燃煤可吸入颗粒物磁力聚并脱除特性的实验研究

采用Fw3O4和Fe2O3 2种磁性物质在均匀磁场中对东胜烟煤燃烧产生的粒径0.023～9.318 μm范围内的飞灰粒子进行了聚并实验,研究了飞灰粒子聚并的动力学特征以及不同磁性物质对飞灰粒子聚并的差异.实验结果表明:Fe3O4对飞灰粒子的聚并脱除效率高于Fe2O3,且聚并脱除后粒子中间直径高于Fe2O3;中间粒径粒子的脱除效率高于小粒子和大粒子;随磁感应强度、磁性物质添加比例、气流平均速度、粒子在磁场中停留时间等的增加,飞灰粒子的脱除效率提高,中间粒子直径减小,且小粒子脱除效率的增幅高于大粒子;当粒子达到饱和磁化时,磁感应强度的增强对聚并无影响.数值模拟结果表明,在飞灰粒子质量浓度为40 g/m3时,Fe3O4和Fe2O3对飞灰粒子的脱除效率分别为84%和62%,粒子中间直径从初始的0.151μm分别降低到0.098 μm和0.085 μm.     

烟草加料过程中双流体喷嘴雾化粒径的分布特性

为考察烟草加料工艺过程中双流体喷嘴雾化粒径的分布特性,促进烟草加料工艺优化与设计工作,利用双流体喷雾试验装置和激光喷雾测量系统,分析了雾化引射介质类型、气液比、液路温度、料液性质等因素对双流体喷雾雾化粒径及其分布的影响规律,同时利用量纲分析方法建立了双流体喷嘴雾化索特尔平均直径D_(32)的经验模型。结果表明:①雾化介质流量恒定或者液路流量恒定时,随着气液比增大,D_(32)逐渐减小,分布均匀性指数N值有所增大。②其他条件相同,随着水温的升高,D_(32)和N值均没有显著变化;随着料液温度的升高,D_(32)呈现逐渐减小的趋势,N值没有显著变化。③其他条件相同,使用不同组分料液,随着料液黏度增大,D_(32)逐渐增大;雾化介质为压缩空气时,不同组分的料液与水相比较,N值无显著变化规律;雾化介质为水蒸气时,不同组分的料液与水相比较,N值显著减小。④雾化介质为压缩空气和水蒸气的条件下,分别使用水和料液作为雾化液体,D_(32)模型预测值与实测值之间平均相对误差2.3%~3.9%,最大相对误差15.2%。     

截面异形纤维捕集烟气气溶胶的微观研究

采用显微镜放大和CCD拍摄技术,在所建立的烟气捕集微观观测通道中对截面异形纤维捕集烟气气溶胶的过程进行拍摄,对所拍图片进行图像二值化处理,考察单丝线密度、颗粒物浓度及气体流速对烟气气溶胶在纤维迎风面覆盖率的影响。结果表明:在相同的捕集时间下,颗粒物在纤维丝迎风面的覆盖率随截面异形纤维丝单丝线密度减小而增加;颗粒物在纤维丝迎风面的覆盖率随颗粒物浓度升高而增加;在气体流速0.18～0.72 m/s范围内,颗粒物在纤维丝迎风面的覆盖率随气体流速增大而增加。     

压力对烟丝干燥有效扩散系数的影响

选择了3种烟丝作为试验原料,利用加压对流干燥装置,考察了环境压力与温度对烟丝干燥过程的影响.试验结果表明:在加压干燥条件下,环境介质温度越高,有效扩散系数越大,水分选出越快;环境压力越高,有效扩散系数越大,水分干燥越快.同时,采用无因次分析法建立了重庆、山东和四川地区烟丝干燥过程中压力与烟丝干燥有效扩散系数的关系模型,模型计算值与试验结果的相关系数为0.95,说明所建模型能够较好地表征加压条件下烟丝干燥动力学特性.     

石化污泥与煤在循环流化床混烧试验研究

在一座密相区截面积为0.23m×0.23m、高度为7m的循环流化床试验装置上进行了石化污泥与煤混烧的系统性试验研究.结果表明,随着二次风率的增加,密相区和稀相区温度都有所下降,燃烧效率呈上升趋势,烟气、飞灰和底渣中多环芳烃 (PAHs) 排放量均呈明显的下降趋势.随着空气过剩系数的增加,密相区温度上升,稀相区温度降低,燃烧效率呈先上升后下降态势,而多环芳烃排放水平先下降后上升.     

烟草生物质燃烧特性与机理研究

为研究烟草生物质的燃烧行为与燃烧特性,采用热重-差示扫描量热联用(TG-DSC)方法,分析了4种典型烟草生物质(烤烟中部叶丝、膨胀梗丝、膨胀烟丝和再造烟叶)在5,10,15和20Ⅱ/min升温速率下的燃烧过程。结果表明:1烟草生物质燃烧过程中存在挥发分着火和固定碳着火两次着火现象;2较高升温速率(15和20Ⅱ/min)下膨胀烟丝存在挥发分和部分固定碳共燃的现象;3通过对烟草生物质综合燃烧特性指数的计算,发现4种烟草生物质在较低升温速率(5和10Ⅱ/min)下燃烧特性差异不大,在较高升温速率(15和20Ⅱ/min)下膨胀烟丝的燃烧特性最好。     

燃煤可吸入颗粒物在磁场中聚并脱除机理

提出了燃煤可吸入颗粒物在均匀磁场中的二元碰撞聚并模型，应用该模型计算了大同烟煤飞灰粒子的聚并系数，在此基础上通过求解聚并动力学方程计算了粒子的聚并脱除效率，并与实验结果进行了对比。数值模拟结果表明，燃煤可吸入颗粒物聚并系数随粒径的增大而增大，粒径差异越大，重力对聚并的加强作用越大；粒径越大，布朗力对聚并的影响越弱；同聚并系数对外磁场强度的变化规律一样，粒子的聚并脱除效率随外磁场的增强而增大，在粒子饱和磁化后，聚并脱除效率达到最大值；延长粒子在磁场中的停留时间以及增大其质量浓度，都可以提高粒子的聚并脱除效率，在质量浓度和停留时间分别为40 g·m-3和1. 2 s时，粒子聚并脱除效率可达44%；数值模拟结果与实验结果相一致。     

梯度磁场中燃煤PM10聚并动力学数值模拟

提出了求解梯度磁场中燃煤PM10聚并动力学方程的三分区算法，应用该算法模拟了0.023~9.314μm粒径范围内大同煤灰在永磁环梯度磁场中的聚并动力学过程，并与实验结果进行了比较。结果表明：数值模拟结果与实验结果相一致，三分区算法具有较好的适用性；中间粒径粒子的聚并脱除效率高于小粒子和大粒子的聚并脱除效率；增大粒子质量高，数目中位直径减小，单粒径聚并脱除效率最大值对应的浓度、延长粒子在磁场中聚并时间，粒子的聚并脱除效率提粒径减小；增大平均气流速度，粒子的聚并脱除效率降低，数目中位直径增大，单粒径聚并脱除效率最大值对应的粒径增大。     

燃煤PM_10_在磁场中聚并脱除理论与实验研究

提出了燃煤可吸入颗粒物在均匀磁场中的二元碰撞聚并模型,模型通过直接跟踪在磁偶极子力、气体曳力、布朗力和重力作用下做相对运动的粒子,根据粒子的相对运动轨迹确定燃煤细微飞灰粒子间的聚并系数。在数值计算获得聚并系数的基础上,应用求解粒子聚并动力学方程的区域算法,计算了东胜烟煤燃烧产生的飞灰细微粒子在均匀磁场中的聚并脱除效率,并与实验进行了比较。结果表明,在0.098～9.314μm粒径范围内,0.576～3.758μm粒径的飞灰粒子聚并脱除效率最高;总脱除效率随外磁场强度、颗粒质量浓度以及粒子在磁场中停留时间的增加而增大,粒子饱和磁化时,总脱除效率达到最大值;实验结果与数值模拟结果相一致。模型预测结果表明,当颗粒质量浓度为40 g/m3时,燃煤飞灰细微粒子的总脱除效率可达52%。     

燃煤PM_10_磁聚并动力学数值模拟

提出了求解燃煤PM10磁聚并动力学方程的双分区算法,应用该算法模拟了东胜烟煤燃烧产生的飞灰细微粒子在均匀磁场中的聚并动力学过程,并与实验结果进行了比较。结果表明数值模拟结果与实验结果相一致,双分区算法具有较好的适用性;在0.023~9.318μm的粒径范围内,中间粒径粒子的聚并脱除效率高于小粒子和大粒子的聚并脱除效率;提高外磁场磁感应强度、粒子总质量浓度、粒子在磁场中停留时间以及气流平均速度,可提高粒子的聚并脱除效率;在粒子达到饱和磁化后,外磁场的增强对粒子的聚并无影响;当气流平均速度与粒子在磁场中的停留时间的乘积为一定值时,粒子的聚并脱除效率随气流平均速度的增大而减小;粒子分粒径脱除效率最大值对应的粒径和粒子数目中位直径随聚并总脱除效率的增大而减小。