劣质煤沸腾燃烧过程的动力特性和双床沸腾炉的试验研究

本文对宽筛分劣质固体燃料和窄筛分飞灰的沸腾燃烧过程动力特性的试验结果作了分析,并对燃料颗粒在沸腾床中的着火条件和燃烧速度的控制因素进行了初步探讨;同时对双床并联运行工业沸腾炉的结构原则和锅炉的热平衡对比试验结果作了简介。提出了沸腾燃烧锅炉设计和运行的一些关键问題。     

煤燃烧过程中氯析出特性的试验研究

采用石英管管式炉进行试验，研究了温度、气氛、空气流量、停留时间对煤中氯析出特性的影响。燃烧过程中煤中氯基本上是以HCl形式析出。200℃开始氯析出，到600℃时90％氯已析出。1000℃氧化性气氛燃烧时，煤中氯的转化在10min内基本完成，过量O2对转化率影响不大，但O2量不足却会造成HCl转化率明显下降。最后给出了煤燃烧过程中氯析出动力学方程。     

模拟输液器的热解特性

建立非化学计量平衡模型，根据Gibbs最小自由能原理对医疗垃圾中的典型组分输液器进行平衡分析，根据分析结果拟合出产物分布的计算公式。通过危险废物热解焚烧多功能试验台进行试验，试验结果验证了计算公式的可靠性，从而通过公式可直接预测医疗垃圾中典型组分输液器热解后的各产物百分含量。     

回转窑传热模型与数值模拟

对回转窑内传热过程进行了分析 ,在已有研究基础上归纳了各项换热系数的关联式 ,尤其结合热渗透模型完善了回转壁面与料床之间传热机制的研究 ,并提出通用的计算关联式。进而提出了内热式炉型的一维轴向传热模型 ,并根据已发表的试验数据验证了该模型和各换热系数的适用性。计算表明在窑内低温段 ,物料的受热主要来自其覆盖的回转壁面对其加热 ;而在高温段 ,气体的辐射热量成为加热料床的主要热源。此外 ,由物料进口端沿轴向窑壁散热增大 ,在窑内高温段窑壁的散热甚至高于物料吸热量 ,因此在回转反应器的设计中应充分考虑窑壁散热造成的热效率降低并采取相应措施。     

图像法用于流化床颗粒混合特性的研究

利用基于相关的图像法速度测量技术,测量了小型二维气固流化床密相区颗粒运动速度分布.并提出了用颗粒速度不均匀指数来衡量流化床内颗粒的速度波动与混合.速度波动对于物料扩散与对流混合均十分重要.在流化床下部,颗粒运动速度往往低于床层表面,但速度不均匀指数则高于床层表面.在床层底部颗粒速度不均匀指数随流化床气泡产生而变化.床层内部混合以对流及扩散为主,而在床层表面,混合以对流为主.床层下部速度波动有利于颗粒在床内的扩散及对流混合.流化风量的增加可以增强颗粒的混合.针对这些结论,在流化床垃圾焚烧炉的设计中,对不同的组分选用不同的给料方式,可以促进物料在床内的混合.     

气固两相流中一种抗磨新方法的数值验证

The present paper intends to introduce a new method for reducing bends erosion from particles impacts:the ribbed bend erosion protection method. Ribs are evenly fixed in the range of 20°-80° on the inner-wall of inside 90° bend and the bend (including ribs) is made of medium carbon steel. Three-dimensional numerical work is performed and the result shows satisfactory agreement with the experimental measurement. Numerical simulation studies the characteristics of axial gas flow along the bend and secondary flow at cross section. Detailed analyses involving the impact velocity and incidence angle of particle- metal (either particle-rib or particle-duct) impact unveil the mechanism of the anti- erosion effect. As a result, predications achieve that the average erosion rate of the ribbed bends is only a third of the bare bend under test conditions and rectangle ribs possess higher anti-erosion effect than square ribs, while the wear distribution pattern remains unchanged after adding ribs onto the bend. All results confirm that the ribbed bend erosion protection method is a simple and effective method for reducing bends erosion from particles impacts.     

水煤浆气化炉的形式和新型气化炉的开发

对目前世界上3种主要的气化炉--德士古(Texaco)水煤浆气化炉、道(Dow)水煤浆气化炉和多喷嘴对置式水煤浆气化炉,从工艺流程到气化炉内流场结构都进行了比较说明,同时分析了各种气化炉的优缺点,在此基础上,结合各种气化炉的优点,自行开发设计了一种新型水煤浆气化炉.后期的冷态和热态数值模拟计算以及实验测试结果表明,该气化炉具有流场分布合理、颗粒平均停留时间长、出口粗煤气有效气成分高等优点.     

自由堆积多孔介质内超绝热燃烧的试验研究

为探索多孔介质内超绝热燃烧的特性,搭建了自由堆积多孔介质超绝热燃烧试验台架,测量了不同化学当量比（0.4～0.7）的甲烷/空气预混气体的超绝热燃烧特性.自由堆积多孔介质由直径为3和6 mm的Al2O3小球在陶瓷管（Φ38 mm×500 mm)中堆积而成,孔隙率为0.42.试验结果表明,在多孔介质中只有当燃烧波正向传播时才可能产生超绝热燃烧.在贫燃条件下超绝热燃烧的上限化学当量比为0.7,下限化学当量比为0.4;当化学当量比小于0.4或大于0.7时,在贫燃条件下的超绝热燃烧将不能实现.多孔介质中预混燃烧的火焰锋面速度约为7.82 μm/s,最大燃烧锋面温度超过绝热燃烧温度139 K.     

烟气成分对电晕放电NO转化过程的影响

研究了不同的烟气成分对电晕放电自由基簇射NO转化过程的影响.结果表明,烟气中的N2不利于流光电晕的形成.提高O2体积分数能够促进流光电晕的发展,增大放电电流,从而提高NO的脱除率以及NO向NO2的转化率.为了产生稳定而强烈的流光电晕,烟气中O2体积分数不应小于5%.在烟气中加入CO2,虽然能够促进流光电晕的形成并改善其稳定性,但是由于CO2的强电负性,大量增加CO2会抑制放电电流的产生以及氧化性自由基的产生,最终导致NO脱除率和NO向NO2的转化率降低.     

影响常规煤粉再燃效果的主要因素

在一台HG-410/9.8-YW15型锅炉上进行了常规细度煤粉再燃示范,研究了再燃燃料质量比、燃尽风率、炉膛出口氧气体积分数和磨煤机投运方式等运行参数对再燃效果的影响.采用常规煤粉再燃可在不影响锅炉蒸汽参数和锅炉效率的前提下大幅降低NOx排放.当再燃燃料质量比大于24%时,提高再燃燃料比例对于提高NOx脱除效率意义不大.提高燃尽风率可以明显降低锅炉NOx排放,同时飞灰可燃物质量分数变化很小.炉膛出口氧气体积分数不仅影响NOx排放水平,还是影响飞灰可燃物质量分数的关键因素;综合考虑两方面,氧气体积分数一般不宜低于2.9%.虽然三次风布置在主燃区,三次风量对NOx排放的影响仍十分明显,三次风量增大,NOx生成量显著提高.再燃技术方案在锅炉低负荷运行时仍能将NOx排放控制在较低水平.