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(MEETmulti-stagedenthalpyextractiontechnology)是近年來由日本東京工業(yè)大學等開發(fā)出來的一項生物質氣化技術，其利用加熱到1000℃的高溫空氣和蒸汽與生物質進行混合反應，將低品位的生物質燃料轉化成高品位的氣體燃料。這其中的一個關鍵裝置——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上，燃燒生成的高溫煙氣先與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)生器的理論基礎進行詳細的論述介紹，表明其理論構架；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，并對實驗結果與數(shù)值模擬進行對比。 通過研究與實驗，最后得到結果如下： 1、總結了高溫空氣發(fā)生器的理論基礎。其中，對陶瓷蜂窩體、旋轉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，推導了高溫空氣生成的數(shù)學表達式，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)，對各個部分設計中的數(shù)據(jù)的計算、設計思想進行了詳細的描述，進行了冷態(tài)和熱態(tài)的實驗。通過對實驗結果的分析，找出了一個周期內排煙溫度和預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。所得結果與模擬基本吻合。另外還對煙氣中污染物NOx和CO的含