Effect of pH Value on Reaction Property of CaO/MgO Sorbent Prepared by Sol-Gel Combustion Method

针对多循环反应过程中钙基吸收剂的CO2吸收能力随循环次数增加而迅速衰减的问题,采用溶胶-凝胶燃烧法,在不同前驱体溶液pH值条件下制备CaO/MgO吸收剂,并在卧式固定床反应器上进行了20次循环的煅烧/碳化试验,对其吸收CO2的活性及循环反应稳定性进行了研究.结果表明：采用溶胶-凝胶法合成的CaO/MgO吸收剂与干物理混合法及湿化学法合成的相比,具有更好的CO2吸收性能;对于采用尿素溶胶-凝胶燃烧法合成的CaO/MgO吸收剂,前驱体溶液pH值越小,制备的CaO/MgO吸收剂颗粒越小,比表面积越大,CO2吸收能力越高.     

高温CO2吸附/吸收剂的研究进展

化石燃料火电厂是CO2主要排放源,直接脱除高温烟气中的CO2可以减少系统的能量损失,CO2高温吸附剂和吸收剂的开发研究得到重视。本文主要对高温CO2吸附剂中的碳基吸附剂、沸石、类水滑石化合物及高温CO2吸收剂中的锂基吸收剂和钙基吸收剂等进行分析比较：经过化学改性的类水滑石化合物在140℃以上具有高温吸附剂中最高的CO2吸附能力,钙基吸收剂中的PCC（沉淀碳酸钙）和CaO／CB12Al14O33在600℃或更高温度下具有较高的吸收能力和循环反应活性。针对上述高温吸附,吸收剂目前存在的问题,提出以研究高温吸附／吸收机理,提高循环吸附／吸收CO2能力和改进其制备工艺作为今后研究的重点。     

煤洁净燃烧添加剂技术的研究

从研究煤中硫的析出规律入手,分析了钙基吸收剂在高温下固硫率低的原因,及有机硫和无机硫的不同析出规律,选择具有促进或催化作用的工业废料,与钙基固硫剂按比例掺混,形成一毓既可直接在燃烧过程中脱硫,又有一定催化燃烧作用所洁净燃料添加剂。     

钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化中烧结现象及改进措施

钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化是现阶段CO2减排中最有发展前景的方法之一。但该方法存在的问题是钙基吸收剂循环捕捉CO2的能力随着循环反应次数的增加迅速下降。这主要是由于高温煅烧产物CaO在煅烧阶段发生烧结,导致空隙率降低,从而抑制了CO2通过这些孔隙扩散与CaO进行碳酸化反应。对烧结现象的机制及影响烧结程度的因素进行了分析,同时总结了国内外对改善抗烧结性能,提高钙离子活性的研究成果,为研究钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化提供了理论及实验室条件下的支持。     

基于钙基的吸收增强式水气变换反应实验研究

利用CaO能同时催化水气变换反应和吸收CO2的双功能特性,在流化床反应器上进行了基于钙基CO2吸收剂的吸收增强式水气变换过程的实验,研究了反应温度、H2O/CO比对水气变换反应的影响,讨论了石灰石对水气变换的催化作用,分析吸收剂循环反应活性下降特性并进行了乏吸收剂水蒸气活化改性实验。实验结果表明,在400～600oC范围内,升高温度同时提高CaO的催化和CO2实验吸收能力。增加H2O/CO比例有利于水气变换反应中CO转化率的提高,但当H2O/CO比例高于2时,水蒸气对水气变换的促进作用减弱。石灰石只有在高于700℃时才体现出一定的催化效果。钙基吸收剂催化活性和CO2吸收能力均随循环次数的增加而下降,通过水蒸气活化可以部分恢复CaO反应活性,提高钙基吸收剂在吸收增强式水气变换循环过程中的利用效果。     

钙基吸收剂脱碳的模型建立及参数研究

针对天然气联合循环(NGCC)电厂烟气CO_2脱除问题,对钙基吸收剂循环煅烧与碳酸化CO_2脱除法进行了研究.利用Matlab建立数学模型,并分析了碳酸化反应温度、碳酸化塔床料量、循环吸收剂摩尔流量以及补充吸收剂摩尔流量对CO_2捕集率的影响.结果表明:由于NGCC电厂烟气中CO_2摩尔分数较低,为达到90%CO_2捕集率(rcc),其碳酸化反应温度应为594℃,明显低于燃煤电厂的碳酸化反应温度(650℃);随着循环次数的增加,吸收剂的吸收能力明显下降;在补充吸收剂摩尔流量(F_0)一定时,r_(cc)随着单位发电量碳酸化塔床料量(W_(CaO))和循环吸收剂摩尔流量(F_R)的增加先大幅增加,后趋于稳定;在W_(CaO)一定时,rcc随着F_0和F_R的增加而增加,但当F_R增加到一定值时,碳酸化塔中床料量不足,使得进入其中的CaO颗粒转化率未全部达到最大平均转化率X_(ave),r_(cc)反而下降.     

新型钙基吸收剂捕集CO_2和脱除焦油的研究

基于溶胶-凝胶法开发出一种新型CaO基吸收剂(Ca-Al-Fe),考查了其焦油脱除及捕集CO_2的性能。结果表明:Ca-Al-Fe吸收剂的主要成分为CaO、Ca_(12)Al_(14)O_(33)、Fe_2O_3;Ca-Al-Fe吸收剂可在麦秆热解中捕集CO_2和减少焦油类物质的析出;与普通CaO相比,Ca-Al-Fe吸收剂循环捕集CO_2的性能显著提高;经过20个循环碳酸化-煅烧反应,Ca-Al-Fe的CO_2吸收量和CaO转化率降低较小,分别由0.42mg/mg、84%降低到0.34 mg/mg、67%,同时Ca-Al-Fe的机械强度显著提高;与已有研究相比,新型吸收剂在循环碳酸化性能方面具有优势。     

含锌炼钢炉粉高温焙烧脱氯的冶金动力学

在对炼钢粉尘物理、化学特性和脱氯反应机理分析的基础上,设计了炼钢炉粉高温焙烧脱氯动力学的积分研究方法,并对炼钢粉尘进行了750、800、900℃的高温焙烧脱氯热态试验。得出炼钢粉尘焙烧脱氯反应级数为1/2,进而计算出活化能、频率因子和氯元素脱出率随焙烧时间变化的函数,通过验证,平均误差为1.41%。研究结果表明:随着焙烧温度提高,粉尘脱氯效果越明显,粉尘脱氯合格所需的时间明显缩短。在900℃和950℃温度下焙烧,炼钢粉尘脱氯合格的时间分别为90 min和32 min。     

医疗废物焚烧炉高钙高氯灰的沉积烧结特性

对加钙脱氯医疗废物焚烧炉内的飞灰和烧结积灰样品进行了微观形态、元素组成和物相分析．结果表明,形成积灰的主要元素是Ca、Cl等,积灰的物相组成主要是CaO及其低熔点共熔体．CaCl_2是造成积灰液相烧结的主要原因,持续高温烧结会造成CaO晶格的致密化．通过对飞灰烧结特性的实验研究,考察了温度、时间、成分和添加剂等对烧结的影响,对不同防烧结添加剂的效果进行了试验研究,结果表明,ZnO和NaNO_3有降低烧结强度的作用,作为防烧结添加剂是可行的．     

添加钙对燃煤过程颗粒汞生成特性影响的试验研究

在高温煤粉携带炉上进行了2种煤添加CaO和CaCl。的燃烧试验，采集各燃烧条件下的飞灰样品进行Hg质量分数测定，并对飞灰进行了能谱（EDS）与X射线衍射（XRD）分析．结果表明：添加CaO能使Hg。含量增加，添加CaCl2促进Hg。的生成效果比添加CaO显著；当CaCl2的添加率为3％时，Hgp比率最大，且灰中的Cl占总投入Cl的质量分数也最大．     

Droplet combustion in the presence of acoustic excitation

This experimental study focused on droplet combustion characteristics for various liquid fuels during exposure to external acoustical perturbations generated within an acoustic waveguide. The alternative liquid fuels include alcohols, aviation fuel (JP-8), and liquid synthetic fuel derived via the Fischer–Tropsch process. The study examined combustion during excitation conditions in which the droplet was situated in the vicinity of a pressure node (PN). In response to such acoustic excitation, the flame surrounding the droplet was observed to be deflected, on average, with an orientation depending on the droplet’s relative position with respect to the PN. Flame orientation was always found to be consistent with the sign of a theoretical bulk acoustic acceleration, analogous to a gravitational acceleration, acting on the burning system. Yet experimentally measured acoustic accelerations based on mean flame deflection differed quantitatively from that predicted by the theory. Phase-locked OH^∗ chemiluminescence imaging revealed temporal oscillations in flame standoff distance from the droplet as well as chemiluminescent intensity; these oscillations were especially pronounced when the droplets were situated close to the PN. Simultaneous imaging and pressure measurements enabled quantification of combustion-acoustic coupling via the Rayleigh index, and hence a more detailed understanding of dynamical phenomena associated with acoustically coupled condensed phase combustion processes.     

Numerical and experimental study of the conversion of methane to hydrogen in a porous media reactor

In this paper, conversion of methane to hydrogen within a porous media reactor was investigated over the fuel-rich equivalence ratio range of 1.5 to 5. Experimental data were taken to validate the computational model and good agreement was established between the two. The characteristics of interest were wave velocity, peak combustion temperature, flame structure, volumetric heat release, wave thickness, and hydrogen yield. The parameters investigated that affect these characteristics included inlet velocity, equivalence ratio, and the thermal conductivity and the specific heat of the porous media. The computational model predicted a peak percentage conversion of methane to hydrogen of approximately 59% while experimental results show a peak of approximately 73%. The model also predicted the experimental trend that conversion efficiency increases as the inlet velocity of the initial fuel-air mixture increases. Species profiles obtained from the computational model showed the signature dual-reforming regimes known as partial oxidation and steam reforming inherent with fuel-rich filtration combustion. The main contribution of this paper is an understanding of the transient nature of the combustion wave for fuel-rich conditions and how the nature of the combustion wave influences conversion efficiency. As the combustion wave progresses, the steam-reforming zone thickness increases, resulting from the constant heat addition to the solid. A thick, high-temperature zone, which promotes steam reforming and is heavily dependent upon the specific heat of the porous media, is preferred to maximize conversion efficiency.     

直喷式柴油机燃烧压力高频振荡与燃烧噪声的关系

应用声响应法和Sysnoise声学软件进行模态实验和模态分析,研究燃烧噪声高频激励机理．通过有限元方法计算燃烧室空腔在点声源激励下的声压响应,确定了燃烧室空腔在激励力作用下产生较强烈的压力振荡的频率．通过测量发动机缸内压力和噪声,研究燃烧压力高频振荡频率和幅值与时间窗获取的燃烧噪声的关系．燃烧压力高频振荡频率与燃烧噪声高频成分具有很好的对应关系,较高的振荡幅值对应的燃烧噪声值较高．研究结果表明,燃烧压力振荡频率和幅值是影响燃烧噪声高频成分的主要因素．     

掺氢对微尺度空间内预混层流火焰转捩爆燃特性的影响

针对基于燃烧的微小型动力装置存在燃烧效率低、火焰传播速度慢的问题,设计了一个可视化的、特征间距仅为0.45 mm的微尺度定容燃烧室,实验比较了0～1的掺氢比例下,丙烷/氢气/空气预混火焰在该燃烧室内的传播以及加速过程.实验发现没有掺氢时,丙烷/空气预混火焰需要在0.25 MPa初始压力下才能够传播;当掺氢比例为0.2时...     

空气_旋转阀脉冲燃烧器的性能试验研究

介绍了空气－旋转阀脉冲燃烧器试验装置,试验过程,并且通过试验得出了此种燃烧器的运行特性,探讨了进行流量对燃烧器压力、幅值、频率等参数的影响。通过对结果的分析,阐述了空气－旋转阀脉冲燃烧器的工作机理。     

柴油机TR燃烧系统的性能研究

为了减少柴油机的排放污染物,设计了新型的TR(Three Rapidity)燃烧系统。该系统采用带中心喷油孔的多孔喷油嘴,使用的燃烧室是在收口ω形燃烧室的基础上改进的,底部中央有一平顶凸台,四周壁面上设有导向圆弧。在一台单缸135柴油机试验台架上对该系统的性能进行了研究。结果证明,经过优化发动机标定工况的最低油耗降到225g/(kW·h),排气烟度小于1BSU。此外,当供油提前角θfs在从20°CABTDC到3°CABTDC范围内变化时,排气烟度随供油的推迟而略有增加,同时排气中NOx浓度降低。但是随供油的进一步推迟,在中小负荷时发动机排气烟度值降低到0.3BSU以下,同时NOx浓度仍然只有100×10 6左右。     

限流沿燃烧室中实现柴油喷雾稀扩散燃烧的混合气形成过程

提出了一种在于激光诱导荧光法的实验方案，采用增压式共轨喷油器，在定容燃烧实验装置内进行柴油喷雾形成、发展、撞壁和混合过程的实验。实验发现，燃油喷雾在燃料室壁面的沉积可通过在壁面设置一个“限流沿”（BUMP），使之从壁面剥离，剥离后的壁面射流形成一个迅速扩散的二次空间射流，进而形成较均匀、较稀薄的混合气，它有利于减少碳烟和NOx排放。     

柴油/甲醇组合燃烧发动机的燃烧特性与排放

对一台高速直喷式柴油机采用柴油／甲醇组合燃烧方式及其纯柴油燃烧方式的燃烧特性进行了研究。其结果表明，采用柴油／甲醇组合燃烧的发动机，燃烧始点晚于采用纯柴油时的燃烧起点，但是燃烧速度快，气缸峰值压力比燃烧纯柴油时高；与纯柴油的双峰放热规律不同，组合燃烧的放热率曲线呈单峰形；组合燃烧的最高燃烧温度比燃烧纯柴油时有所降低．进而从燃烧理论上解释了采用组合燃烧可以同时降低碳烟和NOx排放的原因。     

蓄热燃烧技术在西钢二轧加热炉上的应用

该炉采用蓄热式燃烧技术，取得了良好的经济效益和社会效益。介绍了加热炉的结构特点、技术性能，重点介绍了蓄热式燃烧系统。     

燃烧室压力对燃油喷雾和燃烧的影响研究

采用CHAMKIN模拟分析燃烧过程,基于自行设计的可视化定压燃烧系统试验研究燃烧室压力对燃油喷雾和燃烧的影响。结果表明:随着压力的升高雾化效果逐渐变差;进气旋流可以改善雾化效果;如果进气旋流是高温气体,则改善情况更明显。压力的增加仅加快了反应速率,缩短了着火延迟时间,并没有引起着火过程中温度的很大变化。随着燃烧压力的增加,火焰逐步向燃油喷嘴处移动,可通过提高烟气卷吸率增强气旋效果,使火焰更长,燃烧更均匀,避免烧坏油头及燃烧室内部分温度过高等不良后果。