高温下 CaS氧化反应特性的实验研究

采用热重等温实验研究了970～1150℃内CaS的氧化反应特性,利用红外光谱仪定量分析反应析出SO2气体,通过亚甲基蓝分光光度法测定固体残留物中CaS的含量.实验研究发现,在970～1150℃内,反应呈先失重后增重趋势,固体残留物中都检测出少量CaS的存在.随温度升高,残留固体样品中CaSO4的质量百分比下降,而CaO的质量百分比上升,SO2析出速率急剧增大,1150℃下SO2的析出速率比970℃下的析出速率高了一个数量级.随O2浓度增大,残留固体样品中CaSO4的质量百分比和SO2析出速率轻微上升.降低反应温度和增大O2浓度,有利于提高CaS氧化生成CaSO4的比例.     

碱金属Na对黑液水煤浆焦-CO2气化特性的影响

黑液中富含大量的碱金属Na及其化合物,这些碱金属将在黑液水煤浆焦气化过程中起到催化气化的作用.为了研究黑液水煤浆焦-CO2催化气化反应特性,采用XRD、SEM和热重分析技术对黑液水煤浆焦和普通水煤浆焦CO2催化气化实验进行分析,得到了焦炭表面孔隙分布情况、煤浆焦样和气化后残渣XRD分析结果,以及等温条件下气化反应时碳转化率数据.试验结果表明:黑液水煤浆焦表面密集分布很多"斑点"和微孔,说明碱金属Na盐在焦碳表面形成了活化中心点,它们在气化过程中起到催化作用;碱金属Na使焦样表面具有更强的反应位,削弱C-C键的强度,使气化反应更容易进行;同时由于碱金属催化剂在高温气化时将与煤中矿物质反应生成惰性物质,从而可能削弱催化效果.从黑液水煤浆与普通水煤浆XRD晶相分析中可以看出碱金属Na盐主要以氯化钠、硅酸钠形式存在,气化反应后生成的晶相组成主要是霞石和微斜长石.     

水煤浆黏度的几种影响因素分析

研究了矿物质、粒度分布和搅拌强度对水煤浆黏度的影响.结果表明,实验使用的3种矿物质——高岭土、氧化铝和碳酸钙在降低水煤浆的黏度方面效果都比较明显,其中高岭土最显著,可以使黄陵水煤浆的黏度降低59.5%左右.适当的粒度级能有效改善浆体黏度,剪切率为116.5s-1时,枣庄煤级配制备的水煤浆的黏度值在820mPa·s~900mPa·s之间,而神准混煤级配制备的煤浆黏度值更低,处于500mPa·s~670mPa·s之间.同时搅拌强度的增加在一定范围内可以有效降低煤浆的黏度.     

1000MW燃煤锅炉富氧燃烧改造及NO_x排放的数值模拟

针对燃煤锅炉富氧燃烧改造的可行性以及NOx排放的问题,提出基于CFD数值模拟方法,开展1 000MW双切圆式燃煤电站锅炉的富氧燃烧改造及其NOx排放的数值模拟研究.结果表明,当氧气体积分数为30%的富氧燃烧条件下模拟的炉膛温度分布、换热结果与改造前空气燃烧时相当.绝热火焰温度一致可以作为改造时氧浓度选择的依据.改造后燃料NOx、热力NOx的生成量均显著降低,总NOx生成量可达改造前的47.3%.大量二氧化碳的存在促进还原区煤焦气化反应和燃料氮的析出,削弱了NOx前驱物的氧化,促进NO还原,从而减少NOx生成量.增大燃烬风风率可降低NOx排放.再循环烟气中的NO的还原使NOx净生成量降低44.6%~71.8%.     

用重振化群湍流模型模拟圆环管煤粉浓淡分离器内的分离湍流流动

用重振化群湍流模型（ＲＮＧｋ－ε模型）模拟计算旋流燃烧器一次风管中浓淡分离器内的湍流流场。在柱坐标系中采用人工压缩法和时间相关法配合使用的方法求解控制方程,将计算结果与实验结果和标准ｋ－ε模型进行比较,表明ＲＮＧｋ－ε比标准ｋ－ε能更有效模拟分离流动。     

热化学硫碘制氢中碘化氢催化分解的实验研究

采用溶胶-凝胶技术,将Pt掺杂进入Ce0.50Zr0.49和Ce0.50Zn0.49基体,制备了1% Pt0.01/Ce0.50Zr0.49和Pt0.01/Ce0.50Zn0.49 2种催化剂,催化剂通过BET、XRD和SEM进行了特性表征,同时通过碘化氢催化分解实验系统对其分解HI的催化性能进行评价.柠檬酸溶胶-凝胶法可以形成较为完整的Ce-Zr固溶体,但没有形成Ce-Zn固溶体,催化剂中的Pt主要以金属态存在.Pt0.01/Ce0.50Zr0.49物质形态相对比较致密,空隙较少,孔径也比较小,Pt0.01/Ce0.50Zn0.49由微米级别的致密晶粒ZnO和尺寸更小结构相对比较疏松的晶粒CeO2共同组成,比表面积和平均孔径更大.在450℃以下,文献[1]中的催化剂表现出更好的催化效果,但随着温度的进一步升高,催化剂Pt0.01/Ce0.50Zr0.49和Pt0.01/Ce0.50Zn0.49表现出更好的效果,在550℃时,HI分解率分别达到了32.9%和33.75%.     

钾及其化合物对黑液水煤浆催化气化的作用

对黑液水煤浆(由造纸黑液(废液)和煤制成)、水煤浆进行了等温和不等温热重试验,发现在1 200℃下,黑液水煤浆焦的转化率较高,气化活性比水煤浆焦提高了68.8%;黑液水煤浆焦的霞石衍射峰值比水煤浆焦高出22.5%;通过计算得到黑液水煤浆焦的活化能为125.44 kJ/mol,反应级数约为0.5,添加催化剂碳酸钾后煤焦的活化能比没有添加的下降了近40%。     

文丘里浓淡煤粉燃烧器的分离特性和阻力特性研究

通过对不同结构尺寸的文丘里管内气固两相流动的数值模拟,研究文丘里浓淡煤粉燃烧器的分离特性和阻力特性与文丘里管结构尺寸的关系,为设计和应用新型的浓淡煤粉燃烧器提供理论依据。该浓淡煤粉燃烧器将在防止燃烧器区域结渣,降低氮氧化物(NOx)排放和改善劣质煤着火特性方面发挥作用。     

煤粉再燃过程中飞灰含碳量的影响因素分析

针对一台410t/h煤粉锅炉设计了再燃实施方案,提出煤粉颗粒群变氧浓度燃尽计算方法,计算分析再燃燃料比例、配风情况、再燃煤粉细度对煤粉炉内燃烧过程和飞灰含碳量的作用影响规律。结果表明,再燃实施方案设计合理,与现运行相比飞灰含碳量增加1.04%。为保证煤粉的燃尽度,燃尽区高度应大于7m,为煤粉提供大于1s的燃烧时间。主燃区过量空气系数、再燃区过量空气系数和再燃燃料比例在小范围内变化虽然影响到颗粒的燃烧放热过程,但对飞灰含碳量的影响不大。飞灰含碳量随燃尽区过量空气减少呈非线性显著增加,随再燃煤粉细度增加呈指数函数关系减少。再燃粉越细,飞灰含碳量随细度增加而降低越慢。     

钙基固硫剂对水煤浆性能影响的研究

脱硫型水煤浆是一种新型的清洁水煤浆,在燃烧和气化过程中具有固硫作用,但固硫剂对水煤浆性能有一定影响。文中针对新汶水煤浆,在添加不同钙基固硫剂、不同Ca/S比时对水煤浆的粘度、稳定性、流变性和硫析出特性等进行了研究,结果表明固硫剂不会对水煤浆流变性本质产生影响,水煤浆仍然呈现为假塑性流体,但其粘度会增加,稳定性有所下降。无机钙对水煤浆性能影响要小于有机钙,在Ca/S=2时,添加无机钙后水煤浆粘度为1000~1200mPa·s。添加CaCO3(Ca/S=2)的水煤浆在1000oC燃烧,硫的析出率由98%下降到52%。