O2/CO2气氛煤粉燃烧过程飞灰沉积和粘附机理的研究

本项目基于高温一维炉，采用扫描电镜/X射线能谱、电感耦合等离子体-原子发射光谱仪/质谱等技术对煤粉在空气和O2/CO2气氛燃烧条件下颗粒沉积和粘附现象开展宏观实验研究；进而基于弥散流颗粒平面撞击实验台，采用三维激光颗粒动态分析仪、细颗粒发生器等技术测量单个煤灰颗粒撞击平面过程的入射速度、反弹速度和临界捕集速度，发展了范德华力、液桥力和烧结力共同作用下颗粒与表面间相互粘附作用的临界捕集速度计算方法和LS-JKR模型，由此建立了颗粒捕集效率的计算方法；最后，依据实验和理论基础建立O2/CO2气氛燃烧过程中颗粒沉积机制理论基础，从而为O2/CO2气氛燃烧过程提供颗粒物脱除和沉积防护的科学依据。.本项目从固体燃料的燃烧出发，结合了燃烧学、表面物理和接触力学等交叉知识，建立了范德华力、液桥力和烧结力作用下颗粒沉积速度的计算方法，从而对固体燃料在不同气氛下燃烧时颗粒沉积乃至控制技术的研究提供借鉴。

O2/CO2燃烧技术具有回收CO2成本低、NOx排放低、脱硫效率高、适合新锅炉建设和旧锅炉改造等诸多优点，已成为世界各国研究的热点问题。本文基于高温一维炉实验系统，研究空气和烟气再循环燃烧方式下的积灰特性，并利用两级氮气稀释等速取样枪和荷电低压撞击器研究积灰采样处PM1的分布特性。基于颗粒撞击实验系统和颗粒碰撞的软球物理模型，研究不同颗粒、携带颗粒温度、撞击表面温度、颗粒粒径等参数对颗粒撞击过程的影响。