低熱值煤層氣與煤矸石CFB混燒特性數(shù)值模擬與試驗研究的開題報告一、研究背景低熱值煤層氣（CBM）和煤矸石是我國煤炭資源中的重要組成部分，其有效利用對于提高能源資源利用效率和降低環(huán)境污染具有重要意義。目前，我國煤炭資源多為低熱值煤種和深埋煤炭資源，這些資源的燃燒會產(chǎn)生大量的溫室氣體和污染物，給環(huán)境帶來嚴重影響。而CBM和煤矸石的同時利用，能夠在增加能源利用效率的同時，減少溫室氣體和污染物的排放，符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。目前，有關(guān)CBM和煤矸石混燒的研究大多集中在實驗室，缺乏實際運行的工程實踐驗證。此外，混燒時的氣態(tài)和固態(tài)相互作用、流體動力學等問題也需要深入研究。因此，探究CBM和煤矸石的混燒特性，開展數(shù)值模擬和試驗研究，對于深入混燒機理、優(yōu)化運行參數(shù)和開發(fā)混燒技術(shù)具有重要意義。二、研究內(nèi)容與目標本研究針對CBM和煤矸石在循環(huán)流化床（CFB）內(nèi)混燒的特性進行數(shù)值模擬和試驗研究。研究內(nèi)容包括：1.CBM和煤矸石CFB混燒的物理與化學過程分析，探究混燒過程中的相互作用機制。2.基于CFB內(nèi)CBM和煤矸石混燒的數(shù)值模擬，分析混燒過程中的氣相和固相運動特性、反應(yīng)動力學等。3.設(shè)計CFB實驗平臺，開展CBM和煤矸石CFB混燒的試驗研究，驗證數(shù)值模擬結(jié)果的有效性和可靠性。4.探究混燒過程中的優(yōu)化運行參數(shù)、混燒技術(shù)和操作措施，提出優(yōu)化方案和建議。研究的最終目標是：深入探究CBM和煤矸石在CFB內(nèi)的混燒特性，提出優(yōu)化方案，為混燒技術(shù)的開發(fā)和工程實踐提供科學依據(jù)。三、研究方法1.分析理論：根據(jù)既有文獻、理論及相關(guān)數(shù)據(jù)資料，了解CBM和煤矸石的物理化學特性，深入研究CBM和煤矸石CFB混燒的物理和化學過程。2.數(shù)值模擬：基于CFD的分離相流模擬理論，建立CFB內(nèi)CBM和煤矸石混燒的數(shù)值模型，分析混燒過程中的氣態(tài)和固態(tài)運動特性、熱力學參數(shù)和反應(yīng)動力學等。3.試驗研究：設(shè)計CFB實驗平臺，開展CBM和煤矸石CFB混燒的實驗研究，測量其質(zhì)量熱值、污染物排放等參數(shù)，驗證數(shù)值模擬結(jié)果的有效性和可靠性。四、研究意義1.探究CBM和煤矸石CFB混燒的機理，為深入研究混燒技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。2.基于數(shù)值模擬和實驗研究，提出混燒過程中的優(yōu)化方案、技術(shù)和策略，為混燒技術(shù)的開發(fā)和工程實踐提供指導。3.優(yōu)化CBM和煤矸石的利用方式，提高資源利用效率和環(huán)保水平，符合我國能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。五、研究進度安排第一年1.研究背景分析、研究方法、研究內(nèi)容與目標的初步確定，撰寫開題報告并進行答辯。2.深入分析CBM和煤矸石的物理化學特性及其混合機理，建立數(shù)值模擬模型并進行仿真計算，初步探究CFB內(nèi)CBM和煤矸石混燒的特性。3.根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，設(shè)計實驗方案，搭建混燒實驗平臺，開展實驗研究，并初步分析實驗結(jié)果。第二年1.基于數(shù)值模擬和實驗結(jié)果，探究CBM和煤矸石在CFB內(nèi)混燒的優(yōu)化參數(shù)和技術(shù)策略。2.通過對實驗結(jié)果的分析和比對，驗證數(shù)值模擬的可靠性和有效性。3.撰寫研究論文，準備參加相關(guān)學術(shù)會議和發(fā)表論文。第三年1.調(diào)整和完善CFB內(nèi)CBM和煤矸石混燒的數(shù)值模型，進一步優(yōu)化模型參數(shù)。2.進行大