富氧燃烧条件下多阶煤混燃过程中的热质反应耦合影响机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    51676076
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    方庆艳
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    E0604.燃烧学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Oxy-fuel combustion with carbon-containing solid fuel blends is one of effective methods for clean and high-efficiency utilization of carbon-containing solid fuels and CO2 capture. In the present project, influence mechanism of high-concentration CO2 atmosphere with H2O(g) on the combustion of wide-rank coal blends coupling heat and mass transfer and chemical reaction will be investigated under oxy-fuel combustion conditions by using laboratory- and large-scale experiments and numerical simulations. Influence of component coal properties (coal quality and particle size), reaction conditions (temperature, oxygen concentration, stoichiometric ratio and time), blending methods (out-furnace and in-furnace blending) and blending ratio on the ignition, burnout and NOx emission characteristics of coal blends combustion will be analyzed in detail. Based on the above, optimal strategy will be developed to conduct the synergetic optimization of burnout and NOx emission for wide-rank coal blends combustion under oxy-fuel combustion conditions. The present study can not only enrich the theories in the fields of both oxy-fuel combustion and carbon-containing solid fuel blends combustion, but also provides theoretical evidences for the optimal strategy of carbon-containing solid fuel blends combustion under oxy-fuel combustion conditions.
富氧燃烧条件下的含碳固体燃料混燃将是实现含碳固体燃料清洁、高效利用和CO2捕集的有效方法之一。本项目通过不同尺度下的实验与数值模拟，在富氧燃烧条件下，研究含H2O(g)高浓度CO2气氛对多阶煤混燃过程的传热传质与化学反应耦合影响机制，分析组分煤特性(煤质特性与粒径)、反应条件(温度、氧浓度、化学当量比和时间)、掺混方式(炉外掺混和炉内掺混)及掺混比等对混燃着火、燃尽和NOx排放特性的影响。基于此，发展富氧燃烧条件下的多阶煤混燃优化策略，实现混燃过程中燃尽和NOx排放的协同优化。该研究不仅可丰富富氧燃烧和固体燃料混燃领域的理论，还可为富氧燃烧条件下含碳固体燃料混燃优化策略提供理论依据。

结项摘要

富氧燃烧条件下的含碳固体燃料混燃将是实现含碳固体燃料清洁、高效利用和CO2捕集的有效方法之一。与空气气氛相比，在富氧气氛下，气体物性的改变、煤焦气化反应的存在等会影响传热传质和化学反应过程，进而对混煤燃烧及NOx排放产生复杂的影响。项目研究发现了多阶煤混燃过程中着火促进和燃尽抑制两种交互作用的竞争决定了最终燃尽特性,炉内掺烧方式下多阶煤混燃过程中促进与抑制作用会弱于炉外掺烧方式,挥发分含量差异越大交互作用明显,延迟混合时间会显著改变混煤燃尽程度；提出了着火促进与燃尽抑制的评价指标，揭示了挥发分燃烧对混煤着火促进和燃尽抑制都起到了主导作用，获得了富氧气氛下CO2以及H2O对混煤着火促进和燃尽抑制影响的规律。进一步地，基于实验与数值模拟，研究了混煤燃烧过程中传热传质与化学反应耦合作用机制，阐释了高浓度CO2气氛下气体物性参数和Char-CO2反应等对混煤着火促进和燃尽抑制的影响；基于建立的数值模型开展了富氧气氛下配风方式、入炉氧量、掺混方式等对锅炉混煤燃尽的影响及优化研究。该研究不仅可丰富富氧燃烧和固体燃料混燃领域的理论，还可为富氧燃烧条件下含碳固体燃料混燃优化策略提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量（19）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Effect of different conditions on the combustion interactions of blended coals in O2/CO2 mixtures
不同条件对混煤在O-2/CO2混合物中燃烧相互作用的影响
  • DOI：
    10.1016/j.joei.2018.05.006
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF THE ENERGY INSTITUTE
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Ma, Lun;Wang, Tingxu;Chen, Gang
  • 通讯作者：
    Chen, Gang
混煤燃烧过程中的交互作用:煤种对混煤燃烧与NO_x排放特性的影响
  • DOI：
    10.13225/j.cnki.jccs.2016.1722
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    煤炭学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马仑;方庆艳;汪涂维;王廷旭;郭岸龙;谭鹏;张成;陈刚
  • 通讯作者：
    陈刚
More efficient and environmentally friendly combustion of low-rank coal in a down-fired boiler by a simple but effective optimization of staged-air windbox
通过简单而有效的分级空气风箱优化，在下燃式锅炉中更高效、更环保地燃烧低阶煤
  • DOI：
    10.1016/j.fuproc.2019.06.002
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Fuel Processing Technology
  • 影响因子：
    7.5
  • 作者：
    Ma Lun;Fang Qingyan;Yin Chungen;Zhong Liu;Zhang Cheng;Chen Gang
  • 通讯作者：
    Chen Gang
Effects of burner tilt angle on the combustion and NOx emission characteristics of a 700 MWe deep-air-staged tangentially pulverized-coal-fired boiler
燃烧器倾斜角度对700 MWe深风分级切向煤粉锅炉燃烧及NOx排放特性的影响
  • DOI：
    10.1016/j.fuel.2017.02.009
  • 发表时间：
    2017-05-15
  • 期刊：
    FUEL
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Tan, Peng;Tian, Dengfeng;Zhang, Honggang
  • 通讯作者：
    Zhang, Honggang
Causes and mitigation of gas temperature deviation in tangentially fired tower-type boilers
切向燃烧塔式锅炉烟气温度偏差的原因及缓解措施
  • DOI：
    10.1016/j.applthermaleng.2018.04.131
  • 发表时间：
    2018-07
  • 期刊：
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Tan Peng;Fang Qingyan;Zhao Sinan;Yin Chungen;Zhang Cheng;Zhao Haibo;Chen Gang
  • 通讯作者：
    Chen Gang

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    黄本元
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  • 作者：
    谭鹏;张成;夏季;张小培;李鑫;陈金楷;方庆艳;陈刚
  • 通讯作者：
    陈刚
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  • 通讯作者：
    周怀春

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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