蓄熱式高溫空氣發(fā)生器的實驗研究.pdf

1、多階段焓提取技術(shù)(MEETmulti-stagedenthalpyextractiontechnology)是近年來由日本東京工業(yè)大學(xué)等開發(fā)出來的一項生物質(zhì)氣化技術(shù)，其利用加熱到1000℃的高溫空氣和蒸汽與生物質(zhì)進行混合反應(yīng)，將低品位的生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)化成高品位的氣體燃料。這其中的一個關(guān)鍵裝置——高溫空氣發(fā)生器就是其中的高溫空氣生成裝置。高溫空氣發(fā)生器是在蓄熱式燃燒的基礎(chǔ)上，燃燒生成的高溫?zé)煔庀扰c陶瓷蜂窩蓄熱體進行熱交換，將蓄熱體加熱，然后

2、冷態(tài)空氣反向通過蓄熱體，吸收蓄熱體內(nèi)的熱量，被加熱到高溫狀態(tài)，并將其輸送到氣化裝置。 本文主要目的是對高溫空氣發(fā)生器的關(guān)鍵部件——陶瓷蜂窩蓄熱體在周期性變化條件下與冷熱流體的熱交換性能進行研究，以期掌握其換熱性能規(guī)律；對高溫空氣發(fā)生器在燃燒過程中的污染物進行監(jiān)測，了解其生成規(guī)律；對高溫空氣發(fā)生器實驗系統(tǒng)在運行中的控制運行進行研究。在研究過程中，首先對高溫空氣發(fā)生器的理論基礎(chǔ)進行詳細的論述介紹，表明其理論構(gòu)架；再次對陶瓷蜂窩蓄熱體

3、的傳熱模型進行數(shù)值分析并模擬；最后進行實驗研究分析，并對實驗結(jié)果與數(shù)值模擬進行對比。 通過研究與實驗，最后得到結(jié)果如下： 1、總結(jié)了高溫空氣發(fā)生器的理論基礎(chǔ)。其中，對陶瓷蜂窩體、旋轉(zhuǎn)式四通換向閥和耐火材料分別做了詳細的具有針對性的論述。同時，推導(dǎo)了高溫空氣生成的數(shù)學(xué)表達式，從理論上指出了影響高溫空氣的參數(shù)。 2、建立了陶瓷蜂窩蓄熱體的熱交換數(shù)學(xué)模型，并對其進行了數(shù)值模擬。通過十五種工況下的模擬分析，得出了陶瓷蜂窩

4、蓄熱體的在不同煙氣流速、溫度的換熱性能規(guī)律，確定最佳換向周期應(yīng)為topt=30s。另外還分析了在不同工況下的壓力變化情況及其規(guī)律。 3、介紹高溫空氣發(fā)生器實驗系統(tǒng)，對各個部分設(shè)計中的數(shù)據(jù)的計算、設(shè)計思想進行了詳細的描述，進行了冷態(tài)和熱態(tài)的實驗。通過對實驗結(jié)果的分析，找出了一個周期內(nèi)排煙溫度和預(yù)熱空氣溫度的變化規(guī)律、溫度效率和余熱回收率、壓力損失變化，推出了最佳運行工況。所得結(jié)果與模擬基本吻合。另外還對煙氣中污染物NOx和CO的含