O2/H2O气氛下煤粉燃烧SO2生成特性

为了研究煤粉在O_2/H_2O气氛下SO_2的生成特性,选取3种特定含硫量和Ca/S摩尔比的煤粉,在沉降炉燃烧系统上对其在O_2/N_2、O_2/CO_2和O_2/H_2O 3种不同气氛下SO_2生成与煤灰自固硫特性进行研究。结果表明:神华煤SO_2排放质量浓度分别为120、125和129 mg/m~3、自固硫效率为26%、26.01%和25.29%,霍林河煤为153、145和160 mg/m~3以及35.65%、36.18%和35.43%,平顶山煤为1 007、1 071和1 064 mg/m~3以及18.54%、19.69%和19.6%,煤燃烧产生的SO_2以及煤灰的自固硫特性与燃烧气氛基本无关,与煤中硫的质量分数有关;含硫量越高的煤,SO_2排放越多;煤灰的自固硫作用并不随Ca/S摩尔比的增加而增加。     

O_2/CO_2气氛下生物质半焦加压燃烧特性的实验研究

利用Thermax500加压热重分析仪（PTGA）,研究了压力对木屑半焦富氧燃烧反应特性的影响。结果表明,压力从0 MPa升高到1.0 MPa,半焦燃烧反应向低温方向移动,反应速率加快,促进了燃烧反应的进行。压力由1.0 MPa继续升高,其对燃烧的促进作用减弱。当压力由1.3 MPa升高到1.6 MPa时,半焦燃烧反应反而向高温方向移动,同时反应速率减慢,过高的压力对燃烧反应起抑制作用。     

微富氧条件下煤粉燃烧及NO生成特性的研究

利用热重分析技术对微富氧条件下煤粉的燃烧特性进行了研究,并与富氧条件下煤粉的燃烧特性进行了对比,利用固定床测定了燃煤NO的生成规律,分析了反应气氛和煤种的影响．结果表明：随着氧体积分数增加,微富氧条件下煤粉的燃烧向低温区移动,综合燃烧特性指数S逐渐增大;在相同的氧体积分数下,由于N2和CO2的物性差异,煤粉的微富氧燃烧特性优于富氧燃烧特性,但当氧体积分数升高到40％时,两种气氛的燃烧特性差别不大;反应气氛和煤种均对燃料氮的转化率影响显著;氧体积分数升高或N2的参与会使反应温度上升,影响燃料氮的转化率;煤的挥发分和元素氮的质量分数也会影响燃料氮的转化率．     

O2/CO2气氛下煤粉燃烧反应动力学的试验研究

在热重分析仪上进行了模拟空气气氛及不同O2浓度(21%、30%、40%、80%)的O2/CO2气氛下3种不同品质煤粉(龙岩无烟煤、贵州烟煤、元宝山褐煤)的燃烧特性试验,确定了3种煤粉的燃烧特征参数并进行了动力学分析.结果表明,O2/CO2气氛下煤粉的燃烧分布曲线与O2/N2气氛下有明显不同,在相同O2浓度的条件下,O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低,燃尽时间长;随着O2浓度的增加,燃烧DTG曲线向低温区偏移,着火温度及燃尽温度降低,燃尽时间缩短,可燃性指数及燃尽指数明显提高;O2/CO2气氛下煤粉燃烧基本属于一级反应,动力学参数随燃烧气氛与煤质变化的不同有较大差异.     

O_2/CO_2条件下生物质焦和煤焦燃烧动力学特性

为得到富氧条件下生物质焦和煤焦的燃烧动力学特性规律,利用热重研究了麦秆焦,木屑焦以及烟煤焦在富氧气条件下的燃烧特性。实验结果表明:无论是生物质焦还是煤焦,相同的O2浓度下,O2/CO2气氛下焦样的着火相对于O2/N2气氛均发生了延迟,燃烧特性指数也均低于O2/N2气氛下对应值;在O2/CO2气氛和O2/N2气氛下,随着O2浓度的增加,焦样的着火温度均降低,燃烧特性指数增大,且提高O2浓度对煤焦着火的改善程度显著优于木屑焦。     

O2/CO2气氛下循环流化床煤燃烧污染物排放的试验研究

富氧燃烧技术不仅能使分离收集CO2和处理SO2容易进行,还能减少NOX排放,是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。进行了O2/CO2气氛和O2/N2气氛下的循环流化床煤燃烧试验,重点分析了煤燃烧生成的污染物NOX、SO2的排放规律及石灰石脱硫效率,进行了循环流化床富氧燃烧系统的平衡分析并得到了相关试验的证实,为循环流化床富氧燃烧技术的工业应用做了基础和重要的准备。图9表2参9     

O_2_CO_2气氛下煤燃烧产物的热力学分析

利用ASEPN PLUS软件平台对O2/CO2气氛下煤的燃烧产物进行了热力学模拟计算,计算中对煤在O2/CO2气氛下和空气中的燃烧产物进行了对比,研究在O2/CO2气氛下燃烧温度、过量氧系数φ对煤燃烧产物的影响。结果表明,煤在O2/CO2气氛下燃烧,形成的NOx量远低于空气气氛中的生成量;随温度和φ增大,NOx量增大;温度对SO2和SO3量的生成影响很小;当φ<1时,随φ增大SO2的量增大,当φ>1时,φ变化对SO2量影响不大;随φ增大,SO3有微量增长。计算表明应用ASPEN PLUS模拟煤的富氧燃烧是可行的。     

O_2/CO_2气氛下甲烷燃烧中NO_x转化过程的CHEMKIN模拟

采用CHEMKIN中的PFR模型对CH4在不同气氛(O2/CO2和O2/N2)下的燃烧过程进行单程模拟来研究NH3的转化和NOx生成过程,并引入烟气再循环对其进一步模拟来研究实际富氧甲烷燃烧NOx排放机理。结果表明:富燃料燃烧时CO2气氛下的NOx排放比N2气氛高,贫燃料燃烧时2种气氛的NOx排放相当。CO2气氛下,引入烟气再循环后,过氧系数λ=0.7时,NOx排放比单程时降低95%;λ=1.2时比单程降低18%。烟气再循环是导致富氧甲烷燃烧低NOx排放的主要因素。     

高压O2/CO2气氛下煤焦理论计算研究

研究表明在6MPa压力,富氧浓度为30%的条件下的增压富氧燃烧的经济性可以达到最佳。在此气氛下用一个简单的燃烧模型对碳球燃烧的情况进行理论计算,与空气气氛下的燃烧情况作对比,得到增压富氧燃烧在煤粉的燃烧时间和对烟气捕集回收二氧化碳上的优越性。从而为增压富氧燃烧的进一步发展提供理论基础。     

粉煤流化床燃烧中N_2O的生成特性

粉煤流化床 (PC- FB)是一项燃烧效率高 ,同时实现炉内脱硫 ,低 NOx 和 N2 O排放的新型高效、清洁煤燃烧技术。在一座 0 .3MW的试验台上 ,研究了其 N2 O生成与分布特性 ,包括床层温度 Tb、流化速度 U0 、二次风率 R2 ,PC- FB流化床燃烧区 (FBCZ)出口氧浓度 O 2 、钙硫比 (Ca/S)对 FBCZ出口 N2 O浓度的影响 ;以及各层二次风份额(R2 i% )及悬浮空间燃烧区 (FCZ)的温度分布与炉内 N2 O浓度分布的关系。     

O_2/CO_2气氛下高岭土和石灰石控制燃煤PM_1排放的试验研究

在O2/CO2气氛和不同温度下,在沉降炉中对分别添加2种吸附剂的2种典型褐煤进行了燃烧试验,研究了高岭土和石灰石对碱金属、重金属和硫的吸附以及温度对PM1排放特性的影响.结果表明:高岭土与煤中金属发生吸附反应,而石灰石吸附了大量的硫,使金属和硫由小于1μm的颗粒向大于1μm的颗粒转移;添加吸附剂后,2种煤的PM1排放均明显减少,且均在1100℃时减排效果最好.对PM1的减少率进行比较发现,A煤添加高岭土比B煤添加高岭土的效果好,而B煤添加石灰石比A煤添加石灰石的效果好.     

O2/CO2气氛下煤燃烧NOx排放特性的实验研究

利用管式电阻炉在O₂/CO₂气氛和O₂/N₂气氛下对煤粉燃烧过程中NO_x排放特性进行实验,研究在不同停留时间、炉内燃料/氧化学当量比、温度、氧浓度等因素对燃煤过程中NO_x放特性的影响,并对这两种燃烧方式下NO_x的排放特性进行对比。结果表明:在O₂/CO₂气氛下NO_x的生成量要远远低于O₂/N₂气氛下NO_x的生成量。随着停留时间的延长,NO_x沿程释放特性是先增大后减少。随着燃料/氧化学当量比的增加,NO_x排放浓度也呈现出先增加后降低的趋势。随着炉内温度的增加,2种气氛下NO_x的排放浓度均增加。随着氧浓度的提高,NO_x排放浓度增大。     

O_2/CO_2气氛下碳烟氧化的反应动力学研究

利用热重分析对典型碳烟在O_2/CO_2气氛下氧化的动力学特性进行研究,对比了其与O_2/N_2气氛下的差异,并重点考虑了O_2体积分数的影响,建立了富氧燃烧条件下碳烟氧化反应的表观活化能E和频率因子A与O_2体积分数的定量关联机制.结果表明:与O_2/N_2气氛相比,O_2/CO_2气氛下碳烟氧化的起始和结束温度均较高,综合反应指数降低;O_2/CO_2气氛下,随着O_2体积分数增大,碳烟氧化的TG-DTG曲线向低温区移动,起始和结束温度均降低,最大失重速率增加,综合反应指数显著提高;碳烟氧化反应的E与A之间总是存在显著的"动力学补偿效应",当O_2体积分数低于20%时,E和ln A均与O_2体积分数呈正相关,而当O_2体积分数高于20%时,E与A随O_2体积分数的变化不显著.     

Structural Characterization and NO Generation Characteristics of Coal Char under O2/CO2 Atmosphere

The evolution of pore structure and functional groups of coal char in different stages of Shenhua coal combustion process in O2/CO2 atmosphere was studied by th...     

Preheating Characteristics of Datong Coal in O_2/CO_2 and Air Atmospheres

Experimental studies were carried out to find the difference of preheating characteristics of Datong coal in O_2/CO_2 and air atmospheres by a circulating fluidized bed. It is found that pulverized coal could be both steadily preheated to above 800°C in the two different atmospheres, but the temperature distribution was more uniform along the riser in O_2/CO_2 atmosphere. During the preheating, the content of CO in the flue gas can reach 12.32% under the O_2/CO_2 atmosphere, far higher than that in air(5.94%). Simultaneously, the conversion rate of fixed carbon was higher in O_2/CO_2 atmosphere compared with that in air. It can be inferred the higher oxygen concentration and higher partial pressure of CO_2 have greatly accelerated the gasification reaction. The BET analysis indicated a number of large pores were transformed into micropores during the preheating progress, and the major contributors for overall pore volume of chars and specific surface area are the micro-pores and the mesopores with diameter ranging from 2 nm to 10 nm. The inner pore structure was more developed in O_2/CO_2 atmosphere.     

Effects of Tabular Stratified CO_2/O_2 Jets on Dynamic and NO_x Emission Characteristics of a Model Gas Turbine Combustor

The effects of tabular stratified CO_2/O_2 jet in cross flow on thermoacoustic instability and NO_(x )emission were experimentally studied.To explore the dependence of injection positions on flame stability,two factors were taken:the injection height and the injection direction of CO_2/O_2 gas.Results show that the injection positions seriously affect the control effectiveness.The optimum acoustic amplitude-damped ratio of thermoacoustic instability can reach 76.61%with the first layer of horizontal direction.The sound pressure amplitude declined from 56 Pa to 13.1 Pa.The concentration-damped ratio of NO_x emission can achieve 66.67%with the first layer of vertical direction.The concentration of NO_x emission declined from 50.4 mg/m~3 to 16.8mg/m~3 as the jet in cross flow rate increased.Higher oxygen ratio of stratified CO_2/O_2 jets can produce lower NO_(x )emission but higher combustion instability.The descending gradient of NO_(x )emissions is different among different injection positions.Frequency shifting of the sound pressure and flame CH*chemiluminescence emerged.The oscillation frequency declined as the flow rate of CO_2/O_2 jets increased.The unsteady long and compact flame was dispersed after CO_2/O_2 injection.The macrostructure of flame was characterized as flatter and short under jet in cross flow.The variation curves of the flame length and top view area are similar to the shape of half saddle lines.This research proved the optimal control of thermoacoustic instability and NO_x emissions with a passive method,which could be conducive to the realization of clean and secure combustion in industrial lean premixed combustors.     

高浓度CO2气氛下煤焦异相还原NO的量子化学研究

氧燃烧技术是一种能综合控制燃煤污染排放的新型燃烧技术,循环烟气中NOx被碳氢化合物的均相、煤焦(碳)异相还原,使得NOx排放大为降低.高浓度CO2气氛是氧燃烧技术的最大特点之一,为了研究高浓度CO2气氛下煤焦(碳)异相还原NO相关反应,采用了密度泛函计算方法B3LYP/6-31G(d),计算煤焦(碳)异相还原NO反应以及CO和O2影响NO还原过程的相关反应,优化得到反应路径上稳定点的几何构型;采用QCISD(T)/6-311G(d,p)方法计算得到了反应过程中各稳定点的能量,并计算得到活化能;使用经典过渡态理论计算反应速率常数,得出每个反应的阿累尼乌斯表达式,研究了详细反应路径和机理.初步探讨了氧燃烧方式下煤焦异相还原NO机理,获得了重要相关反应的反应路径和动力学参数;并且为进一步研究煤焦与多种气体联合作用机理提供了理论基础.     

高压共轨柴油机燃烧与二氧化氮排放特性研究

在一台高压共轨、涡轮增压中冷柴油机上进行了燃烧与排放特性试验,研究了柴油机NO2排放与燃烧特性之间的关系。试验结果表明:随着负荷的增大,高压共轨柴油机NO2排放浓度呈先减小后增大的趋势,而NO2比排放量均逐渐减小;NO2占NOx比排放量百分比为3.4%～33.1%,在低负荷时NO2/NOx增加明显;NO2比排放量和NO2/NOx排放与燃烧重心均呈一定的对数函数关系,具有较强的相关性,2 300r/min时相关系数R2≥0.90。     

高CO2浓度下石灰石硫化特性实验研究

借助热重分析天平、扫描电子显微镜、氮吸附仪对石灰石在高CO_2浓度下的硫化特性进行了研究．实验结果表明,高CO_2浓度下石灰石直接硫化时Ca的最终转化率及在高硫化程度时的硫化速率均比CaO-SO_2硫化高很多．测得直接硫化反应由化学反应控制时的表观活化能为93．5 kJ/mol,且表观活化能随Ca转化率的升高而增加．直接硫化所形成的CaSO_4产物层表现出多孔性且比较疏松,而且产物层的比孔容积和平均孔径均随温度的升高而呈指数增长．