稻壳热解特性及动力学研究

对稻壳在升温速率分别为20 K/min、30 K/min和50 K/min的情况下进行热重实验,分析结果表明稻壳热解分为3个阶段:失水干燥阶段,挥发分析出段和碳化阶段。通过Coats-Redfern(C-R)法和Malek法进行热解机理的确定及动力学参数的计算,发现其反应机理为球形对称的相边界反应R3,同时求出表观活化能E和频率因子A。最后通过求解热解动力学方程对C-R法求解得到的稻壳热解动力学参数进行验证,发现模型计算的结果与实验值吻合良好,说明用C-R法结合Malek法选出的机理函数可以较准确地描述稻壳的热解过程。     

整体煤气化联合循环系统变工况特性研究

采用ThermoFlex软件建立了200 MW级整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)系统模型,从系统的角度出发计算研究了200 MW级IGCC系统的变工况特性。详细讨论了燃气轮机负荷、大气环境条件和整体空分系数对系统性能的影响。结果表明,燃气轮机采用压气机进口可转导叶角度调节–等燃气透平初温的调节方式降负荷时,燃气透平排气温度先增加后降低,而系统效率先缓慢降低后快速降低。随大气温度增加,燃气轮机功率、汽轮机功率和系统净功率均下降。在大气温度不变的条件下,大气压力对燃气轮机效率和系统净效率基本没有影响。增加整体空分系数可提高系统净效率,却使系统净功率降低。     

波轮洗衣机悬挂系统动力学建模及动力学特性研究

首先将波轮洗衣机悬挂系统的运动模型简化为平面二自由度模型,然后分别使用直接动力平衡法(达郎贝尔原理)和拉格朗日方法建立了波轮洗衣机悬挂系统的运动微分方程,并对所建立方程进行求解,绘制了两个自由度幅频特性曲线和桶部件顶端的合位移曲线,最后研究了平衡环和吊杆安装位置对悬挂系统振动的影响,提供了一种研究波轮洗衣机悬挂系统振动...     

秸秆热解特性及热解动力学研究

用热重一差热分析仪对玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析试验.试验结果表明,玉米秸秆的热解过程主要分为脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段.升温速率在5 K/min、10 K/min和30 K/min时最大质量损失速率对应的温度分别为318℃、325℃和341℃.在热重试验的基础上,分别采用Coats-Redferrl法、最大速率法和分布活化能模型等不同的动力学处理方法对秸秆热解进行了动力学计算,并用Malek法对机理方程进行筛选,得出了不同升温速率下连续的一级反应动力学模型.     

稻壳催化热解特性及动力学研究

利用热重分析仪,以DHC-32和CaCl2作为催化剂,研究升温速率、催化剂种类和催化剂添加量对稻壳热解行为的影响,并采用一级反应对其热解动力学进行了计算分析.研究结果表明:催化剂加入量较少时,DHC-32和CaCl2对稻壳热解焦炭产物的生成具有促进作用,随加入比例的提高,稻壳热解活化能逐渐减少.CaCl2对稻壳热解的催化作用优于DHC-32.     

变压器用丁腈橡胶与氟橡胶密封材料的溶胀特性研究

密封件是油浸式变压器中防止变压器油渗漏的重要设备,在变压器油中,密封橡胶的性能会发生改变,有可能导致渗漏事故的发生。为研究密封材料在变压器油中的溶胀特性,文中选取变压器常用的丁腈橡胶、氟橡胶进行溶胀实验和去溶胀试验。对溶胀和去溶胀后密封材料的重量、体积、硬度和力学性能变化进行测试和分析,并用热分析仪、扫描电镜对溶胀前后和去溶胀后的密封材料进行了分析。通过试验得出结论：丁腈橡胶受到变压器油的侵入更强,且变压器油对丁腈橡胶中的填料、添加剂、小分子基团的提取作用很强,造成重量、体积和硬度不可逆的降低,力学性能也明显下降,油分的侵入对丁腈橡胶各项性能和化学结构造成了较大影响。氟橡胶在变压器油中重量、体积略有增加,但总体来说基本不变,且增加的重量和体积可通过去溶胀试验恢复,其力学性能、化学结构和组成基本不变,体现出了良好的耐油性能。     

煤岩显微组分燃烧动力学特性及燃尽特性试验研究

利用管式沉降炉对煤岩显微组分的燃烧动力学特性及燃尽特性进行的试验研究发现：同一煤种的镜质组与丝质组燃尽特性有较大差异；不同煤种的镜质组的燃尽特性与其煤化程度有关；稳定组燃烧过程中有较多的炭黑生成，致使其平均的表面反应速率较低。     

整体煤气化联合循环系统气化岛特性模拟研究

气化岛是整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)系统中较为复杂的关键单元,对整个系统性能有较大的影响。利用Thermoflex软件建立200MW级IGCC系统模型,从系统角度出发,对直接激冷式、除尘系统前带有气/气热交换器和取消气/气热交换器的3种IGCC系统进行比较,结果表明取消气/气热交换器的IGCC系统同样具有较高的效率,且系统更加安全可靠。对此系统中空分单元的氮气回注系数、气化炉单元的氧煤质量比,以及对流废锅出口粗合成气温度进行计算。计算结果表明:在空分系数为30%时,系统最佳氮气回注系数为70%;综合多种因素考虑,所研究煤种的最佳的氧煤质量比约为0.91;系统效率随着对流废锅(convective syngas cooler,CSC)合成气出口温度的增加而下降,当辐射废锅(radiant syngas cooler,RSC)粗合成气出口温度为700℃,对流废锅出口合成气温度取350℃,系统效率较高。     

煤热解特性及热解反应动力学研究

采用热分析法对煤热分解特性进行了热重分析研究,探讨了粒径和升温速率对煤热解失重过程的影响。研究指出,当粒径小于0.25mm时,磨煤过程中煤岩组分富集对热解的影响会大于传热传质对热解的影响。根据试验数据建立了热解动力学模型,分别用积分法和微分法对热解动力学参数求解,得到煤的热解反应级数为3,热解反应动力学参数的计算结果能真实地反映煤的热解情况。     

生物质掺混比例对煤气化特性影响的试验研究

在鼓泡流化床上研究松木屑和褐煤的共气化特性.在空气当量比为0.26的工况下,研究松木屑掺混比例0～100％对反应温度、产气组分、气化气热值、碳转化率和气化效率等参数的影响.结果表明:当木屑掺混比例从0％增加至100％时,反应温度逐渐降低,CO的体积含量从9.58％增加至17.29％,H2的体积含量从5.78％增加至6.50％,CO2的体积含量从14.25％下降至11.71％,CH4和CnHm的体积含量变化不大,呈先增加后降低的趋势,在掺混比例为50％时达到最大.气化气低位热值、碳转化率和气化效率均增加,在掺混比例为50％时,松木屑和褐煤共气化协同作用明显.     

整体煤气化联合循环系统中废热锅炉特性研究

废热锅炉包括辐射废热锅炉(radiant syngas cooler,RSC)和对流废热锅炉(convective syngas cooler,CSC),它是整体煤气化联合循环(integrated gasification combined Cycle,IGCC)系统中的高温冷却单元,可回收气化炉出口粗合成气热能,以提高系统的效率,所以研究IGCC系统中废热锅炉的特性是很有意义的。该文利用ThermoFlex软件建立200MW级IGCC系统模型,从系统效率角度出发,首先研究对流废热锅炉出口合成气温度对IGCC系统性能的影响,然后研究废热锅炉产生不同蒸汽参数对IGCC系统性能的影响。结果表明:随着对流废热锅炉出口合成气温度的提高,系统的发电功率和效率下降;废热锅炉产生过热蒸汽的系统效率优于产生饱和蒸汽的系统效率,废热锅炉产生高压蒸汽的系统效率优于产生中压蒸汽的系统效率;综合考虑造价及其系统效率的影响,推荐最佳的蒸汽参数方案为辐射废热锅炉和对流废热锅炉均产生高压饱和蒸汽的系统。     

煤气化过程中含硫化合物生成特性的热力学研究

对于复杂的煤气化反应系统,可借助热力学平衡分析工具对反应过程中主要含硫化合物的生成特性及其主要影响因素进行预测.该文以4种典型煤为研究对象,气化条件选取温度范围373～1 673 K,压力4.0 MPa,利用FactSage对系统进行热力学平衡模拟.结果表明:在还原性气氛下,煤中硫主要转化为气相H2S,其次为COS,以及极微量的CS2,固相含硫化合物的主要为CaS、FeS2、FeS;H2S的生成与煤中含Ca、Fe化合物含量密切相关;Ca/S、Fe/S以及O/C摩尔比的变化都会影响H2S的生成.     

工业废弃物的煅烧及动力学特性实验研究

采用TGM/SDTA85le热分析系统研究了白泥、盐泥、碱渣和电石渣等4种工业含碱废弃物及淄博石灰石的煅烧特性,并用多重速率法计算其煅烧反应活化能,以期为进一步研究废弃物的脱硫特性提供理论依据。结果表明:升温速率越小,分解速率越快;煅烧温度越高,分解越快;但最终的失重率相差不大;电石渣的活化能较小,碱渣和盐泥的活化能相对较大。     

玉米秸秆热解特性及动力学的实验研究

本文采用热重分析(TGA)对华北地区常见的玉米秸秆的热解过程及其动力学规律进行了研究。实验中分别以三种不同的升温速率在氮气气氛下将样品从室温加热直至挥发分完全分解。实验结果表明:样品的非等温失重过程由脱水、剧烈失重和缓慢失重三个阶段组成;随升温速率的提高,样品的最大热解速度提高,对应的峰值温度提高,达到失重峰的时间缩短很多,表明加热速率越大挥发分析出的速度越快。建立了玉米秸秆的热解反应动力学方程,得出了玉米秸秆的热解反应动力学参数,并探讨了相应的热解机理。     

无烟煤-CoO化学链燃烧特性及动力学研究

本研究采用溶胶-凝胶燃烧法制备CoO氧载体,通过热重实验TG/DTG分析研究CoO与阳泉无烟煤(YQ煤)的反应特性,并进行反应动力学分析。研究结果发现:YQ-CoO化学链燃烧的着火温度较高,挥发分释放特性指数、可燃性指数和综合燃烧特性指数均较小,燃烧和燃尽特性较差;依据Coats-Redfern模型分别计算出n取不同值时CoO与YQ煤化学链燃烧反应的活化能和指前因子,发现其活化能较大,指前因子较小,不易于燃烧。     

混合工业污泥燃烧及动力学特性实验研究

为了更好地利用工业污泥，有必要对它的燃烧特性进行研究，文中利用热重法研究了3种典型工业污泥的单组分试样以及按不同质量比例混合后多组分试样的着火、燃尽、综合燃烧特性、反应放热性能和动力学特性，并计算出燃烧过程的动力学参数。结果表明：由于工业污泥的高挥发分、低固定碳，其着火和燃尽特性比较好，而综合燃烧特性不是很高；工业污泥着火温度与挥发分含量以及成分有关，而含碳量越高，越不易燃尽，燃尽性能越差，但燃烧越剧烈，其综合燃烧性能越好；燃烧放热主要分为挥发分燃烧和固定碳燃烧两个阶段，前者燃烧剧烈，有明显的放热峰且活化能较低，后者放热峰变小，活化能变高；混合工业污泥中的单一组分在燃烧过程中基本保持各自的着火和燃尽特性，在热重分析中的燃烧特性可以用各个单一组分试样的燃烧特性进行叠加来表示。     

旋液分离器对煤气化细灰的分离特性研究

以煤气化细灰为固相颗粒物料,研究了旋液分离器对含一定细灰黑水的液固分离特性,考察了不同操作参数对不同粒径细灰颗粒分离效率的影响规律。研究结果表明,对10μm以下的细灰颗粒,入口流速、分流比和入口颗粒浓度对不同粒径细灰颗粒的分离效率均有较大影响。对5.012μm以下颗粒,随入口流速的增加,分离效率先减小后略有增大,粒径越小、分流比越大,该趋势越显著;当粒径介于5.012~10μm之间,分离效率随入口流速逐渐增大。10μm以下的细灰颗粒,随分流比的增加,分离效率近乎呈线性增加趋势,并无最佳分流比出现;随入口颗粒浓度的增加,分离效率略有增加。对10μm以上的细灰颗粒,随颗粒粒径的增加受入口流速、分流比和入口颗粒浓度影响逐渐显著。在旋液分离器内,存在明显的小颗粒团聚现象,表现为当颗粒粒径30.2μm时,分离效率已出现超过100%的情况。利用实验结果拟合出旋液分离器对煤气化细灰分离粒度的预测公式,该公式预测值与实验值吻合良好。     

秸秆快速热解动力学特性研究

采用自行研制的大物料热重分析装置研究生物质(秸秆)在800、900、1 000℃等温条件下的热解特性。结果表明,大物料热重反应时间短,各个阶段反应相互叠加,热重分析曲线(DTG)出现多个峰值。采用化学动力学法拟合了秸秆在等温热解过程中的质量损失率与时间的单方程宏观模型,求取了活化能E和指前因子A,得到等温热解反应动力学方程,计算得到质量损失率和反应时间的理论曲线与试验曲线相吻合。     

混煤热解反应动力学特性研究

利用热天平试验测试数据，采用Coats-Redfern积分方法求解无烟煤和烟煤不同比例混煤的热解动力学参数。在整个活泼热解阶段，无烟煤和烟煤的活化能与其热解反应性的对应关系发生了歧变，无烟煤具有较低的活化能，而烟煤具有较高的活化能。煤的热解机制在不同的反应阶段是变化的，通过热分析手段所得的动力学参数反映的是整个热解区域的平均值。对混煤热解进行分段拟合处理的结果表明，混煤在低温段热解机制为一维扩散模型；中、高温度段热解机制为3级化学反应模型。研究结果表明不能仅从活化能数据判断无烟煤和烟煤混煤热解反应性的高低。