煤粉荷電機(jī)理與試驗(yàn)分析與其計(jì)算機(jī)仿真

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1、哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的碩士學(xué)位論文《煤粉荷電機(jī)理與試驗(yàn)研究及其計(jì)算機(jī)仿真》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在哈爾濱理工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文研究工作做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽名：尸吞拴拄哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書《煤粉荷電機(jī)理與試驗(yàn)研究及其計(jì)算機(jī)仿真》系本人在哈爾濱理工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間在導(dǎo)師

2、指導(dǎo)下完成的碩士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大學(xué)所有，本論文的研究內(nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解哈爾濱理工大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門提交論文和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)哈爾濱理工大學(xué)可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。本學(xué)位論文屬于保密口，在年解密后適用授權(quán)書。不保密口。(請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打4)作者簽名：際摻柱R期：一2l蠕年≥月6171導(dǎo)師簽名：白’J<為罕?期：如了年；月多日哈爾濱理．T

3、人學(xué)T學(xué)碩Ij學(xué)位論文1．1課題來源與背景1．1．1課題來源第1章緒論本課題來源于國家自然基金項(xiàng)目，即“電暈荷電煤粉的強(qiáng)化燃燒機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究"(項(xiàng)目編號(hào)50476077)．本文研究內(nèi)容屬于該項(xiàng)目研究的一個(gè)子項(xiàng)目。本立項(xiàng)屬于國家“十五"建議選擇的優(yōu)先領(lǐng)域：能源與環(huán)?；A(chǔ)理論及應(yīng)用，即煤炭高效、潔凈燃燒。本文所承擔(dān)的是此項(xiàng)目的Ij{『期工作，即，煤粉荷電機(jī)理分析、荷電規(guī)律的試驗(yàn)研究以及靜電場中煤粉荷電顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡仿真。1．1．2課題背景近年來，隨著能源短缺和環(huán)境污染的R趨嚴(yán)重，各國政府對(duì)環(huán)保工作的日

4、益重視，全世界范圍內(nèi)都興起了治理污染、保護(hù)環(huán)境的運(yùn)動(dòng)。煤粉燃燒在污染排放中占重要地位，也是歷來各個(gè)國家治理污染的重點(diǎn)和難點(diǎn)。許多國家在治理環(huán)境污染活動(dòng)中一直把它作為中心任務(wù)來抓。如美國能源部啟動(dòng)了2l世紀(jì)遠(yuǎn)景計(jì)劃(Vision21)和潔凈煤技術(shù)示范計(jì)劃(CCTP)等【li，其目的就在于減少燃煤污染物的排放和提高其燃燒效率。在我國，龐大的能源體系以煤為主，而煤的利用以燃燒為主，煤的燃燒又以煤粉燃燒形式居多。但目前我國大多數(shù)的用煤技術(shù)比較落后，不僅造成煤炭利用效率過低，煤炭資源浪費(fèi)嚴(yán)重，而且排放了過

5、多的污染物，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境12】。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，2006年全國S02排放總量為2588．8萬噸，其中60％來源于煤的直接燃燒，而且每年還有上升的趨勢(shì)。此外，不完全燃燒所排放的煙塵也達(dá)到1078．4萬噸【31。如何提高煤的利用效率和降低燃煤對(duì)大氣的污染成為我國目前乃至今后迫切需要解決的課題。因此，旨在減少污染與提高煤炭能源利用率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等的高效潔凈利用技術(shù)成為我國“十五’’期間能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施之一，得到政府的大力支持[41。本課題的提出就是在此大背景下，基于煤粉

6、燃燒高效與低污染排放的綜合考慮，利用學(xué)科交叉與綜合優(yōu)勢(shì)開辟的研究新方法，其構(gòu)思基于高壓靜電場對(duì)哈爾濱理T人學(xué)T學(xué)碩lj學(xué)位論文固體顆粒和氣體的荷電作用，在強(qiáng)電場作用下，一方面電暈放電使氣體電離產(chǎn)生的離子，具有很高的動(dòng)能，這些離子在電場力作用下沿電力線運(yùn)動(dòng)，與垂直進(jìn)入荷電空間的煤粉顆粒接觸碰撞，可以把部分能量轉(zhuǎn)移到煤粉顆粒表面上，導(dǎo)致顆粒處于不穩(wěn)定的高能狀態(tài)，增加顆粒表面活性；另一方面電暈使氧氣、一氧化碳、甲烷等氣體離子、電子化，具有較高的能量，因此，使加快煤粉顆粒燃燒反應(yīng)速度，降低燃燒反應(yīng)溫度成

7、為可劁51?？梢?，煤粉荷電在整個(gè)研究過程中起著至關(guān)重要的作用，深入探究煤粉的荷電機(jī)理與相關(guān)荷電規(guī)律，對(duì)于后期研究的順利展開意義重大。1．2國內(nèi)外粉體荷電發(fā)展與研究現(xiàn)狀參考大量文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，前人對(duì)煤粉荷電技術(shù)的研究還比較少，同時(shí)，由于煤粉顆粒的粒徑分布范圍在1岬到300"---5001am之間變化，并以20---509rn的范圍居多數(shù)[61，因此，煤粉屬于粉體顆粒的范疇。根據(jù)本文研究需要，在此僅介紹與之緊密相關(guān)的粉體顆粒荷電技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀。1．2．1國外粉體荷電發(fā)展與研究現(xiàn)狀粉體顆粒荷電技術(shù)是

8、在靜電學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門古老而新興的科學(xué)。從歷史上看，其發(fā)展經(jīng)歷了相當(dāng)長的一段時(shí)間。顆粒帶電現(xiàn)象最早可以追溯到公元前600年，古希臘哲學(xué)家泰勒斯(Thales，公元前640．546)發(fā)現(xiàn)琥珀經(jīng)摩擦后具有吸引輕小物體的性質(zhì)。2000年后，英國伊麗莎白女王的御醫(yī)威廉·吉爾伯特(WilliaIl·Gilbert，1540—1603)，在觀察和研究大量靜電現(xiàn)象后發(fā)現(xiàn)，除了琥珀，靜電荷還可以聚積在鉆石、蛋白石、藍(lán)寶石和硫磺等大量的物體上171?？偟膩碚f，此時(shí)的顆粒荷電技術(shù)還沒有真J下成為-I"1科學(xué)，