2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、不同行業(yè)產(chǎn)生不同的工業(yè)污泥(IS),都含有大量的病原菌和重金屬等有毒有害物質(zhì);煤矸石(CR)已成為目前排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一,具有低熱值和難燃燒等特點(diǎn);它們的堆放嚴(yán)重浪費(fèi)資源、污染環(huán)境和破壞生態(tài)。對(duì)IS和CR進(jìn)行無(wú)害化和資源化及高效燃燒能源化利用,可節(jié)約資源、改善環(huán)境。采用流化床燃燒技術(shù)處理工業(yè)污泥與煤矸石(IS-CR)以解決環(huán)境和能源的問(wèn)題成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。IS-CR的揮發(fā)份較高、在密相區(qū)下部的燃燒強(qiáng)度大,低倍率循環(huán)流化床

2、(LCFB)鍋爐的密相區(qū)吸熱量大、流化速度較低,采用LCFB混燒IS-CR可提高混燒的穩(wěn)定性和混燒效率,減小二次污染。然而,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)IS和CR的熱解特性和在LCFB內(nèi)氣固多相流動(dòng)及混燒特性還很少進(jìn)行系統(tǒng)的研究,這阻礙了LCFB混燒IS-CR技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。因此,結(jié)合IS-CR的熱解和燃燒動(dòng)力學(xué)及流動(dòng)特性,進(jìn)行LCFB內(nèi)氣固多相流動(dòng)與混燒特性數(shù)值計(jì)算及試驗(yàn)研究,探索和弄清它們?cè)跔t內(nèi)氣固流動(dòng)和混燒特性,為研究開(kāi)發(fā)IS-CR-LCFB潔凈

3、燃燒和推進(jìn)混燒技術(shù)的學(xué)術(shù)研究、創(chuàng)新應(yīng)用等奠定理論基礎(chǔ),為實(shí)現(xiàn)IS-CR的高效混燒,達(dá)到資源綜合利用促進(jìn)節(jié)能與環(huán)保,具有十分重要的學(xué)術(shù)意義和廣闊應(yīng)用前景。
   文中在深入分析IS和CR處理和利用技術(shù)現(xiàn)狀及CFB燃燒研究基礎(chǔ)上,應(yīng)用熱重法首次較系統(tǒng)地探索了不同種類IS單一和混合物、及CR的熱解和燃燒動(dòng)力學(xué)特性與機(jī)理,弄清了它們的動(dòng)力學(xué)參數(shù);同時(shí),結(jié)合10t/h LCFB鍋爐結(jié)構(gòu)和燃燒特點(diǎn),基于IS-CR氣固多相流的運(yùn)動(dòng)特征,建立了

4、爐內(nèi)氣固多相流動(dòng)數(shù)學(xué)模型,研究弄清了IS-CR的冷態(tài)流動(dòng)特性;同時(shí)建立了IS-CR的湍流多相燃燒整體數(shù)學(xué)模型,首次研究了改變?nèi)剂媳?、燃料特性和配風(fēng)比時(shí)對(duì)IS-CR在LCFB內(nèi)混燒特性的影響,并獲得了IS-CR高效穩(wěn)定混燒的效率和最佳工況;并依據(jù)流動(dòng)和混燒數(shù)值模擬得到的特性優(yōu)化設(shè)計(jì)了IS-CR-LCFB鍋爐及其燃燒系統(tǒng),首次在優(yōu)化后的10t/h LCFB鍋爐上進(jìn)行了IS-CR冷態(tài)流動(dòng)及混燒工業(yè)試驗(yàn),試驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果吻合較好。
  

5、熱解與燃燒動(dòng)力學(xué)特性研究表明:不同種類、熱解溫度、升溫速率和壓力下對(duì)IS和CR熱解過(guò)程、著火、揮發(fā)份析出和燃盡特性、綜合燃燒及燃燒放熱性能有重要影響;IS混合物的熱解和燃燒保持了單一試樣的特性,可用各單一組分特性疊加表示。升溫速率、壓力等變化主要影響IS和CR的失重率和熱解初析溫度及析出特性;IS揮發(fā)份高,易燃燒,著火和燃盡溫度相對(duì)較低,燃燒性能好。CR熱解初期活化能比較高,第二階段有所降低;CR揮發(fā)份低、灰分高,燃燒特性較差,燃燒低、

6、高溫段反應(yīng)級(jí)數(shù)約為1.5和2.0。CR中摻混少量IS后,著火和燃盡特性得到改善,綜合燃燒特性提高,有利于IS-CR高效混燒。
   冷態(tài)流動(dòng)特性研究表明:IS和CR的粒徑控制在2~3mm范圍內(nèi)時(shí),顆粒分布均勻有利于冷態(tài)點(diǎn)火和變負(fù)荷調(diào)整及優(yōu)化燃燒;配風(fēng)比8:2時(shí),IS-CR各固相的顆粒分布均勻和穩(wěn)定性好,沿床高連續(xù)性好;隨燃料比中IS的增加各固相濃度分布存在一定差異,燃料比7:3時(shí)顆粒流化和濃度分布較佳;錐形、圓形和方形密相區(qū)產(chǎn)生

7、較強(qiáng)的環(huán)核流動(dòng),并形成顆粒濃度較高的環(huán)形回流區(qū),矩形密相區(qū)能使流化風(fēng)速分段逐漸下降,保證了各截面上各固相顆粒的均勻流化,沿床高連續(xù)和穩(wěn)定性好;結(jié)果表明在矩形密相區(qū)中燃料比7:3和配風(fēng)比8:2時(shí),IS-CR顆粒濃度分布和流動(dòng)特性最佳。
   在矩形密相區(qū)鍋爐中的混燒計(jì)算結(jié)果表明:燃料比7:3時(shí)IS-CR的混燒強(qiáng)度較高,沿床高溫度分布、顆粒濃度和O2濃度波動(dòng)較小且分布較均勻。IS的特性對(duì)IS-CR混燒特性改善有較大影響,IS揮發(fā)份特

8、性指數(shù)和綜合燃燒特性指數(shù)越大,IS-CR的混燒強(qiáng)度越大,溫度較高且波動(dòng)較大,混燒效果好。隨一次風(fēng)量增大,密相區(qū)下部的燃燒溫度增加且波動(dòng)加大,密相區(qū)下部的顆粒濃度減少而上部相應(yīng)增加,密相區(qū)O2濃度大幅快速下降且均勻性差,二次風(fēng)補(bǔ)燃效果減弱,出口溫度降低,出口O2濃度增加;配風(fēng)比8:2時(shí)沿床高溫度、顆粒濃度和O2濃度分布均勻,混燒穩(wěn)定性好。首次研究得到在矩形密相區(qū)中燃料比7:3和配風(fēng)比8:2時(shí)IS-CR能高效穩(wěn)定混燒,混燒效率最高,可達(dá)97

9、%以上,是最佳混燒工況。
   根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果,文中從鍋爐選型、爐膛結(jié)構(gòu)、布風(fēng)板及風(fēng)帽、慣性分離及返料和送風(fēng)及配風(fēng)等系統(tǒng),進(jìn)行了10t/h LCFB鍋爐及其系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)并確定了運(yùn)行參數(shù)。在優(yōu)化鍋爐上的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明:料層阻力隨料層厚度增加而增加,阻力大小與IS-CR燃料比有關(guān)。隨燃料比中IS增加,顆粒濃度分布的均勻和連續(xù)性變好,但I(xiàn)S較大時(shí)密相區(qū)下部和上部的不均勻性增大。燃燒主要集中在密相區(qū)下部,絕熱段較弱,稀相區(qū)微弱;燃料

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