武钢高炉燃料比波动的影响因素

针对武钢高炉在同一段时期内不同高炉燃料比差异很大的情况,重点从焦炭质量、烧结矿质量、高炉炉身热效率、碱金属及锌危害、铁钢不平衡等方面,探讨了造成高炉燃料比波动的原因。认为,焦炭水分的大幅上升期间,能造成高炉燃料比增加10～15kg/t。另外,与8号高炉相比,4、5号高炉燃料比明显偏高,其原因一是4、5号高炉的炉身热效率明显要低于8号高炉,二是4、5号高炉原料中的碱金属偏高,尤其锌负荷长期在0.4kg/t以上。     

连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统

生物质能源是一种环境友好的可再生能源,但也存在能量密度低、含水率高、碱金属含量高等缺点,导致其在热利用的过程中存在易结渣、堵灰及腐蚀、热效率不高等问题。本文结合生物质气化、炉内碱金属/硫固定、两级焦油裂解、蓄热式燃烧,以及冷凝热回收等多项先进技术,设计并搭建了连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统。以海洋贝壳类废弃物作为生物质成型燃料的添加剂和生物质焦油裂解过程的催化剂,在实现海洋废弃资源高值化利用的同时,克服了生物质热利用过程中的多项障碍,能够显著提高生物质能热利用效率,同时大幅度降低当前工业及民用供热过程中CO₂、SO_x、NO_x及烟尘的排放,具有良好的经济性与环保性。     

煤与生物质共气化制甲烷实验研究

以烟煤和高粱秸秆为研究对象,在小型加压固定床反应器上考察了压力3.5MPa及温度700℃条件下制焦方式、煤/生物质混合比和气固接触时间对煤与生物质共气化制取富甲烷气体过程中水蒸气气化反应和甲烷化反应的影响.结果表明,对于水蒸气气化反应,煤焦和生物质焦共气化时不能观察到明显的协同作用;对于甲烷化反应,高粱秸秆焦的甲烷化反应活性高于煤焦的甲烷化反应活性,当对高粱秸秆水洗后,高粱秸秆焦的甲烷化反应活性降低至与煤焦的甲烷化反应活性相当,分析表明,水洗后高粱秸秆焦碱金属钾的含量显著降低,说明高粱秸秆焦中碱金属钾的存在是高粱秸秆焦甲烷化反应活性较高的主要原因.增加气固接触时间,有利于提高甲烷产率.     

不同温度下准东煤燃烧颗粒物的生成特性

为研究不同温度下准东煤燃烧颗粒物的生成特性,在实验室沉降炉中开展了准东煤燃烧颗粒物的生成特性的实验。实验温度为900,1 000,1 100,1 300 ℃,实验气氛为模拟空气气氛。燃烧生成的颗粒物被低压撞击器（LPI）收集并获得其粒径分布,其化学成分使用XRF分析。实验结果表明,准东煤在不同温度下的颗粒物生成特性呈现明显的差异。在900 ℃和1 000 ℃时亚微米颗粒物（PM1）的生成量明显高于1 100 ℃和1 300℃时,并且亚微米颗粒的峰值粒径也较1 100 ℃和1 300 ℃大。900~1 100 ℃时超微米颗粒（PM1-10）的生成量相当,而在1 300 ℃时具有显著的上升。对颗粒物的成分分析发现,在较高温度下,煤中灰分对Na蒸气的吸收或反应是PM1生成减少的主要原因。     

高炉用冶金焦与兰炭气化反应行为研究

通过实验室模拟高炉反应条件,对高温下冶金焦炭、兰炭与CO2气化反应特性进行研究,并结合兰炭微观结构分析了其反应机理.结果表明,兰炭起始反应温度低,气化反应速率远高于冶金焦炭,并且随着温度升高而迅速增加.富碱后,碱金属可以分布到兰炭内部,使兰炭在较长时间内保持较高的反应速率.冶金焦炭结构致密,镶嵌组织含量高;兰炭结构呈层片状,比表面积大,各向同性组织含量高,易与CO2发生反应.     

缓冲气体及温度对DPAL输出性能的影响

为进一步提高半导体激光泵浦碱金属蒸汽激光器输出功率,基于三能级速率方程的理论模型,对DPAL的运行进行了模拟,考虑泵浦光带宽,在纵向泵浦的情况下,对缓冲气体气压、增益池长度、温度等参量对激光器输出光强及光光效率的影响进行了计算机模拟,结果表明,一定泵浦光下光光效率随着乙烷气压和温度增加而增大,对一定氦气气压有最大值,模拟结果为实验研究提供了有益的参考。     

高碱煤燃烧过程中碱金属沾污特性的预测模型研究

为了克服传统预测方法的局限性,笔者提供了一种能够准确预测高碱煤燃烧沾污特性的模型,该预测模型还可以根据煤的沾污特性给出其适用的温度范围。本预测模型采用三步化学萃取法来检测煤样中的钠含量,以避免对煤进行灰化时造成钠的挥发损失,因此能够直接精确地测定煤样中的总钠含量及各个形态的钠含量。另外,本预测模型不仅考虑钠、钾和固相沾污源的影响,同时考虑到其它易挥发组分(如碱土金属、硫和氯)对煤沾污特性的影响,并将温度引入沾污模型中。按本模型获得的沾污指数R_T预测量化区间如下:R_T≤0.60,弱沾污性;0.601.00,强沾污性。为验证该预测模型的准确性,分别以沙尔湖煤和神华准东煤为试验对象对预测模型进行了验证,验证结果表明:①700℃时,R_T=0.59<0.60,沙尔湖煤处于弱沾污区;850℃时,0.601.0,沙尔湖煤处于强沾污区。②神华准东煤相比于沙尔湖煤沾污性较弱。850℃时,R_T=0.53<0.60,神华准东煤处于弱沾污区;900℃时,0.60碱金属沾污性的预测。     

基于NH3-SCR反应铜基小孔分子筛催化剂Na中毒对比研究

以浸渍法模拟碱金属中毒NH₃-SCR催化剂过程，制备不同Na含量（质量分数）的铜基小孔分子筛Cu/SSZ-13和Cu/SAPO-34，对比研究了二者的碱金属中毒机理。结果表明，外引Na离子均可严重影响两种催化剂的NH₃-SCR催化活性，造成催化剂的晶相结构坍塌，酸性量减少，活性物种减少。不同的是，Na引入量较低（<1.82%）时，Cu/SAPO-34比Cu/SSZ-13具有更强的Na离子耐受性，而当Na含量高于3.48%时，Cu/SAPO-34几乎完全丧失NH₃-SCR催化活性。通过催化剂的结构表征（BET、XRD和SEM）和酸性位表征（DRIFTS、NH₃-TPD和H₂-TPR），研究表明随着Na中毒程度的加深，Cu/SSZ-13的结构破坏是渐变式的，而Cu/SAPO-34的结构破坏是突变式的；Na中毒的机理研究表明，酸性位的减少是Cu/SSZ-13的SCR活性下降的主导原因，结构坍塌是Cu/SAPO-34的SCR活性下降的主导原因。     

环硼氧烷与碱金属形成复合物的密度泛函理论研究

利用Gaussian16程序，采用密度泛函理论的B3LYP和PBE1PBE方法，基于6-311+G(d,p)基组，对环硼氧烷与碱金属形成复合物的结构和性质进行了研究。结果表明:B_3O_3H_3M~+(M=Li、Na、K)的最稳定结构具有C_(2v)对称性，~1A_1电子态，而(B_3O_3H_3)_2M~+(M=Li、Na、K)的最稳定结构具有D_(2d)对称性，~1A_1电子态。自然键振动理论(NRT)和自然键轨道(NBO)计算表明，B_3O_3H_3与M~+(M=Li、Na、K)间的作用主要是离子键作用。由于B_3O_3H_3与M~+(M=Li、Na、K)的相互作用，在红外吸收光谱中，B-O键、B-H键的振动都发生了蓝移。