煤顆粒燃燒產物時空動態特性研究

《煤顆粒燃燒產物時空動態特性研究》是依託華南理工大學，由董美蓉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：煤顆粒燃燒產物時空動態特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：董美蓉
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

煤燃燒火焰中產物基團（C2、OH、CH、CN、NO、CO、H2O、CO2等）的時空變化特性，反映了煤燃燒過程及污染物生成的化學反應過程。本項目利用先進的發射光譜探測技術，實現雷射點燃單顆粒煤燃燒過程中產物基團的發射光譜的探測，分析各基團發射光譜強度的時空分布特性，揭示煤顆粒燃燒過程各基團的變化規律；利用所探測基團的分子光譜，結合光譜擬合方法，實現火焰溫度和產物基團濃度的時空變化診斷；研究不同燃燒氣氛（不同O2/N2、O2/CO2比例）條件下煤顆粒燃燒過程火焰的變化，建立燃燒過程中產物基團發射光譜與燃燒氣氛的關聯；利用同位素示綜法，研究NOx生成與轉化過程中中間與最終產物基團時間和空間變化，進一步揭示NOx的不同形成途徑。通過本項目的研究，可為進一步揭示煤燃燒過程及污染物的形成機理提供理論和實驗依據。

結題摘要

化石燃料將在未來相當長時期內繼續主導全球能源結構。人類利用能源的方式仍將以燃燒為主。套用燃燒診斷技術，發現和掌握燃燒規律是深化燃燒機理研究的主要方法。燃燒火焰是表征燃燒狀態變化最直接的反映，本項目以藉助雷射點火技術實現單顆粒煤燃燒過程為研究對象，搭建了可有效實現煤顆粒燃燒火焰發射光譜時空動態變化特性研究的實驗平台，獲取了典型煤種顆粒燃燒發射光譜及火焰溫度的時空動態變化特性，以及不同環境氣氛條件下，煤顆粒燃燒產物發射光譜的動態特性。同時將雷射誘導擊穿光譜技術（LIBS）套用於氣體、固體燃料火焰光譜的診斷，實現了火焰空間結構的特性分布的檢測，同時得到了分子基團CN與單顆粒煤燃燒NOx的形成關聯，並提出了套用電漿能量實現火焰局部溫度場診斷的方法。所得到的分析結果，對深入理解氣體、固體燃料的燃燒過程有一定的借鑑意義。