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。     

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。     

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。     

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。     

碱金属盐对萘系减水剂吸附分散性能的影响

通过调整Na2SO4,K2SO4,Na2CO3及K2CO3溶液浓度来改变水泥浆体中可溶性碱含量,研究可溶性碱对萘系减水剂吸附-分散性的影响.结果表明:碱金属盐对萘系减水剂分散性的影响存在最佳掺量区间,这一掺量区间与萘系减水剂掺量及碱金属盐种类相关.当萘系减水剂掺量较小时,较低掺量的碱金属盐即可调整水泥浆体表面张力,改善浆体流变性;当萘系减水剂掺量较大时,较高掺量的碱金属盐才可调整水泥浆体表面张力,改善浆体流变性.碱金属盐掺量过高时,水泥浆体流变性下降,表观黏度增加.碱金属硫酸盐除了存在碱金属离子对萘系减水剂双电层的压缩和破坏作用,还存在硫酸根离子对萘系减水剂的竞争吸附作用,因而使萘系减水剂在水泥颗粒表面的平衡吸附量下降程度更大.     

炉缸焦炭状态与炉况运行间关联性分析

为了研究炉缸内焦炭存在性状与炉况运行状态之间关系,采用炉内径向取样技术,通过对不同大型高炉炉缸区域所取焦炭的堆积程度、粒级存在状态、自身成分与结构以及热态性能等进行检测与分析,并统计出此阶段高炉运行指标,回归出炉缸焦炭存在状态与炉况运行指标间关联性规律。分析结果表明,炉缸内焦炭粒度每增加1 mm,约可提升喷煤量4.66 kg/t,降低燃料消耗4.77 kg/t,同时大型高炉要想获得较好的运行效果,死料柱内的渣、铁滞留量还应严格控制在45%以内。这也验证了良好高炉运行状态下,除应选用优质原燃料入炉,用以减轻炉内焦炭熔损程度,强化料柱功能外,还应在操作中贯彻以风量及风压为优先调剂举措,用于改善炉缸活跃程度。     

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.     

生物质锅炉受热面沉积物的热分析研究

对某生物质直燃发电炉排炉的炉内腐蚀情况进行分析,利用XRD对炉排渣块、过热器沉积焦成分进行了定量分析,利用高温热天平对其进行深入的热反应动力学研究。试验结果表明:渣块的形成是因为物料堆积造成生物质燃料长时间缺氧燃烧热解,成分主要是未燃尽碳。过热器沉积焦的形成是因为生物质燃烧过程中碱金属及碱土金属的沉降凝结,遇高温可再次析出。