压力流化床燃烧煤水混合燃料泵送给料技术在国外的研究进展

压力流化床燃烧技术近二十年来在世界上得到很大发展。煤的湿法给料系统具有比干法输送系统更简单，运行调节更可靠等优点。煤水混合物可泵送的水分在２５％左右，煤的粒度一般为０～６ｍｍ，表现为非牛顿的假塑性流体特性，通过级配来达到一定的稳定性和良好输送性能，且流动阻力低，不用添加剂即可实现泵送，它的应用使压力流化床的燃烧制备和输送系统成本大大降低。     

声波团聚对燃煤电厂可吸入颗粒物的排放控制

为了从煤燃烧过程中脱除细粒子（PM_2.5）颗粒物以控制大气可吸入颗粒物（PM₁₀）的污染程度,将高强度的声场运用于气溶胶中以改变颗粒的粒径分布,使粒子团聚为较大的颗粒以在传统的除尘器中脱除.在1～5 kHz、110～140 dB行波声场内对燃煤电厂布袋除尘器收集的飞灰进行声团聚实验,载尘质量浓度为1～5 g/m3,并采用碰撞式分级仪和激光粒度仪MS-2000在线测量颗粒的粒度分布,得到声强和声波频率对团聚效果的影响.在1.72 kHz、140 dB声波团聚实验中,分级仪上的实验结果显示,PM_2.5减少52%～63.6%,PM₁₀减少35.6%～53.3%.     

用人工神经网络法研究大直径浆体输送管道的淤积临界流速

在前人试验研究工作的基础上，利用人工神经网络法对大直径浆体输送管道的淤积临界流速进行了拟合和预测。结果表明，预测淤积临界流速与实测淤积临界流速基本一致，利用人工神经网络法研究浆体管道输送问题是可行的；同其他淤积临界速度的公式相比，所建立的网络模型精度高。     

声波团聚中尾流效应的理论研究

声波团聚是一项非常有潜力的颗粒物排放控制技术,最近的实验表明声波尾流效应是其中的重要机理。研究建立了Oseen条件下声波团聚中的尾流效应理论模型,并采用数值方法进行求解。研究了颗粒夹角、粒径和频率对声波尾流效应下的聚合速度的影响。计算结果表明,颗粒与声场的夹角对聚合速度影响很大,存在吸引和排斥两个区域。当夹角为0°~50°时,颗粒间存在强吸引作用,颗粒与声场平行时,聚合速度达到最大值;当夹角为50°～90°时,颗粒间表现为弱排斥作用,颗粒与声场垂直时,排斥速度最大。聚合速度随频率的增大而增加,但当频率超过某一临界值时,聚合速度基本保持不变;颗粒粒径越大,该临界频率越低。随着颗粒粒径的增大,聚合速度基本呈线性增加。     

三元相图在配煤结渣特性研究中的应用

采用SiO2-Al2O3-CaO三元相图分析了榆林煤与平朔煤掺配后混煤结渣倾向的变化,并利用沉降炉试验方法验证了三元相图的分析结果.沉降炉试验结果与三元相图分析显示,混煤的结渣倾向性明显降低,并且随着平朔煤掺配比例的增大,结渣程度逐渐减弱.因此,可利用三元相图优化选择配煤煤种和预测掺配效果.     

阳极支撑平板状SOFC过电势模型及分析

平板型固体氧化物燃料电池由于具有高效率、低污染物排放等特点,是未来发电的主要方向。当电池运行产生电流时,就会伴随电荷传输产生活化极化,伴随质量传输产生浓差极化,根据材料导电性的不同相应产生一定大小的欧姆极化,从而降低了燃料电池的开路电压,并对电流密度和输出功率产生影响。为了能使燃料电池更好地运行,就必须要了解对过电势产生影响的各种因素,所以建立了阳极支撑的平板状SOFC过电势模型,分析了电流密度、温度以及一些结构参数对三种过电势的影响,对阳极支撑型和电解质支撑型燃料电池的性能进行了比较。     

O2/CO2与空气对燃煤汞形态分布的影响

为研究O2/CO2和空气燃烧方式对汞形态分布影响的差异,借助管式试验炉,对空气和O2/CO2 2种气氛下对4个煤种分别在600、800、1 000 ℃下进行了堆燃。燃烧过程中烟气的汞排放,采用Ontario Hydro方法进行吸收测试,比较了O2/CO2和空气气氛下的汞形态分布特点。试验结果表明,在相同温度下,与空气燃煤相比,煤粉在O2/CO2气氛下燃烧单质汞含量升高,二价汞含量降低。随着反应温度的升高,这两种气氛下单质汞的含量均逐渐降低,而二价汞的含量逐渐升高。同时在相同温度和反应气氛下,不同煤种汞形态分布不同,含硫量高的煤燃烧烟气中二价汞的含量比低硫量的煤高,而单质汞的含量比含硫量低的煤要低。而煤粉充分燃烧时,温度和煤种对于4种燃烧气氛下灰分中残留汞元素含量产生较小影响。     

基于支持向量机与高斯分布估计的低NOx排放

燃烧优化的核心在于建立有效而快速的建模工具及寻优算法,以便于在线应用。为了研究新方法的适用性以及克服常用算法的缺点,本文利用支持向量回归建立了大型四角切圆燃烧电站锅炉NO_x排放特性模型。利用大量的热态实炉试验NO_x排放数据对模型进行了训练和验证。结果表明,支持向量回归模型能获得较神经网络模型更加准确的预测结果,相对于神经网络,支持向量回归能更好处理大样本量数据的非线性问题。随后,采用一种基于高斯概率密度 (GPDD)的分布估计优化算法对NO_x排放模型进行了寻优。研究发现,与遗传算法相比,GPDD具有更好的寻优能力与更快的收敛速度。结合支持向量回归与高斯概率密度分布(GPDD)算法能有效降低燃煤锅炉NO_x排放量,不到1 min的优化时间便于在线应用。研究结论可为该算法在实际电厂中推广应用提供参考依据。     

木糖厌氧发酵产氢特性研究

以木糖作为厌氧发酵产氢底物,热预处理(100℃,处理20 min)的厌氧颗粒污泥作为接种物,研究了中温条件(37℃)下厌氧发酵产氢特性.结果表明,当反应进行至50 h时,累积产氢量最大,为81.11 mL;乙酸、丁酸和乙醇是液相末端产物中的主要物质,其中乙酸和丁酸的浓度分别为1290 mg/L和1225 mg/L,发酵类型是典型的丁酸型发酵;反应体系的pH值开始降低,最后稳定在4.40左右,形成一个稳定的缓冲体系.     

基于改进区域算法的声波团聚数值模拟

采用改进的区域算法对燃煤飞灰声波团聚过程进行了数值模拟,以克服传统区域算法精度低、气溶胶总颗粒体积不易守恒等缺点.与实验数据的对比表明,数值模拟结果基本上能够较好地符合实验值,仅在粒径较大时由于大颗粒的重力沉降使数值模拟计算值略高于实验值.计算和实验结果均表明,频率对声波团聚的影响很大.对于燃煤飞灰气溶胶,最佳团聚频率为1 400 Hz左右.随着气溶胶停留时间的增加和声压级的增强,燃煤飞灰声波团聚效果变好.