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1.
燃料在强湍流中的燃烧广泛存在于实际工业装置中,研究湍流脉动对燃料传热及着火的作用对准确理解燃烧过程具有重要意义。目前,对于气体燃料和液滴在湍流脉动条件下的蒸发着火等过程已经有了非常详细的研究,而对于固体颗粒受热和着火的研究,大多数试验方法,如落管炉、单颗粒炉和平焰燃烧器等,是在层流条件下进行的。湍流条件下的研究方法主要包括高速射流、一维炉和旋流燃烧器,但普遍存在着光学可视性较差以及湍流强度难以调控等问题。为此,通过搭建能够在高温下运行的四风扇对冲实验装置,建立起湍流强度可调的近均匀各向同性湍流场,研究了湍流脉动对毫米级单颗粒升温及着火的作用。通过在不同风扇转速及环境温度下测量流场的瞬态速度分布以及颗粒温升曲线,获得了不同环境温度及湍流强度下颗粒的传热特性。基于粒径为4.4 mm的铜球传热试验结果提出了考虑湍流脉动作用的颗粒传热模型,并利用粒径为2.0 mm的铜球升温试验数据进行模型验证。研究结果表明,所建立试验台测量区域流场的脉动速度具有各向同性特征,且远大于时均速度,脉动速度大小随着风扇转速线性增加。脉动速度的增大使得煤颗粒着火提前、铜球颗粒升温速率加快,说明湍流对颗粒传热的强化作用...  相似文献   
2.
赵海波  徐文婷  宋蔷 《化工进展》2021,40(8):4631-4637
生物质热转化过程中钾(K)的释放会造成换热面积灰、结渣、腐蚀等技术问题。有机钾是生物质焦中K的重要赋存形式。本文研究了在Ar热解气氛和O2反应气氛下纤维素焦中有机K的迁移行为。Ar热解气氛下,在800~1000℃都有明显的有机K释放,释放速率随温度增加明显增加,但最终都有部分有机K稳定地留在固相中。O2反应气氛下,800℃时纤维素焦中只有少量K发生释放;随着温度的增加,K的释放比例明显增加。在900℃和1000℃ K的释放比例随时间先缓慢增加后快速增加,当纤维素焦完全氧化后,灰分中仍有明显的K释放。结合对灰分的XRD分析发现,随着纤维素焦的消耗,其中稳定存在的有机K主要转化为K2CO3,然后在900℃以上发生明显的气相释放。  相似文献   
3.
基于温度判据和时间判据,本文建立了考虑旋流入口条件和CO2稀释的无焰燃烧理论判别方法并进行验证,进而讨论了结构参数和操作参数对燃烧模式和火焰稳定性的影响。模型预测的旋流无焰燃烧临界氧浓度与文献中实验数据相比,最大相对误差不超过8%。降低氧浓度、减小当量比或提高入口流量时,温度判据1变化不大,而时间判据更易满足,因此有利于实现无焰燃烧;低旋流数条件下,无焰燃烧稳定性较差。增大燃烧室高度时,温度判据1更易满足,而时间判据更难满足,温度判据1分界线下移更快,有利于形成无焰燃烧;减小燃烧室截面积时,温度判据1变化不大,而时间判据更易满足,有利于实现无焰燃烧;增大燃烧器出口面积时,温度判据1和时间判据均更难满足,且时间判据分界线下移更快,不利于形成无焰燃烧。  相似文献   
4.
5.
玄伟伟  董彦吾  王海轮 《化工学报》2022,73(11):5251-5262
气化技术是处理日益增多的废旧塑料并生产富H2合成气的重要方法。利用ReaxFF-MD与DFT方法相结合研究了聚丙烯(PP)塑料水蒸气气化的反应机理及各产物气的生成路径,进一步探究了温度、水含量对合成气产物分布的影响。研究结果表明:PP塑料的水蒸气气化前期以解离能较小处的单体连接键断裂形成丙烯(CH3—CH̿    CH2)单体为主要反应过程。随后,单体继续解离生成更小的C1~C2烃类分子及·H、CH3·等自由基片段。在水蒸气重整反应阶段,H2的生成有多种路径,但由前期含C结构上脱掉的游离·H自由基与H2O的结合是H2的最主要生成路径,占据了H2生成量的70%。同时伴随产生的·OH自由基通过与小分子结合,脱H等过程,是CO的主要生成方式。提高温度和含水量可促进烃类的水蒸气重整反应,从而提高H2和CO合成气产率,但改善效果逐渐减弱。以上结果对于掌握塑料水蒸气反应进程,以及实验参数调整有重要指导意义。  相似文献   
6.
鲁军辉  李俊明 《化工学报》2022,73(9):3870-3879
不凝性气体制约换热设备安全和系统效率,为研究不凝性气体-蒸气于水平管外自然对流凝结换热机理和特性,实验测量了不凝性气体He、N2、CO2质量分数分别为1.16%~18.18%、7.56%~60.86%、11.39%~70.95%,壁面过冷度为5~25 K,总压力为5~101 kPa的H2O-He、H2O-N2、H2O-CO2自然对流条件下水平管外凝结换热特性,对比分析了H2O-He、H2O-N2、H2O-CO2的不凝性气体质量含量、壁面过冷度以及压力因素的影响。压力和壁面过冷度一定,相同质量分数时,实验凝结传热系数与Nusselt理论解的比值(Q/QNu)由大到小依次为:H2O-CO2、H2O-N2、H2O-He;相同摩尔分数时,Q/QNu由大到小依次为:H2O-He、H2O-N2、H2O-CO2。相同总压力和不凝性气体质量分数时,H2O-He的Q/QNu随着壁面过冷度的增加下降最为缓慢。相同不凝性气体质量分数和壁面过冷度时,H2O-He的Q/QNu值最小,其受压力影响最为显著。  相似文献   
7.
8.
钴氨络合物具有良好的同时脱硫脱硝能力,但是在吸收的过程中,[Co(NH_3)_6]~(2+)易被氧气氧化为[Co(NH_3)_6]~(3+)而失去络合NO的能力。为了使反应循环进行,需将[Co(NH_3)_6]~(3+)还原为[Co(NH_3)_6]~(2+)。利用碘离子和溴离子做为[Co(NH_3)_6]~(3+)的还原剂,搭建再生实验台开展pH值、温度以及卤素离子浓度对[Co(NH_3)_6]~(3+)转化率影响的实验研究,比较2种离子的还原效果。实验结果表明:与溴离子相比,碘离子还原[Co(NH_3)_6]~(3+)的反应速率更快,达到平衡的时间更短,[Co(NH_3)_6]~(3+)的转化率更高,还原效果更好。pH值降低、温度升高可促进碘离子和溴离子对[Co(NH_3)_6]~(3+)的还原。浓度提高对碘离子还原[Co(NH_3)_6]~(3+)的影响很小,但可提高溴离子做还原剂时[Co(NH_3)_6]~(3+)的转化率。当溶液的pH值为9.8,温度为50℃,浓度为0.03 mol/L时,碘离子做还原剂的[Co(NH_3)_6]~(3+)转化率最大可达52%,溴离子做还原剂的[Co(NH_3)_6]~(3+)转化率最大可达33%。  相似文献   
9.
利用小型固定床实验台实验研究了铁氧化物在典型流化床温度和CO还原性气氛下的形态迁移及其生成物对NO的催化还原作用,采用分级还原结合X射线衍射(XRD)表征分析,确定铁氧化物与CO和NO反应后生成物的价态及各种铁氧化物对NO的还原机制。结果表明,Fe2O3在实验条件下可依次被CO还原为Fe3O4、FeO和单质铁,反应过程中随着还原度的增加,还原速率逐级下降,从Fe2O3还原到Fe3O4的速率最高,FeO还原到Fe速率最低,在实验温度范围内,床温升高有利于提高Fe2O3到Fe3O4的还原速率和还原度。不同形态的铁氧化物对NO的催化还原特性不同,Fe2O3及其部分还原后生成的Fe3O4都不能直接与NO反应,Fe2O3对CO催化还原NO的效果很弱,而Fe3O4对CO还原NO的反应却有很强的催化作用,而进一步还原生成FeO与单质铁还可直接与NO反应。  相似文献   
10.
随着循环流化床锅炉不断向大型化高参数发展,炉膛截面在尺度上已远超过化工领域的循环流化床反应装置,炉膛内运行参数的横向非均匀性问题愈发突出,尤其是横向温度偏差问题,严重影响锅炉汽水系统安全和高效运行。针对300 MW亚临界三分离器循环流化床锅炉燃烧系统建立二维整体小室模型,模型以分离器为回路单元将截面划分为3个并联的小室,包括炉内气固流动模型、密相区气固横向扩散模型、稀相区气固横向扩散模型、燃烧模型及传热模型等子模型。模型计算和实炉测试结果显示,炉膛宽度方向的温度分布存在明显的不均匀性,炉膛中间小室温度高于炉膛两侧小室,并且温度偏差沿床高方向一直存在。稀相区扩散系数的取值对温度横向分布有明显影响,根据模型计算和测试数据结果比较分析,稀相区的扩散系数取值应在0. 006~0. 010 m~2/s。密相区颗粒横向混合扩散作用强烈,改变各个给煤点给煤量分配时,局部浓度变化很快被强烈的横向混合扩散作用消除,因此炉膛横向温度分布受给煤量分布变化的影响较小,与测试结果一致。导致炉膛温度偏差的主要原因是两侧小室内水冷壁面积比中间小室多,使两侧小室温度偏低,通过调整炉内屏式受热面的布置位置,可有效改善温度分布不均的问题。  相似文献   
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