《含灰固體燃料的多過程火用特性》是依託哈爾濱工業大學，由張亞寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：含灰固體燃料的多過程火用特性
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張亞寧
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
化學火用是對燃料品質、經濟性、環境效應、生態影響、反應裝置、轉化過程和利用系統等做火用分析和評價的基石。自然界中的煤和生物質等燃料通常灰分含量高而且成分差異大，傳統的理論推算和經驗修正等方法通常忽略灰分的擴散火用，導致含灰固體燃料化學火用估算的較大誤差。針對自然界和工程中的這一普遍現象，本課題提出結合理論與實驗確定含灰固體燃料化學火用的構想。依據化學火用的定義，構建可逆分離-可逆基準反應-可逆擴散的多過程熱力學模型，建立分離火用、反應火用、擴散火用和化學火用的表達式；基於Hess定律搭建燃料燃燒-狀態測定-物質測定-反應熱測定的多功能實驗系統，研究含灰固體燃料的分離火用、反應火用、擴散火用和化學火用，揭示含灰固體燃料的多過程火用特性。為含灰固體燃料化學火用精確確定的新方法和新公式提供理論依據和數據參考，研究結果將豐富燃料化學火用的科學內涵和確定方法，推動相關學科和技術的發展。
結題摘要
化學火用是對燃料品質、經濟性、環境效應、生態影響、反應裝置、轉化過程和利用系統等做火用分析和評價的基石。自然界中的煤和生物質等燃料通常灰分含量高而且成分差異大，傳統的理論推算和經驗修正等方法通常忽略灰分的擴散火用，導致含灰固體燃料化學火用估算的較大誤差。針對自然界和工程中的這一普遍現象，本課題提出結合理論與實驗確定含灰固體燃料化學火用的構想。依據化學火用的定義，構建了可逆分離-可逆基準反應-可逆擴散的多過程熱力學模型，建立了分離火用、反應火用、擴散火用和化學火用的表達式；基於Hess定律搭建了用於研究和計算固體燃料化學火用的實驗系統，研究了含灰固體燃料的分離火用、反應火用、擴散火用和化學火用，揭示含灰固體燃料的多過程火用特性。研究結果表明，石墨化學火用的計算值與已知值的誤差在-5.25%~0.18%之間，而且主要來源於熱值的誤差（-5.40%~0.27%）；苯甲酸化學火用的計算值與已知值的誤差在-1.22%~0.12%之間，也主要來源於熱值的誤差（-1.32%~0.09%）。木質生物質的分離火用、反應火用和擴散火用分別占化學火用的-1.10%~-0.63%、94.42%~97.40%和3.23%~6.54%。稻殼生物質的分離火用、反應火用和擴散火用分別占化學火用的-0.93%~-0.66%、95.56%~96.73%和4.05%~5.20%。稻草生物質的分離火用、反應火用和擴散火用分別占化學火用的-0.91%~-0.68%、94.44%~96.66%和4.19%~6.26%。麥秸稈生物質的分離火用、反應火用和擴散火用分別占化學火用的-0.79%~-0.68%、95.87%~96.79%和3.93%~4.88%。在此基礎上提出了估算生物質燃料化學火用的新的經驗關聯式，誤差在-3.99%~1.56%之間。課題的研究結果為含灰固體燃料化學火用精確確定的新方法和新公式提供理論依據和數據參考，將豐富燃料化學火用的科學內涵和確定方法，推動相關學科和技術的發展。
