1388457502

BADANIA PROCESU SPALANIA PALIW STAŁYCH

W WARSTWIE NIERUCHOMEJ

Streszczenie

Praca dotyczy spalania paliw stałych w warstwie nieruchomej z ograniczeniem się do przypadku, w którym kierunek przepływu powietrza jest zgodny z kierunkiem przepływu paliwa.

Pierwsza część pracy dotyczy badań eksperymentalnych prowadzonych na specjalnej konstrukcji komorze badawczej. Przedstawiono przykładowe, reprezentatywne wyniki przebiegu temperatur fazy stałej oraz składu fazy gazowej jako funkcji czasu spalania. Przedstawione wyniki wskazują, że spalanie węgla przebiega dwuetapowo. Wykazano, że w pierwszej fazie spalania następuje propagacja frontu spalania w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu powietrza. W czasie tej fazy procesy chemiczne zachodzą niemal wyłącznie w cienkiej warstwie paliwa, nazwanej frontem. Drugi etap to spalanie objętościowe, które występuje po zaniku frontu spalania. W pracy wprowadzono pojęcie krzywej wypalania pierwiastka węgla, mogącej znaleźć zastosowanie w praktyce przemysłowej.

W drugiej części pracy przedstawiono jednowymiarowy model matematyczny spalania, ujmujący wszystkie podstawowe zjawiska zachodzące w złożu rzeczywistym. Zaproponowano zestaw warunków brzegowych oraz sposób rozwiązania zagadnienia, uzyskano dobrą zgodność wyników obliczeń i pomiarów. Przeprowadzono analizę wrażliwości, która wykazała, że na szybkość rozprzestrzeniania się frontu spalania dominujący wpływ mają zjawiska trasnportu ciepła.

W trzeciej części pracy podano przykład przemysłowego wykorzystania wyników pracy do sterowania kotłem OR-32. Wskazano ponadto inne potencjalne obszary zastosowań wyników pracy.

INVESTIGATIONS OF THE FIXED BED COMBUSTION OF SOLID FUELS

Summary

In the present work investigations of the fixed bed combustion of solid fuels have been presented. Considerations have been limited to the case of the common directions of air and fuel flow.

In the first part of the work the experimental investigations conducted in the combustion chamber of unique construction have been described. Se-lected, representative results of the temperaturę and concentrations measu-rements as a function of combustion time have been presented. It has been pointed out that during coal combustion two phases can be distinguished. In the first phase reaction front propagates in the direction opposite to the air flow. Chemical reactions are concentrated in the thin layer which has been named reaction front. In the second phase combustion takes place in whole bed’s volume. Carbon burn-out curve hav been defined which may be very useful for the industrial practice.

In the second part of the work one dimensional mathematical model has been presented. Set of boundary conditions together with solution method have been proposed. Good agreement of the experimental and numerical results have been achieved. Sensitivity analysis has shown that heat transport phenomena mainly affect the front propagation process.

In the third part of the work one example of the industrial applications has been presented in details. Other possibilities of applications have been mentioned.