利用红外图像处理的石油焦粉富氧燃烧器冷态流场实验研究

利用低温标记示踪和红外测温成像的方法对一种适用于石油焦粉工业锅炉的富氧燃烧器进行了冷态流场特性的研究。通过对红外图像的处理,分析射流温度场的分布情况,揭示了燃烧器的流场混合特性。实验结果表明,该燃烧器具有良好的空气动力场,一次风径向温度速度梯度较大,主流轴向温度速度梯度小,纯氧射流刚性强且与一次风混合距离合理;燃烧器高速一次风射流的流场混合效果受扩口和中心管钝体影响显著,轴线温度、射流扩展角和射程、中心回流区均呈现一定变化规律。     

分级富氧燃烧控制NO_x的一维模型和试验研究

为研究富氧燃烧过程中的NOx生成与控制,在一维沉降炉上进行了煤的分级富氧燃烧试验,并利用Matlab和Cantera软件建立了一维沉降炉反应模型并进行分析。试验温度1 100~1 200℃,给粉量21.1~32.3 g/h。试验和模拟结果表明:富氧燃烧时不采用烟气再循环的方法时NOx生成量也可比空气下燃烧时低。在未分级条件下,富氧燃烧时的NOx排放量是空气工况的77%。通过推迟二次风后移、缩小一次风风率等手段延长一次风在还原区的停留时间,可降低富氧燃烧时的NOx生成量。高浓度CO2和焦炭的气化反应有助于强化还原区的还原性气氛,促进NO在焦炭表面的还原,促进焦炭N向N2的转化,抑制焦炭NOx的生成。一维模型模拟结果与试验吻合。     

含氮焦炭异相还原NO反应机理的密度泛函理论研究

选用合理简化的含氮焦炭模型,使用密度泛函理论对含氮焦炭异相还原NO释放出N2的反应机理在分子水平上进行了研究.使用B3LYP/6-31G(d)方法优化得到了含氮焦炭模型、产物、中间体和过渡态的几何构型.在相同水平上计算得到了优化所得结构的单点能并进行了零点能校正,从而得到整个反应的势能面及各中间反应的活化能和反应热.N...     

O2／CO2气氛下无烟煤及烟煤燃烧NO释放特性对比试验研究

研究了一种烟煤和一种无烟煤在氧气体积浓度21％～100％的O2／CO2气氛下的水平管式炉中1073K时的NO生成特性。结果表明O2／CO2气氛下的NO的生成量小于空气条件下的一半。在焦炭表面生成的CO是减少NO生成的主要原因。O2／CO2下燃料N向NO的转化率随氧气的浓度增加上升,并在较高氧气浓度时持平。NO的析出过程受煤种的影响。烟煤在挥发分析出阶段有一定的NO伴随大量CO析出而生成,而无烟煤则没有。无烟煤的NO转化率比烟煤高。     

气力式喷嘴雾化介质的技术经济比较研究

压缩空气和水蒸气是水煤浆锅炉气力式雾化的两种常用介质.对两者的技术及经济性进行了比较研究.通过对炉内颗粒水分蒸发速率的Spalding模型和燃烧阶段的对比分析表明,电厂采用压缩空气做雾化介质更具有较好的技术经济性.对每单位容量(t/h)的水煤浆喷嘴,采用压缩空气代替水蒸气雾化,每小时可节约相当于8～10kg的标准煤.     

基于BFA和OFA的燃煤锅炉降低NO_x排放数值模拟研究

结合BFA和OFA技术,并采用计算流体软件FLUENT 6.3,选择合理的数学模型,对420t/h切圆燃烧锅炉炉内的流动、传热及燃烧进行了数值模拟。数值模拟采用三维稳态计算,SIMPLEC算法,湍流模型采用可实现k-ε双方程模型,NOx的生成采用后处理方法计算。计算结果表明,改造后炉膛中心温度降低,炉膛出口NOx排放量降低了约30%,炉膛出口的CO浓度接近零。但是,由于底部BFA二次风的直接扰动,使切圆直径增大,会造成锅炉结渣。因此,在改造过程中应适当减小下一次风截面的设计切圆直径。     

O2/CO2气氛下石油焦富氧燃烧特性研究

研究了一种石油焦在氧气浓度为21％～100％的O2/CO2气氛下于水平定炭炉中的燃烧曲线特性,并对其着火时间及其拟合曲线、燃尽时间、最高燃烧温度、燃烧速率曲线进行了分析.结果表明:随着氧气浓度的增加,石油焦燃烧特性曲线呈现规律性变化;石油焦着火时间随氧气浓度增加而逐渐变短,氧气浓度超过60％时,石油焦着火时间缩短的趋势才开始变缓;燃尽时间与着火时间的变化一致,而最高燃烧温度则随着氧气浓度的增加而逐渐增加;氧气浓度100％时的燃烧速率峰值是氧气浓度21％时燃烧速率峰值的3倍.     

褐煤裂解、燃烧、气化过程的反应动力学分析

对褐煤采用裂解与燃烧结合的分级利用方式可以提高其利用效率,同时得到多种高附加值的煤裂解产品.为探索该分级利用的可行性,使用热分析方法研究了伊敏褐煤和大同烟煤的裂解、燃烧和气化过程,得到了其不同反应的特征参数,并使用Coats-Redfern法计算了各反应的活化能.结果表明,伊敏褐煤裂解反应开始温度低,其燃烧及气化反应活性均优于大同烟煤;两种煤的气化反应表观活化能远高于裂解反应;对褐煤进行完全气化利用或部分裂解结合半焦燃烧分级利用效率更高.     

氢氧加湿燃烧的数值模拟

介绍了利用CHEMKIN 4.1软件中封闭的全混同性反应器模型模拟加湿情况下氢氧燃烧的方法,同时基于详细的氢氧燃烧化学反应动力学机理分析了初始反应温度、反应压力及水蒸气添加量等对氢氧燃烧的影响。模拟结果表明,初始反应温度、反应压力及水蒸气添加量等因素均会对氢氧燃烧的点火延迟时间和燃烧最高温度产生一定程度的影响,其中水蒸气添加量的变化对氢氧燃烧的最高温度及火焰传播速度的影响较为显著。这对后续在实验室中进行氢氧加湿燃烧研究可提供有益的指导。     

微光波对水葫芦水解糖化的促进机理研究

利用色质联机和扫描电镜等微观分析手段,研究了微波时间、功率和光波组合等对水葫芦理化性质、还原糖产量和水解副产物的影响规律.水葫芦叶子经过蒸汽加热和NaOH预处理后,酶水解的还原糖产量仅为239 mg（每100 mg底物）;而联合了微光波预处理后,可提高到311 mg（每100 mg底物）,使还原糖产量提高了301%.在微波和光波组合比例为30∶70（总功率700 W）、加热时间1 min时,得到了554%的理论最大还原糖产量.当微波功率过高或时间过长时,在预处理阶段由半纤维素水解生成的大量木糖进一步分解,导致乙酸、丁酮和糠醛等有害小分子副产物增加,对后期酶水解糖化和发酵产酒精造成不利影响.