CaSO4载氧体在煤气化化学链燃烧中的脱汞

为了研究载氧体在煤气化化学链燃烧中的脱汞机理,选择CaSO₄载氧体作为研究对象,900℃的反应温度下,在还原反应器中通入CO₂气体和水蒸气作为气化介质进行实验。结果表明：以CaSO₄作为载氧体的煤气化化学链燃烧中,CaSO₄载氧体本身促进Hg⁰的氧化,但CaSO₄分解产生的SO₂抑制Hg⁰的氧化。CaSO₄促进煤气化化学链燃烧产生S单质,会进一步与Hg⁰反应生成多种复杂的HgS_n,降低了烟气中Hg⁰含量,提高了脱汞效率。同时CaSO₄载氧体在还原-氧化的循环反应中具有良好的循环特性,是一种优良的化学链载氧体。     

化学链燃烧中燃料气体在CaSO4(010)表面吸附扩散特性的分子动力学模拟

以CaSO4为载氧体,采用分子动力学研究了化学链燃烧中不同温度时CO在CaSO4(010)表面的吸附扩散特性,并在反应温度为1173 K时与CH4、H2在CaSO4(010)表面的吸附扩散特性对比。结果表明：CO在CaSO4(010)表面的吸附为物理吸附,吸附强度随温度升高而减弱,吸附层与体相层的分层点为距离CaSO4(010)表面0.66 nm处;CO在xy平面方向的扩散能力随温度升高而上升,符合分子碰撞理论; CO吸附于CaSO4(010)表面的原因主要为静电作用所造成的弱相互作用。与CH4、H2相比,CO在CaSO4(010)表面的吸附能力最强,吸附层中含量最多;H2在xy平面方向扩散能力最强,体相层中体积占比最大;而CH4较弱的静电作用与H2较强的位阻作用导致了二者在CaSO4(010)表面吸附能力弱于CO。研究结果可为钙基载氧体的改进与优化提供理论基础。     

高铁高钙煤灰载氧体造粒及反应性能分析

针对高铁高钙煤灰具有较高释氧量和较好反应性能,采用电子顺磁共振(EPR)波谱进行测试分析,同时利用机械混合法将高铁高钙煤灰分别与淀粉、水泥和黏土矿物(ATP)混合进行煅烧造粒,并利用流化床反应器对新载氧体(Ash7-ATP3)进行工业应用性能分析.结果表明:高铁高钙煤灰中存在晶体缺陷(氧空位),可以提高煤灰自身的释氧量和反应性能;以ATP作为黏合剂获得的样品既能凝聚成团又不易破碎,且造粒过程中ATP添加质量分数为30％时,Ash7-ATP3的反应性能最佳,Ash7-ATP3的最佳反应温度为1 123 K,最佳反应粒径为0.3～＜0.5 mm;Ash7-ATP3的循环释氧量稳定在10％左右,每次循环结束后,0.3～＜0.5 mm的颗粒质量分数约保持在98％,具有较好的抗磨损性能.     

富氧燃烧烟气冷凝塔钠碱法脱硫过程SO_2和CO_2共吸收建模与实验研究

建立SO_2与CO_2共吸收到钠基溶液中的吸收速率模型,假设该模型中SO_2的水解反应为瞬间反应;关于CO_2水解反应存在两种假设:有限动力学假设和瞬间反应假设。由这两种方法计算分别获得SO_2的吸收速率并与完全预混气液反应器中的的动态实验进行对比。采用瞬间反应假设可以预测反应速率的趋势,绝对反应速率误差仍然较大。而采用有限动力学假设的模拟值与实验值在pH3吻合良好。CO_2对SO_2吸收速率的影响主要通过影响气相传质系数和相同pH下溶液总硫浓度产生。根据CO_2存在与否对SO_2吸收速率的影响,获得五个不同的相互作用pH的区间。pH11.42时,SO_2/N_2吸收速率大于SO_2/CO_2,主要由于气相传质系数影响;7.8pH11.42时,SO_2/N_2的吸收速率和SO_2/CO_2吸收速率相似,主要由于气相传质系数和溶液总硫影响抵消;5.41pH7.8时,SO_2/CO_2的吸收速率相对较高,主要由于溶液总硫影响更大;2.8pH5.41时,SO_2/CO_2的吸收速率相对较低,主要由于气相传质系数影响;pH2.8时,SO_2/N_2和SO_2/CO_2吸收速率相似,主要受液相传质的控制。模拟同时获得不同pH下溶液中碳和硫相关离子的转化规律和SO_2吸收速率的控制步骤,为富氧燃烧冷却塔同时脱硫设备的设计和运行提供参考。     

富氧燃烧烟气冷凝塔钠碱法脱硫过程SO2和CO2共吸收建模与实验研究

建立SO₂与CO₂共吸收到钠基溶液中的吸收速率模型,假设该模型中SO₂的水解反应为瞬间反应;关于CO₂水解反应存在两种假设：有限动力学假设和瞬间反应假设。由这两种方法计算分别获得SO₂的吸收速率并与完全预混气液反应器中的的动态实验进行对比。采用瞬间反应假设可以预测反应速率的趋势,绝对反应速率误差仍然较大。而采用有限动力学假设的模拟值与实验值在pH>3吻合良好。CO₂对SO₂吸收速率的影响主要通过影响气相传质系数和相同pH下溶液总硫浓度产生。根据CO₂存在与否对SO₂吸收速率的影响,获得五个不同的相互作用pH的区间。pH>11.42时,SO₂/N₂吸收速率大于SO₂/CO₂,主要由于气相传质系数影响;7.8 < pH < 11.42时,SO₂/N₂的吸收速率和SO₂/CO₂吸收速率相似,主要由于气相传质系数和溶液总硫影响抵消;5.41 < pH < 7.8时,SO₂/CO₂的吸收速率相对较高,主要由于溶液总硫影响更大;2.8 < pH < 5.41时,SO₂/CO₂的吸收速率相对较低,主要由于气相传质系数影响;pH < 2.8时,SO₂/N₂和SO₂/CO₂吸收速率相似,主要受液相传质的控制。模拟同时获得不同pH下溶液中碳和硫相关离子的转化规律和SO₂吸收速率的控制步骤,为富氧燃烧冷却塔同时脱硫设备的设计和运行提供参考。     

基于pH测量的CO2吸收到钠基溶液动态实验及模型

采用基于pH测量的CO₂吸收速率研究方法。将pH与溶液中的成分相关联,采用分段拟合获得CO₂吸收速率,获得溶液成分对吸收速率的影响规律。对于低浓度的NaOH来说,吸收速率一直保持不变直到CO₂物理吸收到NaHCO₃溶液中。对于高浓度的NaOH,NaOH完全转化成Na₂CO₃时,吸收速率降低。但在两个吸收阶段中,吸收速率不变,CO₂物理吸收到NaHCO₃中时,吸收速率随CO₂饱和度的增加而降低。对CO₂吸收到NaOH中,CO₂和钠离子浓度都促进吸收,钠离子浓度影响更大;对于CO₂吸收到Na₂CO₃中,当Na₂CO₃浓度大于0.05mol/L,吸收速率不随浓度增加;对于CO₂吸收到NaHCO₃中,低浓度的钠可以促进CO₂吸收,而高浓度的钠抑制CO₂吸收,这主要由于析盐的作用。为避免CO₂大量吸收,优先选择0.5mol/L以上浓度的NaHCO₃。     

有机朗肯循环系统布置及参数优化对低速柴油机余热利用的影响及经济性分析

利用Aspen Plus建立计算模型,分析运行参数及系统布置形式对有机朗肯循环性能的影响,并以净输出功率和系统所需的总换热面积的比值作为经济性指标分析其经济性。结果表明:蒸发温度、蒸发压力和有机工质流量对有机朗肯循环的净输出功率均有一定的影响,其中改变有机工质流量影响最大,蒸发温度次之;综合考虑经济性和净输出功率,柴油机全负荷下系统在蒸发温度160℃、蒸发压力2.5MPa、有机工质流18kg/s时性能最优。工质流量影响最大且易控制,在不同柴油机运行工况下只需改变有机工质流量就可适应负荷变化,负荷越大回收的能量越多,其净输出功率均占柴油机主机功率的8%左右。添加内回热器使系统热效率提高2.65%,效率提高4.5%,再增加一个低温循环,净输出功率可增加94.90kW。     

氮氧化物在高压下生成亚硝酸的实验研究

由于在加压降温资源化回收过程中,烟气中氮氧化物和水会产生亚硝酸,但高压系统中亚硝酸的生成量尚未被直接检测,采用差分吸收光谱法测量亚硝酸的质量浓度,并通过气相和液相实验以获得气液中含氮物质的质量守恒规律。结果表明:随着压力的升高,在气相反应中,NO转化率明显增大,在气液反应中,NO生成亚硝酸的质量浓度略微减小;反应前后含氮物质的质量守恒误差小于10%;在实验结束吹扫N_2时,随着压力的升高,溶液中解析出的亚硝酸量略微减小。     

CO2对高铁高钙煤灰载氧体炉内脱汞的影响

为探索煤化学链燃烧过程脱汞的可行性,以具有较高反应活性的高铁高钙煤灰(HICCA)为载氧体,在固定床反应器上研究了CO2对HICCA催化氧化Hg0的作用,并用XRD、EDS对HICCA样品进行表征,采用热力学平衡计算揭示其作用机理。结果表明：CO2对Hg0的氧化作用十分微弱,但提高了HICCA的脱汞效率,其促进作用归因于HICCA组分中CaSO4与CO的反应,减弱了CO对HgO的还原,并促进了CO2向O的分解。HICCA在HCl气氛下表现出良好的脱汞效果,但该系统在CO2气氛下则严重受限。CO2不仅严重抑制了HCl对Hg0的气相氧化,也严重抑制了HICCA中Fe2O3和CaSO4在HCl气氛下对Hg0的氧化效果。     

600MW超超临界墙式切圆锅炉燃烧过程数值模拟

借助计算流体力学软件Fluent,选择合理的数学模型.对一台600 MW超超临界墙式布置切圆燃烧锅炉进行数值模拟,着重研究了墙式切圆锅炉炉内空气动力场,温度场,组分场和不同SOFA(分离燃尽风)风率对墙式切圆燃烧锅炉NOx生成及烟气成分特性的影响.结果表明:炉内切圆形成完整,妒内充满度较好,但切圆形成过大,近壁面温度过...