流化床燃烧技术

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页数:160
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出版时间:1995-11
价格:9.90元
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isbn号码:9787801256393
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  • 循环流化床锅炉过程控制
  • 流化床燃烧
  • 燃烧技术
  • 能源工程
  • 环境工程
  • 工业炉
  • 热力工程
  • 生物质能
  • 煤炭利用
  • 污染物控制
  • 清洁能源
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具体描述

《高等学校教材•流化床燃烧技术》阐述了流化床燃烧的气动力学、传热、流化床燃烧、污染控制的基本原理,介绍了近几年来国内外流化床锅炉设计、运行方面的经验及编者的研究成果。全书共九章,内容包括流化床的基本性质、流化床燃烧、传热与流化床燃烧污染控制、循环床锅炉、流化床锅炉设计与运行,以及流化床燃烧技术在工业上的应用等。《高等学校教材•流化床燃烧技术》是高等学校电厂热能动力专业的教材,也可作为热能工程、工程热物理、采暖通风专业学生的参考书,还可供火电厂、锅炉厂、动力车间、化肥厂、水泥厂、有关设计院、研究所从事流化床锅炉和工业窑炉设计、制造、运行和研究等方面的工程技术人员阅读参考。

燃烧的艺术:从古老的炉火到现代的能源转化 燃烧,作为人类最早掌握的火种,在漫长的历史长河中,不仅是生存的依赖,更是文明进步的阶梯。从洞穴中温暖的篝火,到如今驱动着现代工业巨轮的强大动力,燃烧技术的发展,深刻地改变了人类社会的面貌。这本书,正是对这一古老而又充满活力的领域的一次全面而深入的探索,它旨在揭示燃烧背后蕴含的科学原理,展现其在不同时代的演变,并展望其在未来能源格局中的无限可能。 第一篇:燃烧的奥秘——物理与化学的交织 我们的旅程始于对燃烧最本源的探究。我们将深入剖析燃烧的定义,理解它不仅仅是物质的简单氧化,而是一个复杂的物理化学过程。从燃料的成分分析入手,我们将逐一解析不同种类燃料(如固体、液体、气体)的燃烧特性,理解它们在空气中的反应路径、产物以及能量释放的机制。 1.1 燃料的本质:元素、分子与能量 碳与氢的舞步: 聚焦于最常见的燃料元素——碳和氢,理解它们在氧化过程中的能量释放。从简单的甲烷燃烧到复杂的煤炭组分,我们将学习如何量化燃烧产热,区分显热与潜热。 氧化还原的化学: 深入理解燃烧的核心——氧化还原反应。我们将学习火焰的形成机理,火焰温度的影响因素,以及不同氧气浓度对燃烧速率和效率的影响。 自由基的火花: 揭示自由基在启动和维持燃烧链式反应中的关键作用,理解它们如何加速燃烧过程,并探讨如何控制自由基以实现更高效、更安全的燃烧。 1.2 火焰的形态与传播 火焰的形状与结构: 观察并分析不同燃烧模式下的火焰形态,从层流火焰到湍流火焰,理解它们的速度、温度分布和化学组成差异。 燃烧的传播速度: 探讨预混火焰和扩散火焰的传播机理,理解层流火焰传播速度和湍流火焰传播速度的影响因素,以及它们在燃烧器设计中的重要性。 熄灭与着火: 深入研究火焰的熄灭机制,如冷却、窒息和化学抑制,并探讨着火的条件和延迟时间,为安全燃烧提供理论基础。 1.3 燃烧产物与环境影响 能量的释放与转化: 详细阐述燃烧过程中能量的释放形式,包括热能、光能和动能,并分析能量的传递方式,如传导、对流和辐射。 有害气体的诞生: 审视燃烧过程中不可避免产生的副产物,如二氧化碳、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)以及颗粒物。我们将深入分析这些物质的形成机理,以及它们对大气环境、气候变化和人体健康的潜在危害。 控制与减排: 引入现代燃烧技术的核心挑战——污染物减排。我们将初步了解诸如低NOx燃烧技术、烟气脱硫脱硝等概念,为后续章节的深入探讨埋下伏笔。 第二篇:燃烧的演进——从传统到创新 了解了燃烧的科学原理之后,我们将跟随历史的脚步,回顾燃烧技术的演进历程。从古代的原始炉灶,到工业革命时期蒸汽机的崛起,再到现代高效清洁燃烧技术的诞生,每一步都凝聚着人类智慧的结晶。 2.1 远古的温暖:原始燃烧与早期应用 火的发现与驯化: 回溯人类最早使用火的场景,探讨火在取暖、烹饪、狩猎以及早期工具制造中的重要作用。 早期炉灶的设计: 分析古代陶器、砖石等材料的燃烧器具,理解它们在不同文化中的演变,以及它们如何满足基本的生活需求。 2.2 工业的引擎:蒸汽、内燃机与热力学 蒸汽机的革命: 深入解析蒸汽机的工作原理,理解其如何利用燃烧产生的热能驱动机械运动,并对工业革命产生的深远影响进行回顾。 内燃机的崛起: 探讨内燃机(汽油机、柴油机)的燃烧过程,理解其高效紧凑的特点,以及它如何改变交通运输和机械动力格局。 热力学定律的应用: 引入热力学基本定律,理解它们如何限制能量转化的效率,并指导内燃机和蒸汽机的设计优化。 2.3 现代化的步伐:燃气轮机、锅炉与发电 燃气轮机的性能: 介绍燃气轮机的基本结构和工作原理,重点分析其高效率、快速启动的特点,以及在发电和航空领域的广泛应用。 工业锅炉的演变: 探讨现代工业锅炉的设计进步,包括燃料适应性、热效率提升和污染物控制方面的创新。 发电厂的动力心脏: 将燃烧技术置于现代能源体系的宏观视角下,分析火电厂如何利用燃烧产生蒸汽驱动汽轮机发电,以及其在全球能源供应中的地位。 第三篇:燃烧的未来——绿色、高效与智能 面对日益严峻的环境挑战和能源需求,燃烧技术正朝着更加绿色、高效和智能的方向发展。本篇将聚焦于前沿的燃烧技术研究和应用,展望其在可持续发展中的关键作用。 3.1 清洁能源的燃烧:氢能、生物质与合成燃料 氢能的潜力: 详细探讨氢气作为一种零碳燃料的燃烧特性,分析其在燃气轮机、燃料电池等领域的应用前景,并讨论氢能的生产、储存和运输挑战。 生物质能源的利用: 介绍生物质作为可再生能源的燃烧方式,包括直接燃烧、气化和热解,分析其在减少碳排放和循环经济中的作用。 合成燃料的开发: 探讨合成气、二甲醚等人工合成燃料的燃烧特性,以及它们在替代化石燃料方面的潜在优势。 3.2 提高效率与降低排放:先进燃烧策略 富氧燃烧技术: 阐述富氧燃烧的原理,分析其如何提高燃烧效率、减少烟气体积,并简化后续的二氧化碳捕集过程。 超低氮氧化物燃烧(Ultra-Low NOx Combustion): 深入介绍各种低NOx燃烧技术,如分级燃烧、再燃技术、选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR),分析它们在抑制NOx生成和去除方面的效果。 颗粒物控制与协同治理: 探讨燃烧过程中颗粒物的形成机理,以及集成化的污染物控制策略,实现多污染物协同减排。 3.3 智能化与自动化:燃烧过程的精细控制 传感器技术与在线监测: 介绍各种燃烧过程中的传感器技术,如温度、压力、气体浓度传感器,以及它们在实时监测和反馈控制中的作用。 燃烧模型的构建与应用: 探讨计算流体力学(CFD)等数值模拟技术在燃烧过程研究和优化中的应用,以及如何建立精确的燃烧模型来指导工程设计。 智能控制系统: 展望基于人工智能和大数据分析的智能燃烧控制系统,实现燃烧过程的自适应优化、故障诊断和远程管理,进一步提升效率和安全性。 结语: 从古老炉火的摇曳,到现代能源体系的澎湃动力,燃烧技术的发展历程,是一部不断挑战极限、追求卓越的奋斗史。本书旨在提供一个全面、系统且引人入胜的视角,让读者深刻理解燃烧的本质,领略其技术的革新,并对未来的清洁能源转化充满信心。这不仅仅是对一项技术的介绍,更是对人类与火共舞、驾驭能量、创造未来的深刻洞察。

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这本书的结构编排,体现了一种深思熟虑的学术匠心,特别是其对“不确定性”和“模型局限性”的坦诚态度,令我印象深刻。在科学研究中,过度承诺往往是不可取的。作者在多个关键章节中,都明确指出了现有模型在描述极端工况或复杂化学反应时的不足之处,并指明了这些局限性正是未来研究需要攻克的方向。这种不回避技术瓶颈、保持科学严谨性的写作风格,极大地增强了读者的信任感。它教育我们,工程实践不是简单的公式套用,而是对模型适用范围的深刻理解。这种对“已知”和“未知”的清晰界定,对于指导学生和年轻工程师进行有针对性的研究工作至关重要。它培养的不是“会用工具的人”,而是“理解工具本质和边界的人”。因此,我毫不犹豫地认为,这本书是流化床领域内一部集大成、经得起时间检验的经典之作。

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这本专注于流化床燃烧技术的书籍,无疑是能源工程领域内一部份量十足的专业著作。我之所以给出如此高的评价,首先是因为它对理论基础的梳理达到了近乎教科书般的严谨性。从最基础的气固两相流动的数学模型建立,到流化现象的内在机理探讨,作者都展现了深厚的学术功底。特别是关于颗粒物团聚、返混效应以及热点形成这些核心难题的分析,书中不仅引用了大量的经典文献,还融入了作者团队最新的实验数据和数值模拟结果,使得理论的阐述既有历史的厚度,又不失前沿的活力。阅读过程中,我深切感受到作者力图为读者构建一个完整且逻辑自洽的知识体系的良苦用心。任何一个想深入理解流化床反应器内部复杂过程的工程师或研究生,都会发现这本书提供了远超入门级别所需的信息密度和分析深度。它不仅仅是告诉你“是什么”,更是深入剖析了“为什么会这样”以及“如何通过设计来优化”。这种对细节的执着和对原理的深挖,让这本书在浩瀚的工程文献中脱颖而出,成为我书架上时常翻阅的参考宝典。

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坦率地说,这本书的实践指导价值,是令我最为赞赏的亮点之一。流化床燃烧技术在工业应用中面临着诸多实际挑战,比如脱硫脱硝效率的波动、磨损腐蚀问题以及负荷变化时的稳定性控制。这本书巧妙地搭建了理论与工程之间的桥梁。它没有止步于描述理想状态下的流体力学行为,而是用大量的篇幅讲解了不同类型燃料(如煤、生物质、固体废物)在实际操作中对流态化过程的具体影响。书中关于炉内物料循环设计、喷口布置优化、以及高温腐蚀防护策略的章节,简直就像是为现场工程师量身定做的“故障排除手册”。我特别欣赏其中关于“工程优化案例分析”的案例,那些具体的参数调整、设备选型对比,都极大地帮助我将书本上的公式与工厂里实际的吨位、温度和压力联系起来。对于我们这些直接面对生产一线的人来说,这种接地气的分析,比纯粹的数学推导更有说服力,也更具可操作性。

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从更宏观的视角来看,这本书不仅关注了当前主流的循环流化床(CFB)技术,还对新兴和未来方向进行了前瞻性的探讨,这使得它保持了长期的参考价值。例如,关于低污染排放燃烧技术的研究,书中对CO、NOx的二次生成与还原机制的讨论非常深入,并结合最新的催化剂技术和气体的快速冷却策略进行了详细阐述。此外,它并未忽视对气流床燃烧等其他流化床形式的对比分析,这使得读者能够全面评估不同技术路线的优缺点和适用场景。在我看来,一本优秀的专业书籍不应该只是对现有技术的总结,更应该对未来的发展趋势有所预判。这本书在这方面做得非常出色,它为那些致力于开发下一代高效、环保燃烧系统的研究人员,提供了一个坚实的技术起点和广阔的思考空间。它不仅仅是一本“怎么做”的书,更是一本“未来应该怎么发展”的路线图。

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如果说专业性是这本书的骨架,那么其叙述的清晰度和逻辑的连贯性,就是赋予其生命力的血肉。我发现,即使是涉及复杂传热传质过程的章节,作者也采用了循序渐进的讲解方式。他们似乎非常了解初学者在面对多相流模型时的困惑点,因此在关键概念引入时,总会先用直观的类比或简化的模型进行铺垫,然后再逐步引入复杂的偏微分方程组。排版和图表的质量也值得称赞,那些清晰的流场示意图、不同流化状态的对比图,以及关键性能指标的曲线图,都制作得非常精良,极大地降低了理解难度。我曾尝试阅读其他几本同主题的著作,往往在某个关键的数学推导处就戛然而止,让人不得不在多个资料间来回翻找才能理清思路。而这本《流化床燃烧技术》,构建了一个自洽的阅读体验,使得学习过程中的“卡壳”现象大为减少,真正做到了对知识的“友好传递”。

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