生物质燃油燃烧特性分析

以小桐子油、小桐子生物柴油、地沟油、地沟油生物柴油、0#柴油作为研究对象,对这5种燃油的黏温特性进行了探究分析,同时在自行搭建的雾化燃烧试验平台研究燃油在炉内燃烧火焰体积、长度及火焰温度变化规律,试验结果表明燃烧温度越高,生物质燃油和0#柴油的运动黏度均减小,地沟油减少幅度最大为81.75%;试验条件相同情况下,0#柴油的火焰长度最大为288.209 mm,地沟油火焰长度的最小为207.814 mm,5种燃油燃烧温度在轴线方向先上升后下降,在径向方向波动较大;在不同工况下,随过量空气系数α或雾化压力p的增大,生物质燃油和0#柴油燃烧火焰体积及火焰长度均呈下降趋势;燃油火焰平均温度的变化趋势随过量空气系数α增大先增大后减小,随氧体积分数的增大一直上升,小桐子油增幅最大为25.90%.     

在线乳化燃油燃烧烟气排放特性的试验研究

为进一步控制燃油设备的排放污染,采用自制的在线乳化燃油燃烧系统,对不同含水量和过量空气系数共15个工况下的乳化油进行了燃烧试验,并进行定量分析。试验结果表明:乳化燃油含水率和过量空气系数对烟气污染物排放量有很大影响。随着乳化油含水量的增多,NO浓度不断降低;含水量达到5%时,SO_2浓度最低;含水率达到10%时,烟尘浓度最低;含水量达到20%时,NO_2浓度最低,H2浓度达到最高,同时排烟温度达到最高;CO、CO_2浓度随含水量不同变化不大。过量空气系数越大,总体上烟气污染物浓度越低,而排烟温度反而越高。综合各试验工况,当含水率为20%,过量空气系数为1.3时,为最佳排烟工况,NO_x浓度较乳化前降低31%,SO_2降低28%,烟尘浓度降低了57%。     

基于反扩散火焰的低NOx旋流燃烧器数值模拟

采用非预混稳态小火焰模型（Steady Flamelet Model,SFM）耦合110步甲烷燃烧简化机理和Realizable k-ε模型对反扩散-旋流低氮燃烧器进行模拟,对比分析了不同旋流角度（30°,45°和60°）及过量空气系数（1.05,110,115和1.20）下燃烧时燃烧室内各截面轴向速度分布、中心截面温度及NOx质量浓度分布。详细研究了燃烧室内天然气与空气的燃烧特性及NOx的排放规律。模拟结果表明：随着旋流叶片角度逐渐增大,燃烧室内回流作用逐渐增强,导致火焰长度变短、燃烧室内最高温度及出口NO质量浓度逐渐降低;在旋流叶片角度为60°时,出口NO质量浓度仅为114 mg/m3;随着过量空气系数逐渐增大,火焰末端温度逐渐提高,导致燃烧室出口NO排放量逐渐增大;在过量空气系数为1.2时,出口NO质量浓度达到294 mg/m3,相比于过量空气系数为1.05时,其NO排放量增加153%。     

烟气再循环对金属纤维表面燃烧器NO_x排放和燃烧稳定性的影响

结合全预混金属纤维表面燃烧器和外部烟气再循环燃烧技术,在350 kW卧式燃气锅炉上进行了实验研究.研究了负荷、过量空气系数和烟气再循环率对CO、NO_x排放和燃烧稳定性的影响.结果表明:负荷变化对NO_x排放无明显影响;过量空气系数越大,NO_x排放越低,但系统热效率随之降低;不采用烟气再循环技术时,NO_x排放低于30 mg/m3时过量空气系数需大于1.73,此时系统热效率低于92.1%;如采用23%的烟气再循环率,实现上述相同NO_x排放水平仅需过量空气系数大于1.3,系统热效率比无烟气再循环时高1.3%;随着烟气再循环率的增大,火焰燃烧不稳定加剧.出现炉膛震动时的烟气再循环率极限值随着负荷的增大而逐渐提高.     

过量空气系数对电站锅炉NO_x排放特性的影响

空气分级燃烧是一种降低NO_x排放的技术,文中在应用该技术的前提下,对不同过量空气系数下的燃烧工况进行了模拟研究。结果表明,随着过量空气系数的增大:1)烟气在炉内停留时间缩短,气流混合强烈,燃烧条件得到优化;2)炉膛火焰中心逐渐下降,主燃区温度不断升高,而炉膛出口烟温却呈下降趋势;3)主燃区CO浓度明显降低,还原性气氛得到减弱;4)炉膛出口NO_x浓度呈增大趋势。     

基于多级配风的小麦秸秆捆燃烧特性与排放研究北大核心CSCD

针对小麦秸秆捆燃烧过程中存在的燃烧效率低、烟气污染物排放规律不明确等问题。文章基于多级配风捆烧锅炉开展小麦秸秆捆燃烧试验,通过测试分析不同配风条件下的小麦秸秆捆燃烧特性与烟气排放规律,优化了小麦秸秆捆燃烧过程中的过量空气系数。试验结果表明:当捆烧锅炉的过量空气系数为1.6时,烟气中CO_(2)的质量浓度达到最低,为8 830.14 mg/m^(3),NO和NO的质量浓度也较低,分别为146.67 mg/m^(3)和225.15mg/m^(3);烟气中颗粒物的数量浓度呈单峰分布,质量浓度呈双峰分布,过量空气系数为1.6,1.8和2.0时,烟气中颗粒物的数量浓度和质量浓度均较低。     

循环流化床锅炉炉膛低氧燃烧加尾部补燃降低NOx排放的试验研究

在1台70 MW循环流化床工业热水锅炉上,应用炉膛低氧燃烧加尾部烟道补燃技术,降低锅炉的NO_x原始排放浓度。通过降低炉膛内过量空气系数,使炉膛和旋风分离器内呈低氧燃烧状态。由于高温烟气中有残炭和CO的存在,抑制了NO_x生成,同时能够促进NO_x向N_2转化,从而降低了高温烟气中NO_x含量。从旋风分离器中心筒喷入补燃风,可将由于炉膛低氧而未完全燃烧的残炭和CO燃尽,保证了锅炉燃烧效率。采用炉膛低氧燃烧加尾部补燃技术,锅炉的NO_x原始排放浓度从393 mg/m~3降低至115 mg/m~3(@6%O_2),CO的排放浓度控制在4×10~(-6)。     

生物质燃油雾化喷吹特性试验研究

采用高速摄像机,研究了几种常见生物质燃油的雾化特性,分别对雾化锥角、索特平均直径(SMD)、液滴速度以及雾化液滴的尺寸数目分布进行了研究。结果表明,生物质燃油的雾化锥角随压力增大而增大,三种生物原油相比,地沟油的雾化锥角最大;生物柴油相比小桐子油生物柴油的雾化锥角最大。索特平均直径(SMD)随压力的增大而减小且具有一定的线性关系;雾化液滴在轴向上方的速度较大,而在轴向下方的液滴速度较小;地沟油中小液滴数目较多,使得其分布曲线峰值较高。三种生物柴油的粒径尺寸分布趋势一致,小桐子油生物柴油小尺寸液滴数目更多一些。     

生物质与煤混合富氧燃烧过程中NO和N_2O的排放特性研究

为了研究燃烧气氛、进口氧气浓度、生物质掺混比、燃烧温度以及过量氧气系数对循环流化床(CFB)富氧燃烧过程中NO,N_2O排放特性以及燃料中N的转化特性的影响,以棉秆和大同烟煤为燃料,在50 k W循环流化床燃烧试验台上进行了空气气氛和O_2/CO_2气氛下的生物质与煤混合燃烧试验。试验结果表明:与空气气氛相比,O2/CO2气氛下,NO,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着进口氧气浓度和燃烧温度的升高,NO的排放量均升高,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着生物质掺混比的增大,NO的排放量和燃料中N的转化率降低,N_2O的排放量升高;NO,N_2O的排放量以及燃料中N的转化率均随过量氧气系数增大而升高。     

600MW超临界对冲燃烧锅炉CO和NOx排放特性的研究

采用现场试验研究和数值模拟的方法对布置前后墙对冲燃烧器的某600Mw超临界锅炉CO和NO,的排放特性进行了研究．结果表明：锅炉尾部烟气中CO质量浓度为500～2500mg／m3,当主燃烧区过量空气系数a,为0．86～0．90时,高于该锅炉低NO。排放的设计过量空气系数（0．80）,对应的燃尽风占二次风的比例约为27％～32％,NOx排放质量浓度出现拐点;锅炉的NOx排放特性与HT—NR3燃烧器的低NOx设计有关,并与该锅炉的CO排放特性呈负相关关系;在负荷为600Mw和总风量一定的工况下,当燃尽风比例从32％提高至49％时,CO排放质量浓度显著下降,飞灰可燃物浓度降低,氧气量对CO和NOx排放的影响明显减弱,但NOx排放质量浓度升高,主燃烧区侧墙高温腐蚀的风险增大．     

直喷式柴油机燃用二甲基醚(DME)试验研究

介绍了在1100单缸直喷式柴油机上燃用DME的发动机试验研究结果。研究表明：通过增加循环供油量可使柴油机燃用DME后恢复到原机略低，同时缸内最大爆发压力降低，发动机碳烟排放为零，HC和CO排放比原机略高，NOx排放比原柴油机降低约50%以上，供油提前角减少，缺内最大爆发压力降低，NOx排放可进一步大幅度降低，但HC排放略有升高；加大喷孔直径，缸内爆发压力升高，NOx排放升高，HC和CO排放在中低负荷相差不大，但在大负荷工况有所升高。     

高水分煤在流化床中燃烧时NO_x的排放特性

通过数值计算,研究了高水分煤在流化床中燃烧时ＮＯ的排放特性及其形成的主要影响因素。结果表明煤中的水分,床内的ＣＯ浓度和空－燃比等都对于ＮＯ转换率有较大影响。     

Experimental investigation of the influence of blending on engine emissions of the diesel engine fueled by mahua biodiesel oil

The present article elaborates on the various emission characteristics of mahua oil with diesel fuel in a diesel engine at various blending conditions. Experimental investigation results are studied for various parameters such as exhaust emission of carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), and oxides of nitrogen (NO) gases and exhaust gas temperature. Results show that residual oxygen, CO, HC, and NO emission were the lowest for mahua biodiesel compared with diesel. The experimental results proved that the use of mahua oil biodiesel as fuel in the diesel engine is a viable alternative to diesel fuel. Mahua biodiesel oil may be beneficial in decreasing greenhouse gas emissions without any engine modification. Mahua oil has the possibility of becoming a sustainable fuel source as biodiesel.     

柴油机富氧燃烧排放特性的试验研究

介绍了在S195柴油机上进行富氧燃烧的试验，对柴油机排放特性进行了比较与分析，目的是通过试验研究，找到在富氧条件下同时降低碳烟和NOx排放的方法。研究结果表明，增加进气氧的质量分数，碳烟排放大幅度下降，HC和CO也趋于下降，但NOx排放显增加；推迟供油提前角，可以使NOx排放降低，但碳烟有上升趋势，HC和CO排放增加。所以，采用富氧燃烧时必须同时推迟供油提前角，才能获得较低的排放量组合。     

链条炉区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验研究

针对一台采用尽早配风方式的29MW链条炉进行分区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验。在挥发分析出及燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气将有效强化该区段煤层燃烧,降低该区段煤层以上燃烧空间的氧浓度,控制及消减挥发分N向NOx的转化,同时降低了穿过该区段煤层一次风的氧浓度,抑制焦炭N向NOx转化,NO消减效果最高达到25%。在焦炭燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气,能够降低穿过床层气流的氧浓度,抑制焦炭氮向NO的转化过程,该区段烟气再循环低氮效果有限,最大降幅9%。再循环烟气可以替代部分一次风,以维持足够的风室风压,进而降低穿过煤层气流的O2浓度,从而强化链条炉区段燃烧特性的低氮特征,实现链条炉的NOx减排。随着工业锅炉NOx排放指标的不断提高,烟气再循环作为一项有效的前置低氮环节,能有效降低整个低氮系统的投资,进而取得较好的经济性。     

Synergistic effect of hydrogen and waste lubricating oil on the performance and emissions of a compression ignition engine

The demand for energy is increasing every year. For a long time, fossil fuels have been used to satiate this energy demand. However, using hydrocarbon-based fossil fuels has led to an enormous rise of carbon dioxide levels in the atmosphere resulting in global warming. It is therefore necessary to look for alternatives to fossil fuels. The research carried out till date have shown biomass and waste-derived fuels as plausible alternatives to fossil fuels. The biomass feedstock includes jatropha oil, Karanja oil, cottonseed oil, and hemp oil among others and wastes include used cooking oil, used engine oil, used tire and used plastics etc. In this study, the authors aim to explore waste lubrication oil as a fuel for the diesel engine. The used lubrication oil was pyrolyzed and diesel-like fuel with 80% conversion efficiency was obtained. A blend of the fuel and diesel in the ratio of 80:20 on volume basis was prepared. Engine experiments at various load conditions was carried out with the blend. As compared to diesel, a 2% increase in thermal efficiency, 6.3%, 16.1% and 13.6% decrease in smoke, CO and HC emissions & 3.2% and 1.8% increase in NOx and CO₂ emission were observed at full load with the blend. With an aim to further improve the engine performance and reduce the overall emissions from the engine exhaust, a zero-carbon fuel namely gaseous hydrogen was inducted in the intake manifold. The flow rate of hydrogen was varied from 3 to 12 Litres per minute (LPM). As compared to diesel, at maximum hydrogen flow rate the thermal efficiency increased by 12.2%. HC, CO and smoke emissions decreased by 42.4%, 51.6% and 16.8%, whereas NOx emissions increased by 22%. The study shows that the combination of pyrolyzed waste lubricant and hydrogen were found to be suitable as a fuel for an unmodified diesel engine. Such fuel combination can be used for stationary applications such as power backups.     

温度对超细煤焦再燃还原NO效率的影响

以超细煤粉制作的煤焦作为再燃燃料,用N2、O2、CO2、NO配制模拟烟气,在立式管式携带炉中,研究了温度对再燃降低NO效率的影响。结果表明,在实验温度范围内,随着再燃区温度的增加,再燃还原NO效率增大,化学动力学是控制超细煤粉再燃还原NO化学反应速率的重要因素;提高再燃区温度可以适当缩短停留时间,但不能低于0.6 s,否则NO还原效率会大幅度下降,同时燃尽率也会下降;在煤粉再燃过程中,煤焦再燃还原NO占有重要地位。     

Combustion characteristics of a diesel engine operated with diesel and burning oil of biomass

In this study, burning oil of biomass (BOB) was derived from biomass corncob tar by distillation. The fuel BOB1 was extracted from biomass corncob tar by distilling temperature range from 110 to 220 °C, the fuel BOB2 was extracted from biomass corn tar by distilling temperature over 220 °C. This paper presents that the results in the physical characteristic of BOB as an alternative fuel and a comparative control experiences in unmodified diesel engine. Engine power performance, fuel consumption and emissions (CO₂, CO, HC and NO) have been studied. There was no significant difference in performance between diesel fuel and mixed fuel. The mixed fuel operation produced low fuel consumption at the various loading. Mixed fuel 1 (mixed 10% BOB1 with diesel by volume) and mixed fuel 2 (mixed 10% BOB2 with diesel by volume) with 11.7 and 6.6% oil-economizing rate, had better oil-economizing compare to diesel fuel respectively. The mixed fuel 1 and mixed fuel 2 showed significant improvement at CO₂ emissions.     

不同海拔下VGT对含氧燃料柴油机性能的影响

利用大气压力模拟装置,试验研究了可变几何截面涡轮增压器(VGT)对高压共轨柴油机分别燃用纯柴油和生物柴油-乙醇-柴油(BED)含氧燃料的经济性、排放特性及燃烧特性的影响。结果表明:随着海拔的升高,柴油机经济性恶化,氮氧化物(NO_x)排放降低,而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放及烟度升高。燃用纯柴油与含氧燃料,随着VGT喷嘴环开度的增大,柴油机的经济性均有不同程度的恶化,而CO、HC排放及排气烟度也都有不同程度的升高。在高海拔地区,燃用纯柴油的经济性优于含氧燃料,但使用含氧燃料有助于改善柴油机的CO、HC排放及烟度。在中等负荷工况下,NO_x排放随着VGT喷嘴环开度的增大呈现先减小后增大的趋势;在高负荷工况下,放热率峰值和最高气缸压力均随着VGT喷嘴环开度的增大而降低,从而降低了NO_x排放。