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煤流化床加压富氧燃烧过程的动态特性

东南大学学报（自然科学版） 2020年第2期50卷 358-367页

作者：魏莉钟文琪邵应娟东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

为全面深入地了解流化床加压富氧燃烧过程动态特性,建立了流化床加压富氧燃烧过程动态模型,充分考虑了燃烧气氛和燃烧压力改变对炉内燃烧以及烟气组成的影响.基于该模型分别研究了送风氧浓度、燃烧压力以及燃煤量改变时,炉内床温和烟气... 详细信息

为全面深入地了解流化床加压富氧燃烧过程动态特性,建立了流化床加压富氧燃烧过程动态模型,充分考虑了燃烧气氛和燃烧压力改变对炉内燃烧以及烟气组成的影响.基于该模型分别研究了送风氧浓度、燃烧压力以及燃煤量改变时,炉内床温和烟气中各组分体积分数的动态响应,并对其在不同氧浓度和燃烧压力下的响应特性进行研究.研究结果表明,氧浓度、燃烧压力以及燃料量阶跃增加10%会引起炉内床温升高,其中密相区响应速度更快;同时,烟气中各组分体积分数在不同参数扰动下响应各异,主要受到此时炉内燃烧状况以及对应的风量、燃料量改变的影响.此外,床温和烟气中CO2体积分数在压力以及氧浓度突然增加时的动态响应分别在高氧浓度、高燃烧压力下更明显,响应速度更快.整个变化过程中,烟气中CO2体积分数为90%左右,烟气中O2体积分数在8%以下.研究所得相关动态响应规律可对后续控制系统设计及优化提供参考与依据.

关键词：富氧燃烧加压流化床动态特性烟气组分计算

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流化床非球颗粒混合的形状效应研究

工程热物理学报 2014年第3期35卷 512-516页

作者：邵应娟金保昇钟文琪胡颢沙春发能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 能源与环境学院江苏南京210096

本文建立了横截面200 mm×200 mm,高1200 mm三维冷态流化床实验装置,实验研究非球颗粒形状效应对其混合特性的影响.针对异型颗粒外形差异和尺寸区别,分别设计两组实验,从固体废弃物颗粒特性方面研究其在流化床内的混合规律,重点考察了... 详细信息

本文建立了横截面200 mm×200 mm,高1200 mm三维冷态流化床实验装置,实验研究非球颗粒形状效应对其混合特性的影响.针对异型颗粒外形差异和尺寸区别,分别设计两组实验,从固体废弃物颗粒特性方面研究其在流化床内的混合规律,重点考察了颗粒自身形状、尺寸对混合质量的影响,并结合颗粒混合动态过程进行研究.结果表明,颗粒球形度越大,在流化床内混合质量越好;密度较大的非球颗粒,其混合质量受形状影响更加明显;非球形颗粒种类增加,混合质量变差,流化气速的适当提高可改善混合质量;低密度非球颗粒及其混合物在床内混合表现出浮升组分特性,受形状影响不明显.

关键词：气固两相流流化床非球颗粒混合形状效应

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喷动床异径颗粒混合的离散元气固耦合模拟

工程热物理学报 2013年第8期34卷 1475-1478页

作者：任冰钟文琪金保昇邵应娟袁竹林能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 能源与环境学院江苏南京210096

采用离散元气固耦合模拟方法(CFD-DEM),对三维柱锥形喷动床中双组分异径颗粒的混合过程进行了模拟研究。对不同粒径比的双组分颗粒混合物在达到稳定混合后的流动结构进行了分析。采用Lacey混合指数来衡量总体颗粒混合的均匀程度,探讨了... 详细信息

采用离散元气固耦合模拟方法(CFD-DEM),对三维柱锥形喷动床中双组分异径颗粒的混合过程进行了模拟研究。对不同粒径比的双组分颗粒混合物在达到稳定混合后的流动结构进行了分析。采用Lacey混合指数来衡量总体颗粒混合的均匀程度,探讨了粒径比和喷动气速对颗粒浓度分布和床内混合质量的影响。结果表明,粒径比对流动结果的影响主要体现在喷泉区,粒径比的增加显著增加了喷泉的高度和宽度。床内混合质量随粒径比的降低和喷动气速的升高而增加,颗粒浓度沿轴向和径向的分布呈现明显的不均匀性。当双组分异径颗粒混合物达到稳定混合后,单位质量下粒径较小的颗粒所受曳力略高于粒径较大的颗粒。

关键词：直接数值模拟气固两相流动喷动床颗粒混合

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翼型印刷电路板式换热器内流动与换热特性

东南大学学报（自然科学版） 2022年第2期52卷 320-327页

作者：刘妍君邵应娟钟文琪东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

为了探究翼型印刷电路板式换热器(PCHE)内流动与换热特性,采用数值模拟方法,以S-CO_(2)为工质,针对S-CO_(2)布雷顿循环燃煤系统中的高温回热器,研究了质量流量、进口温度和出口压力对PCHE流动和换热特性的影响,分析压降、范宁摩擦因子... 详细信息

为了探究翼型印刷电路板式换热器(PCHE)内流动与换热特性,采用数值模拟方法,以S-CO_(2)为工质,针对S-CO_(2)布雷顿循环燃煤系统中的高温回热器,研究了质量流量、进口温度和出口压力对PCHE流动和换热特性的影响,分析压降、范宁摩擦因子、努塞尔数及综合换热性能评价指标的变化规律,提出S-CO_(2)在翼型PCHE中新的流动和传热关联式.结果表明:冷流体质量流量从1.27 g/s提高到10.20 g/s,PCHE综合性能提升4.6倍;在冷流体进口流量为6.36 g/s时,热流体压降已经达到进口压力的2%;在相应温度变化范围内,温度对范宁摩擦因子f的影响在6%以内,冷流体进口温度提高40 K后,冷流体综合性能提高22%;采用9.5 MPa热流体出口压力时,可以在保持换热器性能的同时减少20%的压力损失.

关键词：超临界二氧化碳印刷电路板换热器流动及换热特性努塞尔数

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流化床异重非球颗粒混合特性试验研究

工程热物理学报 2013年第4期34卷 672-675页

作者：邵应娟金保昇钟文琪胡颢沙春发任冰张勇能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 能源与环境学院江苏南京210096

建立了横截面200 mm×200 mm、高1200mm固体废弃物流化床三维冷态实验装置,选取两种形状和尺寸相同、密度差异明显的非球形颗粒模拟固体废弃物,与粒径为0.18mm的石英砂床料组成双组分和三组分混合物,研究了不同操作参数下非球形颗粒的... 详细信息

建立了横截面200 mm×200 mm、高1200mm固体废弃物流化床三维冷态实验装置,选取两种形状和尺寸相同、密度差异明显的非球形颗粒模拟固体废弃物,与粒径为0.18mm的石英砂床料组成双组分和三组分混合物,研究了不同操作参数下非球形颗粒的特征浓度分布。此外,提出了基于特征浓度标准差的无因次混合指数,获得了固废流化床内非球颗粒在不同操作参数下的混合质量。

关键词：气固两相流流化床非球颗粒混合指数密度效应

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固体燃料流化床富氧燃烧的研究动态与进展

化工学报 2019年第10期70卷 3791-3807页

作者：刘沁雯钟文琪邵应娟 Yu Aibing 东南大学能源与环境学院能源热转化及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096 蒙纳士大学化学工程系澳大利亚克莱顿Vic3800

二氧化碳捕集与利用是全球学术界和工业界关注的热点,也是燃烧科学技术领域的前沿和难点。固体燃料的流化床富氧燃烧耦合了流化床燃烧和富氧燃烧的诸多优点,是最具工业应用前景的燃烧中碳捕集技术之一。为更全面把握该领域最新动态,对... 详细信息

二氧化碳捕集与利用是全球学术界和工业界关注的热点,也是燃烧科学技术领域的前沿和难点。固体燃料的流化床富氧燃烧耦合了流化床燃烧和富氧燃烧的诸多优点,是最具工业应用前景的燃烧中碳捕集技术之一。为更全面把握该领域最新动态,对近年来流化床富氧燃烧的研究进行了系统梳理,在简述富氧燃烧基本技术原理基础上,分析了国内外的研究动态,总结了主要研究进展,包括单一燃料流化床富氧燃烧、混合燃料流化床富氧燃烧、加压流化床富氧燃烧和新型流化床富氧燃烧,并探讨了固体燃料流化床富氧燃烧技术将来发展趋势和研究重点。

关键词：流化床富氧燃烧二氧化碳捕集多相反应固体燃料燃烧

煤颗粒固定床加压富氧燃烧特性及污染物生成试验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2019年第1期49卷 164-170页

作者：谌伊竺邵应娟钟文琪东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

为研究煤加压富氧燃烧及其污染物生成特性,建立了加压水平管式炉富氧燃烧实验系统.以山西浑源烟煤为实验原料,探究了不同燃烧压力(0.1～0.9 MPa)和不同气氛(空气以及O_2浓度分别为21%,26%,31%,36%,41%的O_2/CO_2气氛)对煤加压富氧燃烧... 详细信息

为研究煤加压富氧燃烧及其污染物生成特性,建立了加压水平管式炉富氧燃烧实验系统.以山西浑源烟煤为实验原料,探究了不同燃烧压力(0.1～0.9 MPa)和不同气氛(空气以及O_2浓度分别为21%,26%,31%,36%,41%的O_2/CO_2气氛)对煤加压富氧燃烧过程的燃烧特性以及污染物生成的影响.结果显示,与空气燃烧相比,O_2/CO_2气氛下煤燃烧时间增加;随着O_2浓度的增加,煤燃烧时间缩短;升高反应压力,煤燃烧速率增大且增幅逐渐减小;随着反应压力的提高NO_x生成量逐渐减少,O_2/CO_2气氛下NO_x生成量小于空气气氛下NO_x生成量,随着O_2浓度增加,NO_x生成量增加;压力升高导致SO_2生成量明显减少,O_2/CO_2气氛下SO_2生成量小于空气气氛下SO_2生成量,SO_2生成量随着O_2浓度增加而增多.

关键词：煤燃烧加压富氧燃烧燃烧特性污染物加压管式炉

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煤在加压流化床富氧燃烧条件下的碳转化规律

东南大学学报（自然科学版） 2019年第1期49卷 171-177页

作者：陈超邵应娟钟文琪庞磊龚正东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

在15 kW加压流化床富氧燃烧实验台上,进行了内蒙古烟煤在850～900℃下的加压富氧燃烧实验,研究了压力为0. 1～0. 4 MPa、空气和21%～30%氧浓度的O_2/CO_2气氛下燃烧的碳转化规律.研究结果表明:稳态富氧燃烧条件下,加压流化床富氧燃烧实... 详细信息

在15 kW加压流化床富氧燃烧实验台上,进行了内蒙古烟煤在850～900℃下的加压富氧燃烧实验,研究了压力为0. 1～0. 4 MPa、空气和21%～30%氧浓度的O_2/CO_2气氛下燃烧的碳转化规律.研究结果表明:稳态富氧燃烧条件下,加压流化床富氧燃烧实验台干烟气中CO_2浓度均超过90%.提高燃烧压力有利于提高碳转化率和CO_2生成率,有利于降低CO生成率.在压力0. 1～0. 3 M Pa范围内,CO_2生成率随着压力的增加基本呈线性递增关系,从85%左右增加到93%左右.进一步增加压力,CO_2生成率逐渐趋于平稳,并保持在较高水平.在压力为0. 4 MPa条件下,CO_2生成率增加到95%左右.提高O_2/CO_2气氛的氧浓度能够提高碳转化率和CO_2生成率,但是随着压力的提高,氧浓度对碳转化率和CO_2生成率的影响减小.

关键词：气固燃烧富氧燃烧加压流化床碳转化率 CO2生成率

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煤沥青球的氧化不熔化过程特性

化工学报 2018年第1期69卷 499-506页

作者：郭源邵应娟钟文琪李开喜东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室能源与环境学院江苏南京210096 中国科学院山西煤炭化学研究所山西太原030001

氧化不熔化过程是煤沥青基球状活性炭制备中的核心工艺,对其过程特性和动力学机理的认识是实现氧化过程工艺优化的关键。本文以煤沥青萃取球为原料,通过实验研究,重点探讨了粒径范围、升温速率和氧化温度对其氧化不熔化过程的影响,并确... 详细信息

氧化不熔化过程是煤沥青基球状活性炭制备中的核心工艺,对其过程特性和动力学机理的认识是实现氧化过程工艺优化的关键。本文以煤沥青萃取球为原料,通过实验研究,重点探讨了粒径范围、升温速率和氧化温度对其氧化不熔化过程的影响,并确定氧化动力学参数及其反应机理函数。结果表明:氧化不熔化过程可分为轻组分热解、初步氧化、氧化增重和恒温氧化失重4个阶段。煤沥青球经过氧化不熔化后,C、H含量减少,O含量增加,表面光滑平整。减小粒径并选取合适的升温速率(0.25~0.5℃·min-1)以及氧化温度(275~325℃),更有利于氧化不熔化快速稳定地进行。粒径范围为0.3~0.6 mm的煤沥青球在升温速率为0.5℃·min-1、氧化温度为300℃的条件下活化能最小,各个阶段的值分别为83.34、293.19、302.25和357.05 k J·mol-1。

关键词：煤沥青球氧化热重分析动力学活性炭