4　小結(jié)    參考文獻(xiàn)　第4章　煤焦在高濃度C02下燃燒與氣化的TGA實(shí)驗(yàn)研究  　4.1　實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)工況　    4.1.1　實(shí)驗(yàn)樣品　    4.1.2　實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)方法    4.2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果    4.3　實(shí)驗(yàn)的模擬計(jì)算  　  4.3.1　理論模型的比較……第三篇　O2/CO2氣氛重金屬汞生成特性研究

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　研究背景　　1.1.1　能源概況及現(xiàn)存環(huán)境污染問題　　能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著人類的發(fā)展，能源的消耗也隨之加劇，能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式對(duì)環(huán)境的影響日益突出，當(dāng)前，世界各國(guó)面臨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)相互協(xié)調(diào)的問題。　　煤粉燃燒是提供能源的主要方式。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，供電需求與日俱增，電廠燃煤任務(wù)迫切。燃煤電廠的污染物排放控制一直是環(huán)境保護(hù)中關(guān)注的焦點(diǎn)問題，在對(duì)燃煤電廠污染問題漸進(jìn)認(rèn)識(shí)過程中，逐漸從面臨煙塵黑度、硫氧化物（SO2）、氮氧化物（NO2），深入到溫室氣體、有毒痕量元素等不容忽視的環(huán)境問題?！　∶禾抠Y源在中國(guó)一次能源構(gòu)成中占據(jù)重要的地位，約為目前已探明的礦物能源資源的90％。據(jù)專家預(yù)測(cè)，到2010年，中國(guó)一次能源消費(fèi)構(gòu)成中煤炭仍占60％左右，到2050年煤炭將占到50％左右，也就是說，中國(guó)以煤為主的能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不會(huì)有根本性的變化?！　≈袊?guó)以煤為主的能源消耗結(jié)構(gòu)造成了大氣環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)重惡化，使我們?cè)谏鷳B(tài)環(huán)境上付出高昂的代價(jià)。盡管這幾年我國(guó)政府在包括加大環(huán)境污染治理力度等方面做出積極的努力，但中國(guó)的能源工業(yè)仍承擔(dān)結(jié)構(gòu)調(diào)整：環(huán)境污染治理和能源安全供應(yīng)的三大主要任務(wù)?！　　?/pre>








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