气固循环流化床碳化室局部CO_2摩尔分数的研究

在内径0.1 m,高1.0 m的碳化室(浓相区)和高3.0 m上升段的气固循环流化床反应器内,分别以混合气(空气85%(体积分数)和CO215%(体积分数))和CaO颗粒(平均粒径0.85 mm)为气相和固相,采用不同温度、表观气速和CaO颗粒循环速度,对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了系统研究。应用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了模拟计算。在模拟计算过程中,通过自编C语言程序,将CaO与CO2反应的动力学模型与Fluent 6.2中的传统模型结合。模拟结果显示:最佳反应温度为925K;表观气速为0.10 m.s-1;CaO的循环速度为0.12 m.s-1。在较低温度下,碳化室内不同高度局部CO2摩尔分数的模拟结果与实验数据吻合良好。随温度增加,计算值与实验值误差增大。     

COREX预还原竖炉反应进程的物理模拟

COREX工艺主要由预还原竖炉和熔化气化炉两部分组成,预还原竖炉作为气-固逆流式反应器,炉内铁氧化物的还原情况至关重要,关系到整个流程的生产效益.本文通过建立1∶20的半圆周冷态模型,利用硅胶吸水逐渐变色的特性进行预还原竖炉内气-固反应进程的可视化模拟实验,测定了不同气体流量下填充床内铁矿石的还原情况.结果表明炉内径向铁矿石还原率相差较大,随着气体流量增大而炉内气-固反应进程加快,反应进程在轴向、径向上很不均匀.     

等离子体与催化剂协同脱除柴油机NO_x的研究

在模拟发动机排气条件下对等离子体与催化剂协同脱除柴油机NOx进行了测试。考察了单独等离子体、单独催化、等离子体与催化协同作用下的转化效果,分别测试了NO体积分数、还原HC体积分数、输入能量密度、催化载体类型、温度以及CO,H2,CO2等因素对NOx转化效率的影响。     

基于aspen plus的垃圾衍生燃料热解模拟与实验

采用化工流程模拟软件aspen plus对垃圾衍生燃料(RDF)建立热解反应模型,得出RDF各热解产物产率及气体体积分数.在高温管式炉中进行RDF热解实验,利用气相色谱分析仪测出各气体体积分数.将模拟值与实验值进行比较,结果表明:热解终温增加,热解液和热解气产率增大,半焦产率下降H2体积分数增加,CO2体积分数下降;与添加废石灰的RDF相比,添加污泥的RDF热解液和半焦产率更低,热解气产率更高;生物质质量分数下降,CO2体积分数下降;与添加废石灰RDF相比,添加污泥的RDF的CO2体积分数下降.     

CO_2作煤粉输送载气对GSP气化过程影响的模拟研究

基于Gibbs自由能最小化原理,将GSP气化过程分解为热解单元和气化单元建模,使用灵敏度工具进行分析,探究CO2和N2分别作为煤粉输送载气时对气化温度、CO和H2以及有效气(CO+H2)产率的影响.结果表明:采用Aspen Plus软件建立的气化模型模拟计算结果与生产数据吻合;与N2相比,以CO2为煤粉输送载气时,气化温度降低约70℃,CO摩尔分数提高约4%、而H2摩尔分数降低约1%,但有效气摩尔分数提高约3%.当CO2流量从12 000Nm3/h升至15 000Nm3/h,气化温度降低约11℃,CO摩尔分数提高约0.15%,H2摩尔分数降低约0.85%,有效气摩尔分数降低约0.7%;当N2流量从12 000Nm3/h升至15 000Nm3/h,气化温度降低约6℃,CO摩尔分数降低约0.33%,H2摩尔分数提高约0.14%,有效气摩尔分数降低约0.19%.CO2作为煤粉输送载气在可减少CO2排放量的同时能够提高气化炉的生产能力和经济效益.     

生物质高温气流床分级气化特性

为了满足生物质间接液化中对合成气组成的要求,特别是H2与CO体积比要达到1.0~2.0,采用生物质低温热解炉结合高温气流床的生物质分级气化系统,研究气流床分级气化方式对生物质气化合成气的影响.针对温度、一次气化时间等因素,研究合成气组分、H2与CO体积比、碳转化率、气化效率以及焦油质量浓度等方面的变化情况.结果表明,生物质分级气化和温度的升高均能够提高H2与CO体积比.生物质分级气化系统的最佳工况是一次气化时间为0.6s,当气化温度为1 100℃时,此时气化效果最好,气化效率达到75%,H2与CO体积比可达1.22,碳转化率达到96.3%.分级气化合成气中焦油质量浓度比传统气化明显减少,从5.46g/m3降低到了50mg/m3.     

石油焦-氧气气化制备合成气的模拟研究

基于Aspen Plus建立石油焦-氧气流化床气化制备合成气模型,用仿真模拟结果与实验值相比较,发现模拟值与实验值基本吻合。并且分析了不同条件下(气化温度、气化压强、氧气当量比(ER)、水蒸气与石油焦质量比(m(水)/m(石油焦))对合成气(H2+CO)体积分数、合成气产率、V(H2)/V(CO)的影响。结果表明:当氧气当量比为0.45时,合成气体积分数、合成气产率达到最大;升高温度有利于制备合成气,当温度达到850℃时,合成气体积分数和产率上升的趋势比较小;高压不利于制备合成气;通入水蒸气可以调节V(H2)/V(CO)的值,当m(水)/m(石油焦)为3.5时,此时的合成气可以制备甲醇。     

用H_2-CH_4气制备碳化铁的合适气相成分

计算了不同温度、压力及N2含量下稳定生成碳化铁理论X（H2／CH4％）最大值．实验结果表明，还原气中的H2含量对还原速度、还原度有较大影响，影响碳化铁的终点转化率．还原气中CH4对铁的碳化生成速度影响较小．合适的还原气成分应为50％H2加50％CH4．还原气中N2的存在降低了还原速度及碳化铁的转化率，还原气中N2含量应小于5％．     

流态化还原铁矿粉抑制颗粒黏结的优化研究

以国内常用的巴西矿粉为原料,采用正交试验方案对铁矿粉进行流态化研究,分析还原温度、矿粉粒径、还原气成分、气流线速度等因素对巴西矿粉还原过程中黏结问题的影响,探求流化床还原铁矿粉的最佳工艺参数。结果表明:影响还原巴西矿粉的首要因素是温度和矿粉粒径;巴西矿粉最佳还原工艺为还原温度750℃、矿粉粒径150~380μm、还原气中氢气体积分数为70%、气流线速度1.2 m/s。     

CO和CO_2同时加氢合成甲醇反应本征动力学

在 4.5 MPa、工业反应温度和一定原料气组成范围内 ,在新型 CQ2 0 1催化剂上用直流流动等温积分反应器研究了 CO和 CO2 同时加氢合成甲醇反应本征动力学。通过对动力学模型统计检验 ,模型在所研究的压力、温度和一定组分浓度范围内均是适用的。模型 ( B)较模型 ( A)合理     

地下停车库的空气污染与自然通风

通过对长春、沈阳、北京的3个典型地下停车库的运行情况进行调查与测试得知,在没有机械通风的条件下,一氧化碳浓度并未明显超标。在严寒或寒冷地区的冬季,热压作用形成的自然通风量较大,基本能满足地下停车库的通风要求。在夏季,自然通风量减小,但汽车在冷启动与怠速情况下的污染物排放量远比冬季的小。提出了利用示踪气体法计算地下停车库的自然通风量,并论述了如何确定室内一氧化碳允许标准及小汽车的一氧化碳排放量。     

Influence of hydrogen-enriched atmosphere under coke oven gas injection on reduction swelling behaviors of oxidized pellet

It is of great importance to elucidate reduction swelling behaviors and reaction mechanism of oxidized pellet in hydrogen-enriched atmosphere under coke oven gas injection. In this work, the effects of hydrogen concentration in N_2-CO-H_2 atmosphere with unchanged CO content on reduction swelling behaviors of oxidized pellet at 1173 K were studied, to clarify the mechanism of hydrogen-enriched reduction and exclude the influences of CO. Then, the reduction swelling behaviors of oxidized pellet at 1173 K in actual atmosphere under coke oven gas(COG) injection, got from the simulation results of multi-fluid blast furnace model, were investigated. The results show that with the concentration of hydrogen increasing in N_2-CO-H_2 gas from 2% to 18%, the reduction swelling index of pellet decreases from 10.12% to 5.57% while the reduction ratio of pellet increases obviously from 39.85% to 69.58%. In addition, with COG injection rate increasing from 0 to 152.34 m~3/t, the reduction swelling index of pellet decreases slightly from 10.71% to 9.54% while the reduction ratio of pellet is increased from 31.57% to 36.39%. The microstructures of pellet are transformed from the platy structure to the flocculent structure.     

二氧化锡中氧空位浓度与气敏性能关系的研究

用氢气还原二氧化锡,通过控制还原时间得到不同氧空位浓度的二氧化锡气敏材料,对其进行了XRD、XWS和SEM分析及比表面测定,讨论了二氧化锡气敏材料的氧空位浓度与其气敏性能的关系,提出通过控制氧空位浓度可以达到提高二氧化锡气敏材料性能和其特性稳定的目的.     

介质阻挡放电结合二氧化锰对空气中苯的降解

为了提高介质阻挡放电技术对空气中苯的降解效率、降低尾气中的残余的臭氧含量,采用水热法制备了二氧化锰催化剂,并结合等离子体对模拟空气中的苯进行了降解研究.通过气相色谱仪测定尾气中苯、二氧化碳和一氧化碳的含量,利用碘量滴定法测定尾气中臭氧的含量,分析了不同功率和不同气体流速对苯降解效率的影响.结果表明,催化剂与等离子体的结合能有效提高模拟空气中苯的降解率和二氧化碳选择比;苯的降解率和二氧化碳选择比随功率的增大而增加,但随气体流速的增大而减小.苯的降解率上升至70.9%,二氧化碳选择比提高至73.8%,同时尾气中臭氧降低为36 mg/kg.     

一种矿用一氧化碳检测仪的设计

为了快速准确地检测煤矿井下一氧化碳的含量,提出了一种新型的基于飞思卡尔56F8346的矿用一氧化碳检测仪的设计方法.在对一氧化碳传感器中气敏元件工作原理分析的基础上,运用高性能的DSP控制器,研究并设计其软硬件系统,能够实现对煤矿井下作业环境中一氧化碳气体浓度的实时检测并显示以及超标声光报警和上位机通信等功能.通过实验可知,所设计的传感器性能稳定、可靠,精度和灵敏度完全能满足生产需求.     

Study on drying and combustion process in grate-CFB incinerator

The drying and combustion process in the combined grate and circulating fluidized bed (grate-CFB) municipal solid waste (MSW) incinerator was investigated experimentally and mathematically. The drying grate bed was simulated by a muffle furnace, which could be controlled at a constant temperature level. The kind of wastes, thickness of waste layer fed and temperature were chosen as the adjustable parameters to study their effect on the drying process. The experimental results indicated that the hydrophilic wastes were more difficult to be dried than the hydrophobic wastes. The higher the temperature is the easier the waste is to be dried. The thinner waste layer is favorable to drying the waste. The pyrolysis experiment in the furnace showed that the higher temperature level could reduce the conversion rate of carbon to carbon monoxide. The semi-empirical mathematical model that included the bed material distribution submodel, volatile matter release submodel, carbon particle combustion submodel and so on was proposed. A 260 t/d grate-CFB incinerator was modeled and the model predicted bulk density agreed with the measured value from industrial field test. The predicted flue gas (e.g. CO₂, CO) concentration deviated slightly from the industrial test data. The parameters and variables used in the model were determined by the experiments or practical field test. This model can be used to design the grate-CFB incinerator and guide its operation. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50776007)     

碗式配风对燃烧效率与NOx质量浓度的影响

对600 MW超临界前后墙对冲燃烧锅炉在均等配风和碗式配风下的燃烧进行数值模拟,分析不同偏差程度碗式配风对炉内颗粒质量浓度场、CO体积分数场、炉膛温度、NO_x生成的影响,并与试验结果进行对比. 模拟结果表明,燃烧器碗式配风改善了炉内宽度方向上的风、煤混合过程,减小了CO体积分数和煤粉颗粒质量浓度偏差,降低了炉膛出口烟气中CO的平均体积分数和飞灰中碳的质量分数,从而有效提高了前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧效率. 燃烧器碗式配风对炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度有不利影响,但是当碗式配风风量偏差不大于20%时,NO_x平均质量浓度变化不大于3.5%. 综合燃烧器碗式配风对水平截面CO分布特征和炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度的影响,在燃烧常用煤种的条件下,碗式配风的风量偏差宜控制在20%以内. 炉膛出口烟气中CO的平均体积分数、飞灰中碳的质量分数、NO_x平均质量浓度的模拟值与热态试验值变化趋势一致. 在实际应用中碗式配风对CO平均体积分数的降低效果更加显著,当碗式配风的风量偏差达到20%时,省煤器出口烟气中CO的平均体积分数降低幅度达95%.     

四角切圆燃烧锅炉燃烧和污染物排放数值模拟

借助FLUENT软件平台,对镇海电厂一台200 MW四角切圆燃烧锅炉炉内流动、燃烧,以及污染物NOx的生成进行了三维数值模拟.计算结果表明,整个炉膛空间存在着旋转流场,炉内最高温度出现在燃烧器区域.温度场与各组分浓度分布有着对应关系,高温区对应CO高浓度区和CO2和O2的低浓度区.NOx的生成主要在炉膛的高温区.在炉膛中心,NOx大量生成且沿着炉膛的高度方向,浓度逐渐降低.     

渗碳气氛碳势数学模型的研究

本文研究了以CO红外仪和氧探头为传感器的控制系统所采用的碳势数学模型结构,建立了一个实用的以CO—O_2为参数的数学模型。经验证,所建立的模型能精确反映不同工况、不同炉型和不同渗碳气氛的准平衡条件下,温度、CO及氧势对碳势的影响。