超低浓度煤层气在流化床中燃烧的实验和数值研究

超低浓度煤层气由于甲烷含量低、浓度变化大而较难加以利用。采用实验和数值模拟的方法,研究了超低浓度煤层气在流化床中的燃烧,分析了床层温度、甲烷体积浓度、流化风速对甲烷燃烧效率的影响,并用数学模型预测了甲烷沿床层高度方向的分布。研究表明,数学模型和实验数据吻合较好。床层温度是煤层气燃烧反应的关键因素,甲烷的转化率随着床层温度的升高而增加。燃烧反应主要发生在乳化相,且主要集中在床层的下部。甲烷的转化率随着流化风速和煤层气中甲烷浓度的增加而减少。在床层温度为650℃时,甲烷浓度低于1%的煤层气的甲烷转化率均大于93%。增加床层高度可使甲烷完全转化。