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| 編輯推薦： |
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本书为清华大学优秀博士学位论文丛书，可作为高等院校能源与动力工、环境工程、过程工程等专业高年级本科生和研究生的教材，也可为发电及环保等领域从事生产、设计与管理工作的技术人员提供参考。
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| 內容簡介： |
本书系统介绍了循环流化床燃烧及氮氧化物转化过程的数学建模方法，构建了流化状态和化学反应之间的关系，深人讨论了各工艺和操作参数对NO生成与排放的作用机制，提出了基于低氮燃烧的超低排放技术路线，并展望了能源转型下循环流化床燃烧低污染排放技术的重要意义与发展方向。
本书内容丰富，深入浅出，涵盖实验研究、模型分析和工程实践3个层面，可作为高等院校能源与动力工程、环境工程、过程工程等专业高年级本科生和研究生的教材，也可为发电及环保等领域从事生产、设计与管理工作的技术人员提供参考。
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| 關於作者： |
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柯希玮，2021年毕业于清华大学能源与动力工程系。主要从事流化床燃烧及多相流数学建模、燃煤污染物排放控制、生物质能源利用等研究工作。提出了多种实现硫氮污染物原始超低排放的技术措施并已在火电行业获得广泛应用，突破了煤电行业普遍采用的烟气污染物先产生再净化的控制路线。主持承担NL实验室重大科研专项课题、国家重点研发计划子课题、博士后科学基金面上资助等多个国家或省部级科研项目。曾获行业协会科技进步一等奖2项，近年来在SCI/EI收录期刊上发表第一作者/通讯作者论文20余篇，拥有流化床燃烧技术相关专利7项、软件著作权3项，参编学术专著1部。
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1背景概述
1.2循环流化床燃烧NOx生成机理简述
1.2.1燃料热解及氮元素的迁移转化
1.2.2挥发分氮转化
1.2.3焦炭反应及焦炭氮转化
1.2.4其他床料表面异相催化反应
1.2.5小结
1.3循环流化床燃烧NOx排放特性研究现状
1.3.1燃料性质
1.3.2床温和锅炉负荷
1.3.3氧量和还原性气氛
1.3.4炉内脱硫
1.3.5床料粒度
1.3.6小结
1.4循环流化床燃烧及NOx排放模型研究现状
1.4.1计算流体力学方法和简化模型
1.4.2化学动力学模型
1.5主要内容
第2章燃料热解和均相氮转化分析与建模
2.1本章引论
2.2燃料热解及氮元素分配
2.2.1模型建立
2.2.2煤热解鼓泡床实验
2.2.3实验与模拟结果讨论
2.3均相反应
2.3.1模型建立
2.3.2敏感性分析
第3章异相氮氧化物转化分析与建模
3.1本章引论
3.2焦炭反应及焦炭氮转化
3.2.1模型建立
3.2.2焦炭反应固定床实验
3.2.3固定床反应器模型
3.2.4实验与模拟结果讨论
3.3石灰石和灰分表面反应
3.3.1石灰石表面反应
3.3.2灰分表面催化反应
第4章循环流化床燃烧整体数学模型
4.1本章引论
4.2模型整体结构和基本方程
4.2.1循环流化床锅炉流态分析
4.2.2模型结构和参数
4.2.3基本平衡方程
4.2.4模型求解方法
4.3分区流动和传质子模型
4.3.1密相区
4.3.2稀相区
4.3.3外置床
第5章循环流化床燃烧NOx排放预测与分析
5.1本章引论
5.2模型校验
5.2.1模拟对象
5.2.2模拟结果验证
5.2.3模型敏感性分析
5.3循环流化床燃烧NOx排放特性分析
5.3.1分离器效率
5.3.2给煤粒度和给煤位置
5.3.3过量空气系数
5.3.4分级配风
5.3.5炉内脱硫
5.3.6锅炉负荷
5.3.7煤种影响
第6章结论与展望
6.1主要结论
6.2研究展望
参考文献
附录A循环流化床燃烧整体数学模型输入输出参数汇总
附录B循环流化床燃烧整体数学模型中所用化学动力学机理汇总
附录C循环流化床燃烧整体数学模型中关键气固流动参数汇总
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| 內容試閱：
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对电力行业而言，实现“双碳”目标的核心是构建以新能源为主体的新型电力系统。然而，光伏、风电等新能源的间歇性、波动性和随机性，对电力系统可靠稳定运行构成了巨大挑战。立足我国能源资源禀赋，发挥传统能源特别是煤炭、煤电的调峰和兜底保供作用，是现阶段构建清洁低碳安全高效能源体系的唯一现实可行的技术路线。这对煤电机组提出了更高的要求。
考虑到循环流化床(CFB)锅炉具有全负荷调峰潜力，其在新型电力系统中有望发挥更大的作用。然而，随着污染物排放标准日趋严格，为巩固CFB燃烧低成本污染物排放控制的优势，需要进一步分析各工艺或操作参数对NOx排放的影响规律，深度挖掘CFB的低氮燃烧潜力，从而促进煤炭清洁高效利用。为此，本书在对含氮反应动力学和CFB锅炉气固流动结构深入分析的基础上，通过“化学动力学实验—数学建模分析—工程验证”3个层面递进叙述，与读者共同探讨CFB锅炉氮氧化物排放特性与减排方案。
全书共分6章：
第1章为绪论，介绍本书的研究背景和目标，并对现有关于CFB燃烧条件下氮氧化物生成机理、排放特性、影响因素，以及相关模拟研究进行了综述，引出本书主要内容；
第2章介绍了CFB燃烧条件下对燃料热解和均相反应的处理；
第3章围绕焦炭、石灰石等表面异相反应及氮氧化物转化规律展开描述；
第4章介绍了CFB燃烧整体数学模型的基本架构和控制方程，以及分区流动子模型与传质子模型的构建方法；
第5章针对若干商业CFB锅炉，分析了各操作条件对NOx排放的影响规律和作用机制，提出了通过工艺及操作参数优化实现低成本NOx排放控制的技术路线；
第6章为全书总结，列出了本书主要结论，并展望了“双碳”目标背景下CFB燃烧低污染排放技术的发展方向。
本书的研究工作得到作者导师——清华大学能源与动力工程系吕俊复教授的倾心指导与帮助，并对本书的出版给予了大力支持。清华大学循环流化床课题组的各位老师和同学，以及工业界众多前辈朋友，在本人求学、工作及生活中提供了大量无私帮助，在此一并谨致谢忱。作者同时要感谢清华大学研究生院和清华大学出版社对本书出版的支持，感谢清华大学出版社的戚亚编辑对本书出版的重要贡献。
限于作者对流化床燃烧技术的认知水平，本书或有较多不妥之处，恳请读者批评指正。
柯希玮
2024年2月
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