制焦条件对煤焦燃烧反应性的影响

煤的反应中绝大部分化学能在焦炭反应阶段释放或转化,相关研究中采用多种方法在不同环境条件下制焦以进行后续研究,而煤焦反应性又受热解条件影响很大。为研究制焦条件对煤焦燃烧反应性的影响,本文在不同热解温度下分别采用马弗炉、管式炉和鼓泡床3种方法制焦,利用热重分析法(TGA)比较各焦样的燃烧反应性,并借助化学渗透析出(Chemical Percolation Devolatilization,CPD)模型和单颗粒传热模型,对各条件下煤颗粒的热解进程,如颗粒温度、挥发分析出总量、残余旁链结构份额等随时间变化规律进行了模拟。主要内容包括:①实验结果表明,热解环境温度越高,煤焦着火延迟,燃烧反应性越低,即存在"热失活"现象。而从CPD模型计算结果可以看出,热解温度越高,最终析出的挥发分总量越高(煤样工业分析结果也验证了残留在焦炭中的挥发分物质含量随热解温度升高而减小),且残留在碳网中的旁链结构份额越少,反映出酚羟基、羰基、脂肪侧链等的裂解加剧,减少了焦炭表面反应活性位点数量,可能是导致煤焦"热失活"的主要原因之一。另外,对各焦样的孔隙结构测量表明,热解温度越高,微孔与中大孔的相对比例逐渐减小,大量微孔相互缩并,导致孔隙直接连通率降低,气体扩散阻力增大,同样不利于焦炭燃烧。②不同制焦方法对煤焦反应性同样存在很大影响,相同热解温度下,鼓泡床、管式炉和马弗炉制得焦样的燃烧反应性依次降低。模型计算表明,马弗炉、管式炉和鼓泡床内煤样升温速率依次增大,煤焦反应性的差异可能与热解升温速率及热解气氛有关。对此,CPD模型尽管反映出热解进程不同,但热解终态3者近似相同,尚无法解释制焦方法对煤焦反应性的影响,还有待后续进一步研究。     

循环流化床锅炉循环流率在线测量方法研究

高温床料的循环流率是循环流化床锅炉的重要参数,但目前鲜有能应用于实际锅炉中的测量技术。为此,笔者提出了一种新型冲击式循环流率的在线测量方法,并研制了原理样机;建立了测量过程的理论模型并进行了实验室冷态试验,将新型循环流率测量方法应用于某116 MWth循环流化床锅炉中进行热态试验。测量装置具有悬臂梁式几何结构,其整体布置于循环流化床锅炉立管底部。悬臂梁型装置的一端固定于锅炉外壁面,另一端固定有靶片并伸入至立管密相区中。装置通过测量立管物料下落时冲击靶片而造成的形变来计算颗粒冲击力并反推颗粒冲击速度,进而获得循环流率。同时,通过仪表风吹扫冷却装置并防止堵塞。该方法具有耐受高温、可在线测量和不影响锅炉正常运行等优点。冷态试验测量得到不同冲击速度下的气固两相流绕流阻力和阻力系数,随着冲击速度增大,气固绕流阻力随之增大而阻力系数减小,且存在"剪切变稀"现象。在实际锅炉的热态测试中,该测量装置能较好地捕捉到锅炉起停炉、变负荷时循环流率变化趋势。通过量级分析并利用炉膛稀相区压差与炉膛截面风速之积校核测量结果,验证了该方法在实际循环流化床锅炉中在线应用的可行性。     

方形分离器人口高宽比及直段高度对分离性能的影响

为了研究结构参数对方形分离器性能的影响，设计了15个不同入口高宽比（a／b）和直段高度（h）的入口带加速段的方形分离器，每一个分离器都具有相同的直段边长（D），入口高宽比的变化范围为3．8～10．6，直段高度的变化范围为1．8D-2．8D。在大型冷态试验台上相同的运行工况下，测试了它们的分离器效率及阻力。结果表明：随着入口高宽比的增大，分离效率先增大后减小，在a／b=8时分离效率最高；随着直段高度的增大，分离效率先减小后增大，在h=2．3D时效率最低。分离器阻力随着入口高宽比增大而增大，随着直段高度的减小而减小。二者优化值为a／b=8和h=1．8D，对应的分离器阻力为1．22kPa。图9表1参10     

一次风速度对煤颗粒群着火特性影响的实验研究

利用Hencken型平面携带流反应器,研究了一次风速度对两种高挥发分褐煤和一种贫煤射流着火特性的影响.实验结果表明,低雷诺数(Re=878)条件下,贫煤煤粉气流先后发生外层单颗粒着火燃烧和内层颗粒群着火燃烧,煤粉颗粒着火和燃烧轨迹十分规则.但在高雷诺数(Re=4,392)条件下,贫煤煤粉气流更难形成群燃火焰,呈现出暗红色火焰.随着一次风速度的增加,尽管煤粉颗粒的停留时间减小,但湍流强度的增加使颗粒加热速率以及挥发分析出的强化作用占主导,使得煤粉气流的着火距离减小.此外,群燃火焰在挥发分聚集到一定程度后产生,是颗粒群燃烧的特有现象,而煤种挥发分含量的增加和有效聚集有利于群燃火焰的出现.     

GaN基短波光电器件的研究进展

介绍了GaN基发光器件、电子器件以及GaN基紫外光(UV)探测器的研制和发展概况,描述了GaN基短波光电器件的研究进展并对其应用前景进行了展望。     

紫外分光光度法测定污水中油含量的研究

为监测石油化工企业排放的污水中的含油量。本工作采用紫外分光光度法，依据朗伯－比耳定律，选择了用被测样品的石油醚萃取物做“标准油”、选用合适的入射光波长，用最小二乘法对数据进行线性回归，绘制了工作曲线，并与红外法进行了对比，该方法简单可行，能为监测污水中的含油量提供准确数据。     

循环流化床锅炉煤泥燃烧行为模型

为计算煤泥燃烧行为的运动和干燥过程,基于沿垂直方向一维运动与颗粒内部退缩蒸发界面假设建立了耦合模型,计算了不同条件下煤泥的运动和内部温度参数。结果表明,煤泥的运动过程与粒径相关,细颗粒下落后向上运动,较小颗粒到达某一位置之后稳定燃烧,较大颗粒可以落到床层表面。由于炉膛内部物料分布的影响,颗粒的稳定时间在整体下降趋势中存在一个峰值。大颗粒受到床料的影响,在床层上方速度衰减迅速,200 mm颗粒到达表面时,速度为1~2 m/s,不会对床层产生较大扰动。到达床层表面时,大颗粒仅表层被干燥,温度与中心温度具有明显差异;干燥部分占整体体积较小,如100 mm颗粒干燥层所占体积分数为3.24%,不会对于燃烧效率造成显著影响。     

二次气流对分级气化炉内三维速度分布的影响

介绍了一种新的分级气流床气化炉,并利用激光颗粒动态分析仪对分级气化炉模型内的流场进行了速度测量,分析了二次气流对气化炉内三维速度分布的影响.测量结果表明,二次气流的加入增强了气化炉内的混和,对于气化反应的进行是有利的.在二次喷嘴的一定高度范围内,二次气流对壁面处流场的影响较大,工业生产中应该选择合理的二次喷嘴位置和气流量,避免二次气流对喷嘴附近的回流产生较大干扰,影响喷嘴气流的着火燃烧.     

煤的粉碎功耗计算模型研究现状及分析

在总结粉碎功耗规律的研究进展的基础上,分析了单一粒度颗粒的粉碎功耗预测理论,介绍了粉碎功耗理论的3种著名假说体积假说、面积假说、裂缝假说及其修正计算方法,并进行了比较,描述了粉碎功耗计算的通用关系式和近年来提出的新机制,包括原生裂纹假说、突变理论及分形理论等;进而针对具有复杂粒度分布物料的粉碎功耗,将给料与产品粒度分布作为参数引入能耗计算中,获得了当粒度分布分别满足G-S分布、R-R分布、分形分布时的各种粉碎功耗理论预测结果。此外,还列出了部分常用的粉碎功耗经验关联式并进行了比较。文中提出在研究煤的粉碎功耗规律时,采用Walker计算式结合分形粒度分布或R-R分布的能耗模型及Morrell经验式是可行的。