纳米添加剂对麻疯树甲酯和乙醇混合物蒸发特性的影响

采用悬浮液滴技术研究在873 K和973 K的环境温度下,麻疯树甲酯-乙醇混合物(J70E30)添加不同质量浓度的Fe3O4纳米粒子(0.25%、1%、2%)燃料液滴的蒸发特性。结果表明,在873 K和973 K两个温度下,含有不同浓度的纳米流体燃料液滴蒸发过程均可以分为瞬态加热阶段、波动蒸发阶段和平衡蒸发阶段,三种Fe₃O₄纳米粒子浓度液滴的归一化平方直径在平衡蒸发阶段符合d2定律。在873K温度下,由于纳米粒子较强的布朗运动导致传热效率提高,促进了燃料液滴蒸发速率,其蒸发速率随着纳米粒子浓度增加不断提高;在973 K温度下,纳米流体燃料液滴的蒸发速率则是先减小后增大,但在973 K温度下纳米流体燃料液滴蒸发速率要大于其在873 K时的蒸发速率。     

多孔白云石颗粒催化裂解生物质焦油的动力学研究

在固定床反应器上进行了自制多孔白云石颗粒催化裂解乙酸、苯等焦油模型化合物的动力学实验研究,考察了反应温度(873～1123K)、接触时间(0.3～2.0s)等反应条件对乙酸、苯转化率的影响。实验结果表明:乙酸、苯转化率均随反应温度与接触时间的增加而上升,当反应温度为1123K、停留时间为2.0s时,乙酸、苯的最大转化率分别为99.8%和18.7%;通过对乙酸与苯的催化裂解动力学分析,得出乙酸、苯的反应速率常数变化范围分别为0.41～3.64s~(-1)和0.00718～0.11300s~(-1),活化能分别为71.4kJ·mol~(-1)和94.5kJ·mol~(-1)。经检验,模型计算与实验结果能较好吻合。     

激光激活氧分子作用下CH_4/O_2反应数值模拟

基于化学动力学模型GRI-Mech3.0机理,利用CHEMKIN4.0软件柱寒流反应器模型模拟了激光作用下CH_4/O_2燃烧反应过程.结果表明,通过激光作用控制反应过程,利用特定波长的激光将氧分子激发到相应的亚稳态,能够有效减少化学反应延迟时间.在波长762 nm、光强10 kW/cm~2(温度1 000 K,压强10~5 Pa)条件下,反应延迟时间由0.23 s减小为0.04 s.特别是在温度及压强较低情况下,反应延迟时间明显减小,具有较好的优化效果.     

锡林浩特褐煤燃烧特性热重分析

利用热重分析仪获得了升温速率分别为10 K/min、30 K/min、50 K/min和70 K/min下锡林浩特褐煤的燃烧失重特性曲线,计算了着火温度、燃尽温度、最大失重速度等燃烧特性参数。采用Coats-Redfern法计算出反应动力学参数:活化能E和频率因子A。结果表明,随着升温速率升高,其着火温度降低,燃尽时间增加。     

玉米秸秆燃烧过程及燃烧动力学分析

采用TG-DTA-DTG热分析联用技术对玉米秸秆在不同升温速率下进行了燃烧实验.考察了着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度等燃烧特征参数.根据对不同升温速率下玉米秸秆燃烧过程的分析,用双组分分阶段反应模型能够很好的描述玉米秸秆的燃烧过程.建立了玉米秸秆反应动力学方程,得到了在不同温度区间的燃烧动力学方程和表观活化能、频率因子等燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理.     

Optimal analysis of the exothermic process of a Mg/MgH2 thermochemical heat storage system

基于镁/氢化镁热化学储热系统,建立了二维非稳态数学模型.对吸氢放热过程中的传热传质现象进行了数值模拟,主要研究了壁面温度和反应床当量导热系数对系统反应速率的影响.结果表明,放热过程中存在最佳的壁面温度使反应速率达到最快,过高或者过低的壁面温度都将使反应床的温度偏离理论上的最佳值,从而降低反应速率.针对不同当量导热系数的反应床,最佳壁面温度也不相同;反应床的当量导热系数并非越大越好,应该根据具体的边界温度以及氢气压力情况进行合理的选择以获得最佳的反应速率.     

乙二酸抑制亚硫酸铵氧化的本征反应动力学

利用典型的间歇反应装置,通过改变反应溶液的初始pH值、亚硫酸铵物质的量浓度、乙二酸物质的量浓度以及反应温度,对乙二酸存在条件下亚硫酸铵氧化的本征反应动力学进行了研究.结果表明：随着乙二酸物质的量浓度增加,亚硫酸铵的氧化速率降低;随亚硫酸铵物质的量浓度增加,氧化速率升高;氧化速率对乙二酸与亚硫酸铵的反应级数分别为-0.4和1.1级;在一定温度范围内,亚硫酸铵的氧化速率随温度升高而升高,但反应温度应控制在60°C以下;氧化反应的表观活化能为30.318 kJ·mol-1.     

甘油水蒸气重整制氢热力学分析

采用吉布斯自由能最小化原理计算甘油水蒸气重整制氢过程的平衡组成,该模型经实验结果验证,吻合良好。考察温度、压力、水/甘油物质的量之比对H_2、CO、CO_2、CH_4组成及选择性,积碳,原料平衡转化率及系统耗能的影响。计算结果表明:在高温低压及高水/甘油物质的量之比条件下有利于提高H_2产率,水/甘油物质的量之比大于4时可有效避免积碳,在873 K下,水/甘油物质的量之比大于20时即可完全消除CH4;结合各反应条件对上述关键反应过程参数的影响,推荐反应温度为823～1023 K,反应压力为常压,水/甘油物质的量之比6∶1～46∶1。甘油水蒸气重整反应过程在反应温度1023 K及水/甘油物质的量之比为9的典型工况下系统耗能占系统产生总能量的30%以上。     

微藻热解特性及其动力学分析

通过热重分析手段研究了杜氏盐藻在室温至900℃下的热解行为和特性,采用高纯氮气作保护气,升温速率分别为5℃/min、10℃/min、20℃/min和40℃/min.TG、DTG曲线的分析表明,热解过程随温度升高经历3个不同阶段.此外,随着升温速率增大,热解的初始温度和峰值温度均增大,且总失重增加.采用等转化速率法和主曲线法对盐藻热解过程进行动力学分析.结果表明,表观热解反应遵循单一动力学机理模型,反应动力学过程为简单级数反应机理模型Fn.求得热解反应表观平均活化能Ea为146.3 kJ/mol,指前因子A为4.28×1013s-1,指数n为2.4.     

温度对预混合乙烯火焰碳烟生成的影响

基于碳烟测试标准方法(预混合稳定滞止火焰法),研究火焰温度对预混合乙烯火焰中碳烟生成的影响,为发展和验证碳烟模型提供标准试验依据.试验表明:碳烟生成对火焰温度非常敏感.火焰温度约在1,650~1,750,K范围内对碳烟生成更有利,碳烟体积分数更高;在此范围之外,火焰温度对碳烟生成都有一定的限制作用;当火焰温度约为1,580,K时,反应动力学速率较低,碳烟成核与长大缓慢,碳烟体积分数较低;当火焰温度约为1,872,K时,尽管此时碳烟成核反应动力学速率较高,但受碳烟成核过程热力学可逆性的影响,碳烟成核与长大显著受限,碳烟体积分数显著降低.     

十二氢乙基咔唑的催化脱氢性能研究

以Pd/γ-Al2O3为催化剂,在101 kPa和473~533 K的条件下,系统研究十二氢乙基咔唑的脱氢性能,考察反应温度和催化剂用量对反应速率和转化率的影响;同时还对十二氢乙基咔唑的脱氢动力学进行初步探索。结果表明,十二氢乙基咔唑的放氢温度低于传统有机氢化物,在493 K时,释放出89.43%储存的氢气,脱氢产物主要为乙基咔唑;脱氢表观活化能为61.14 kJ/mol。     

石灰石直接硫化反应动力学研究

采用热重分析法研究了石灰石直接硫化反应过程,结果表明,直接硫化可以使Ca达到很高的转化率,而且直接硫化速率随Ca转化率的升高而减小,随温度的升高而增大.用收缩未反应核模型对其反应过程进行了表征,得到石灰石直接硫化反应的速率常数K.及产物层扩散系数D.的Arrhenius表达式.石灰石直接硫化反应动力学分析表明,石灰石直接硫化在开始时由化学反应动力学控制,一旦CaSO4产物层形成,逐渐变为由通过产物层扩散控制.表观活化能和有效扩散系数分析表明通过产物层扩散为固态离子扩散.     

二氧化锰改性活性炭吸附汞的机理研究

为探究经MnO2改性后活性炭(C14H6)吸附汞的反应机理,应用量子化学从头计算的MP2方法,优化6-311+g(d,p)/SDD基组得到反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,计算反应的动力学参数.采用经典过渡态理论分别计算了在298~1 500K和0.000 1~3 MPa条件下各反应的反应速率常数,并比较分析各反应速率常数的变化趋势.结果表明:在同时含有Hg、C14H6和MnO2的情况下,MnO2和C14H6的反应要比Hg和C14H6的反应快,且MnO2(C14H6)要比C14H6更易与Hg反应;反应速率常数随温度和压力的升高呈现增大趋势;经MnO2改性后的活性炭比未改性的活性炭吸附Hg的效果要好.     

选择性非催化脱硝反应等温过程的实验研究

为促进工程中选择性非催化法脱硝系统的优化,有效控制燃煤电厂NO_x排放量,通过建立完善的选择性非催化脱硝(SNCR)反应等温实验系统,研究了反应温度、混合时间和O_2体积分数对SNCR过程的影响.结果表明:在973~1 373K内,随反应温度的升高,脱硝效率先升高后下降,1 173K为最佳脱硝温度,此时脱硝效率达到92.9%;混合时间缩短可有效提高脱硝效率,特别是当温度高于1 203K时,随着混合时间的缩短,脱硝效率明显提高;O_2体积分数的增加在温度低于1 148K时促使脱硝效率升高,而在温度高于1 148K时会导致脱硝效率降低.     

酥油等温燃烧化学动力学研究

使用锥形量热仪研究100mm×100 mm×10mm的固体酥油在不同温度下的燃烧反应,采用化学动力学法拟合了酥油燃烧过程中质量损失率与时间的单方程模型．结果显示,在酥油燃烧过程中,质量损失速率受产物的解吸附和扩散过程控制．酥油在947-1 165 K燃烧时,合适的反应动力学方程为a1/2=Ae-E、RTt,其中指前因子A等于0．021 3 s-1,平均表观活化能E为17．69 kJ／mol,A和E与温度的变化基本无关,计算结果与实验数据吻合较好．     

SO_2对热解气再燃还原NO影响的数值模拟

热解气是锅炉再燃脱销的重要燃料,由于烟气中含有大量NO_x、SO_x、粉尘等污染物,对于NO_x、SO_x在还原气氛下的反应活性及其两者的相互作用机制研究还不充分。采用CHEMKIN4.1化学动力学软件,基于详细的化学动力学模型Dagaut03机理(1006个反应,145种组分)和理想的零维全混流反应器模型,利用生成速率分析和敏感性分析方法对SO_2对热解气再燃还原NO在不同温度(1 100~1 400 K)和当量比(0.75~1.25)条件下的影响进行数值模拟和机制分析。计算结果表明:SO_2通过2步基元反应实现自由基终止反应,降低反应系统活性,抑制NO还原,而并不改变NO生成和消耗的主要途径和主要基元反应。在模拟的工况中,SO_2抑制NO还原的影响随当量比增加而加强,随温度升高而逐渐减弱。     

2-甲基四氢呋喃-空气混合气层流燃烧特性

利用定容燃烧弹和高速纹影摄像系统,研究了不同压力和温度下的2-甲基四氢呋喃-空气混合气的球形扩张火焰.使用了非线性方法对试验数据进行处理,最终得到了初始压力为0.1～0.4 MPa、初始温度为373～453 K及当量比为0.7～1.6的无拉伸火焰传播速度、层流燃烧速度和马克斯坦长度等层流燃烧特性,并使用详细反应机理进行了化学动力学分析.2-甲基四氢呋喃的无拉伸火焰传播速率和层流燃烧速度都在当量比为1.1左右达到峰值.随着初始温度的升高和初始压力的降低,无拉伸火焰传播速率和层流燃烧速度有大幅度的提升.使用反应动力学机理得到的计算值与试验值相吻合.在初始压力为0.4 MPa的试验中观测到了火焰面的不稳定现象,大当量比时的马克斯坦长度很小,流体力学不稳定性也随压力上升而大幅度升高.通过化学动力学分析,小分子物质之间的反应对燃烧过程起到了主要影响.燃料消耗最多的路径是通过在2、5号位脱氢,从而在氧化过程中产生了较高含量的乙烯、丙烯等中间产物.     

基于KHIMERA的汞氧化动力学参数计算

反应速率常数和指前因子、活化能等动力学参数的准确性是研究痕量元素动力学模型的关键,在针对Hg的7个基元反应进行分子构型和优化的基础上,利用量子化学软件KHIMERA对反应速率常数以及指前因子、活化能等动力学参数进行了计算.计算结果表明,反应HgCl+HCl=HgCl2+H和反应HgCl+Cl=HgCl2是不可逆的,反应Hg+HCl=HgCl+H、Hg+Cl2=HgCl+Cl、Hg+N2O=HgO+N2、HgCl+M=Hg+Cl+M和Hg+HOCl=HgCl+OH为可逆反应,各反应的温度指数m接近于1或大于1.并利用Sliger的实验烟气组分,进行Hg转化率的动力学模拟,模拟结果与实验结果吻合较好.     

海藻热解动力学特性研究

选取江蓠、麒麟菜和马尾藻三种海藻为研究对象,进行热解特性研究.在升温速率分别为10℃/min、20℃/min和30℃/min, 反应终温为700℃的条件下,分别对热失重曲线和失重速率曲线进行分析,考察升温速率、反应温度等对海藻热解过程的影响,建立海藻热解的反应动力学模型,计算出江蓠、麒麟菜和马尾藻的平均活化能分别为156.1 kJ·mol-1、75.0 kJ·mol-1和119.6 kJ·mol-1.     

柠条燃烧特性及燃烧动力学研究

应用热分析仪对柠条生物质燃料的燃烧过程进行分析,研究颗粒度、升温速率和风量对燃烧特性与动力学参数的影响。结果表明:(1)颗粒度为0.16 mm试样在升温速率为20 K/min,风量为40 mL/min的工况下,着火温度为221.1℃,最大燃烧速率温度为336.2℃,燃尽温度为559.4℃,最大燃烧速率0.6 mg/min,平均燃烧速率为0.129mg/min,相对于10 K/min和30 K/min升温速率,20 K/min工况下的燃料动力学参数最优,活化能为39.094 kJ/mol,频率因子为2.175×10~7L/min;(2)升温速率的增大会使平均燃烧速率和燃烧特性指数增大,着火温度降低;风量对燃烧速率无影响,但较大风量不利于挥发分析出和燃烧稳定性;颗粒度对挥发分析出有显著影响,颗粒度较大时需较高升温速率和风量才可充分燃烧,而颗粒度较小时即使风量较小也能充分燃烧。