• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
MILD粉体燃烧技术研究进展与关键问题分析
  • 44
  • 作者

    吕俊复冯乐乐吴玉新张海

  • 单位

    清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室中国矿业大学安全工程学院

  • 摘要
    MILD燃烧是一种在中度或极度低氧环境下发生的温和燃烧模式,兼具高燃烧热利用率和极低NOx排放的优势,国际燃烧领域认为它是拥有巨大应用潜力的清洁燃烧技术之一。自1990年左右开展相关研究以来,对于实现气体燃料的MILD燃烧的相关技术已相对成熟,而关于煤粉和生物质等固体燃料的MILD燃烧机制和实现条件的研究仍相对缺乏。基于高动量氧化剂射流来实现内部再循环,不再需要外部高温预热来建立MILD燃烧,极大拓宽了MILD燃烧的应用范围。从颗粒弥散、受热、着火、燃烧、污染物等方面概述了MILD粉体燃料燃烧的基础特性,由于颗粒的不均匀弥散和反应,煤粉等碳基固体燃料的MILD燃烧进程较气体燃料更复杂。高速射流MILD燃烧在增加点火延迟的同时也扩展了点火区和反应区,需要对燃烧各阶段的特征和机理开展系统研究。介绍了固体燃料MILD燃烧理论设计和装备研发领域所取得的研究成果,建议通过高精度数值模拟,改进现有燃煤锅炉燃烧器、调节工艺参数以匹配MILD燃烧模式,增加焦炭颗粒的停留时间以提高燃尽率,提高燃烧稳定性并抑制包括细颗粒物在内的各类污染物排放。基于互联能源系统的整体方法,推进MILD燃烧与各类新型燃烧技术的耦合研究,尤其加强煤粉、生物质与氢、氨等可燃气体共燃特性研究,助力能源转型。探究粉体MILD燃烧中的湍流两相流特征、湍流相间传热作用以及湍流-化学耦合作用是加深对粉体MILD燃烧理解的关键,涉及多变量分析和高精度模拟,是未来研究的重点和难点。
  • 关键词

    低氧稀释燃烧(MILD)高速射流煤燃烧污染物湍流

  • 文章目录
    1 MILD燃烧特性基础研究
    1.1 颗粒弥散
    1.2 颗粒受热
    1.3 着火
    1.4 燃烧
    1.5 污染物
    2 固体燃料MILD燃烧技术研发
    2.1 燃烧设计理论工具
    2.2 燃烧器装备研发
    3 MILD燃烧与新型燃烧技术结合
    3.1 富氧燃烧
    3.2 煤粉耦合生物质燃烧
    3.3 掺氢/掺氨燃烧
    4 煤粉MILD燃烧中的关键问题
    4.1 强湍流下的气固两相流
    4.2 湍流相间传热
    4.3 湍流-化学耦合
    5 结 语
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