铂改性石墨烯吸附汞及其化合物的研究

为了研究铂改性石墨烯吸附烟气中汞及其化合物的吸附能以及吸附稳定后原子间的相互作用力,基于量子化学的理论,建立铂改性石墨烯模型,应用量子化学密度泛函PBE,使用量子化学软件ORCA计算铂改性石墨烯与烟气中的Hg、HgCl、HgCl_2、HgBr和HgBr_2的吸附,得到稳定的吸附构型和吸附能,并对吸附构型进行了分子中的原子理论(Atoms in Molecule,AIM)分析。研究表明:铂改性石墨烯吸附单质汞为物理吸附,吸附HgCl、HgCl_2、HgBr、HgBr_2为化学吸附;单质Hg、HgCl、HgCl_2、HgBr_2与铂改性石墨烯存在介于共享和闭壳层之间的金属键。铂改性石墨烯是一种可靠、良好的新型吸附剂材料,对工程实践具有指导意义。     

不同煤阶煤分子表面吸附水分子的机理

采用量子化学方法中包含色散矫正的密度泛函理论(DFT-D3),对4种不同煤阶(无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤)的煤分子表面吸附水分子的微观机理进行研究。通过优化煤分子表面吸附水分子的平衡构型,对煤分子表面进行静电势分析,计算相互作用能,并通过约化密度梯度(RDG)判断水分子在不同煤阶煤分子表面的作用类型。研究表明,煤分子与水分子间最大相互作用能为-11.91 kcal/mol,煤吸附水的过程属于物理吸附,且相互作用能的大小由弱相互作用力的类型和作用力个数共同决定。褐煤具有较大静电势的分子表面积最多,褐煤更易与极性水分子形成相互作用。4种不同煤阶煤分子吸附水分子的最大相互作用能大小顺序为:褐煤次烟煤烟煤无烟煤。各煤阶最大相互作用能对应的平衡吸附构型下煤分子与水分子的作用类型依次为:范德华作用力,氢键作用,氢键与范德华作用力的共同作用,两个氢键的共同作用。     

燃煤电厂脱硫石膏汞形态及热稳定性分析

分析燃煤电厂脱硫石膏中汞的化合物形态及其释放规律,对脱硫石膏的利用具有指导意义。利用X-射线荧光光谱仪（XRF）对2个火电厂石膏样品进行成分分析;为确定石膏中汞的热稳定性和形态分布,对各石膏样品和石膏滤渣样品进行2种加热方式的热处理,测定热处理前后各样品的失重率和汞含量。研究结果表明, 2个电厂脱硫石膏汞的初始释放温度不同,分别为100 ℃和200 ℃;石膏及石膏滤渣样品的快速释放温度在200~400 ℃;所有样品在500 ℃时基本完成汞的释放;石膏滤渣中的总汞含量有所减少;脱硫石膏中含有的汞化合物主要有HgCl₂和HgS。     

330 MW机组锅炉受热面污染特性的试验研究

在邹县电厂330 MW 2号机组锅炉上进行了各个受热面吹灰试验,利用开发的基于锅炉运行热力参数的在线计算系统对试验过程中各受热面污染状况进行了实时监测.分析表明,在线监测系统能有效反映各受热面的污染状况,吹灰对各个受热面有不同影响.     

负荷与燃尽风对NO影响的数值模拟

为研究负荷与燃尽风对NO排放的协同作用规律,对一台1 02 5 t/h煤粉锅炉的燃烧过程进行了数值模拟,分析了不同负荷下,投运、停运燃尽风时炉内的温度、热力型NO与燃料型NO的分布特性,将计算结果与实测结果进行了对比,结果表明,对于所研究的锅炉,燃尽风可更有效控制燃料型NO的排放,而且在100%负荷下效果更显著.在80%负荷下,燃尽风还可降低热力型NO排放;在100%负荷时,燃尽风的投入对炉内O2、CO影响显著;在80%负荷时,燃尽风对温度场影响更显著.     

不同煤种再燃过程中脱硝煤耗的试验研究

定义还原1 gNO 消耗的煤量为脱硝煤耗.在煤粉携带炉上进行了再燃试验,对不同煤种、不同工况下的脱硝煤耗进行了研究,分析了挥发分含量、再燃区温度、氧浓度、再燃燃料比等因素对脱硝煤耗的影响.结果表明:脱硝煤耗不仅能直观反映出不同煤种在还原 NO 方面的特性差异,而且还能有效反映再燃过程投入与收益之比;脱硝煤耗随着挥发分含量增加呈线性降低;再燃区氧浓度越低,脱硝煤耗也就越低;在49/6和6%氧浓度条件下,提高再燃燃料比,脱硝煤耗显著下降;在2%氧浓度条件下,提高再燃燃料比,脱硝煤耗增加;再燃区温度升高时,脱硝煤耗下降,并且挥发分越高的煤,脱硝煤耗随温度的变化越显著.     

不同升温速率下煤焦CO_2气化的动力学研究

对阳泉煤焦进行了CO2气氛的气化热重实验,研究了煤焦的气化特性,并用不同的模型对样品进行了动力学分析。研究结果表明,随着升温速率的提高,煤焦的气化反应开始温度逐渐升高,反应的活化能逐渐降低。对于所选用模型,未反应收缩核模型更能描述阳泉煤的气化反应。     

500MW机组塔式锅炉受热面污染特性分析与吹灰系统优化改造

针对某电厂500 MW机组塔式锅炉因受热面积灰污染而造成塌灰灭火、锅炉效率下降和局部受热面超温爆管等问题,建立了锅炉受热面污染状态监测系统,实现了对各级受热面实时污染状况的在线监测。在机组稳定负荷下,进行了受热面的吹灰试验。通过对试验结果的分析以及结合吹灰系统的运行状况,确定了锅炉各主要受热面的污染特性,据此提出了改造声波吹灰器、优化现有蒸汽吹灰器的运行方式等方案。实施后,吹灰系统运行状况良好,经济效益显著。     

Babcock双调风旋流煤粉燃烧器调节及低污染燃烧特性分析研究

根据对山西神头第二发电厂５００ＭＷ机组锅炉的Ｂｏｂｃｏｃｋ双调风旋流燃烧器进行的模化实验结果，研究分析了二次风变化对燃烧器工作特性的影响，并对燃烧器的调节及低污染燃烧特性进行了分析。     

富氧燃烧锅炉单相受热管动态特性的仿真研究

基于富氧燃烧条件下,对流受热面的换热特点,建立了锅炉单相受热管的动态特性数学模型,以Matlab/Simulink为开发平台,利用S-Function模块中的Cmex-S函数、模块封装等基本方法建立了仿真算法模块。以某300 MW锅炉的再热系统为研究对象,分别在空气气氛下以及O2/CO2=30/70气氛下进行了蒸汽入口流量、温度,烟气入口流量、温度扰动的仿真实验。结果表明:富氧气氛下再热汽温的动态变化整体趋势与空气气氛相似,但富氧条件下动态响应的时间以及幅度发生了变化,对富氧气氛下再热系统优化设计和运行控制有重要参考作用。