煤粉燃烧与碳酸钙分解数值模拟研究

"分解炉内煤粉燃烧与碳酸钙分解的数值模拟" 这篇湖南大学的工程硕士学位论文主要探讨了分解炉内煤粉燃烧与碳酸钙分解的数值模拟问题，该研究对于理解和优化水泥生产工艺过程具有重要意义。分解炉是干法水泥生产中的关键设备，其主要任务是将原料中的碳酸钙（CaCO3）分解为氧化钙（CaO）和二氧化碳（CO2），同时完成煤粉的高效燃烧以提供热能。 在论文中，作者可能详细分析了以下几个知识点： 1. **煤粉燃烧机理**：煤粉燃烧涉及复杂的化学反应，包括挥发分的析出、燃烧和焦炭的气化与燃烧。通过数值模拟，可以研究不同煤种、粒度及空气分布对燃烧效率和污染物排放的影响，如NOx和SOx的生成。 2. **碳酸钙分解过程**：碳酸钙在高温下分解为氧化钙和二氧化碳，这是一个吸热反应。数值模拟可以揭示分解速率、温度分布以及气体流动对分解效率的影响。 3. **流场分析**：在分解炉中，热气流和物料的运动是相互作用的。通过对流场的数值模拟，可以优化炉内气固两相流的分布，提高热量传递效率，防止局部过热或不充分燃烧。 4. **模型建立与求解**：论文可能介绍了使用哪种数学模型（如Eulerian-Lagrangian模型或DNS/LES/RANS等）来描述燃烧和分解过程，并可能详细讨论了求解器的选择和边界条件的设定。 5. **数值方法与计算软件**：研究可能涉及到了Fluent、CFD++等常用的计算流体动力学软件，用于模拟炉内的传热、传质和化学反应过程。 6. **参数优化与实验验证**：论文可能会提出一系列参数优化策略，以改善燃烧和分解性能，并通过与实验数据对比来验证模型的准确性和可靠性。 7. **环境与经济效益**：优化燃烧和分解过程不仅提高了能源利用率，还能减少污染物排放，对环境保护和经济性有显著提升。 通过这样的数值模拟研究，可以为水泥工业提供理论依据，指导分解炉的设计改进，实现更高效、环保的生产过程。然而，由于摘要信息有限，具体的实验细节、结果和讨论无法在此详述。