日本川崎重工开发出氢燃气轮机低排放技术

正日本川崎重工业株式会社开发出了不使用水和蒸汽,通过将燃烧温度控制在较低水平来抑制氢燃气轮机运行时氮氧化物(NO_x)产生量的"氢燃气轮机干式低排放(DLE)"技术,并在德国进行了燃烧试验,确认了其性能。一般来说,氢气燃烧速度快,燃烧时火焰温度高,NO_x产生量多达天然气燃烧的近两倍。川崎重工从2014年开始研发利用微小氢火焰来防止回火等不稳定燃烧,并减少NO_x产生量的DLE燃烧技术。其利用德国     

基于CRN方法的空气分级燃烧室NOx排放研究

快速预测和控制污染物是燃烧室技术发展的重要问题。因此,对一种空气分级燃烧室结构进行流动数值模拟,根据模拟结果构建燃烧室化学反应器的网络模型,探究一级绝热火焰温度对燃烧室NO_x排放的影响并与传统贫预混燃烧室进行了比较,研究了空气分配比和停留时间对NO_x排放的影响。结果表明:空气分级燃烧室排放NO_x量比传统贫预混燃烧室少;减少一级空气的喷入量,使一级燃烧室处于富油燃烧,能有效降低NO_x排放;在不影响燃烧室燃烧情况下,适当降低一级燃烧室停留时间,能达到降低NO_x排放的目的。     

直拉式单晶硅生长炉超导磁体研究

高集成度芯片发展使半导体行业对硅单晶材料提出尺寸与质量的要求。直拉法（Cz 法）可生成大尺寸硅单晶,但生长中产生热对流,边界层不稳定,晶体易生杂质。因磁场对导电熔体内对流有抑制效果,通过外加磁场可提高生成大尺寸晶体的品质。基于现有研究结果提出了一种用于单晶炉的瓦状结构超导磁体,确定线圈结构参数、导体类型、屏蔽体厚度及磁芯高度,使其满足大尺寸、高品质单晶硅生长所需的磁场强度（约 0.5T）及磁场位型,从而降低漏磁。借助数值分析优化超导磁体结构参数,有望为后续的 MCZ 硅单晶生长工艺参数提供参考。     

一种基于RGB与HIS颜色空间模型的火焰尺寸检测方法研究

现有的火焰尺寸检测方法具有误检率高、易受日照条件影响以及对具有复杂背景的火焰区域分割保留疑似火焰区域的缺点。为了改进现有的检测方法,提出了一种基于RGB颜色空间与HIS颜色空间模式相结合的火焰尺寸检测方法,将两种颜色空间火焰特征结合,定义新的火焰判断约束条件,并根据RGB颜色分量值之间的比值来消除光照影响。对不同背景下火焰图像进行检测的结果表明,所提出的检测方法可以有效测量火焰尺寸。     

蒸发型双腔燃烧室和单管燃烧室排气污染性能的比较

为了探讨蒸发型燃烧室的排气污染性能及其生成特点,本文对两种类型的实用燃烧室——蒸发型双腔燃烧室和单管燃烧室进行了排放试验研究。采用常规测试方法,对贫油条件下两燃烧室排气成分中的氮氧化物(NO_x=NO NO_2)和二氧化碳(CO_2)浓度及燃烧室的燃烧效率进行了测量。结果表明:在实验条件下,蒸发型双腔燃烧室的排气污染性能优于单管燃烧室;前者中的NO_x与T_3~*呈非指数关系,即随T_3~*增加,NO_x的上升速率变小,从而有利于抑制较高温度下NO_x的产生。     

掺杂H2/CO对C2H4(O2/CO2)扩散火焰中碳烟生成的影响

通过消光法实验和CoFlame程序模拟研究O_2/CO_2气氛下,掺杂H_2/CO对层流乙烯扩散火焰中碳烟生成的影响,获得火焰高度、温度、碳烟及重要组分含量的分布,分析主要碳烟演化过程的变化规律。结果表明:掺杂H_2/CO对乙烯火焰中的碳烟生成有明显抑制作用,当H_2与CO的流量比为0.3∶0.3时,抑制作用最强,碳烟体积分数降低25.3%;掺杂H_2/CO对乙烯火焰的高度、温度影响微弱,热效应、氧化速率不是影响乙烯火焰中碳烟生成的主要因素,主要是通过抑制乙炔、苯、芘的生成抑制碳烟成核和碳烟表面增长,最终减少碳烟的生成。     

基于特征的三维装配尺寸/公差链生成研究

针对目前基于特征的尺寸/公差链生成主要集中于二维的情况,本文进行了三维装配尺寸/公差链生成的研究.基于特征的尺寸工程语义的表达以及基于特征自由度变动的三维公差信息的表示,给出了三维尺寸/公差信息的公差图存储结构;在分析零件配合关系及建立装配特征关联矩阵的基础上,提出了根据产品装配特征和指定封闭环信息的装配尺寸/公差链自动生成算法,该算法考虑到零件特征配合的方向性,可以简化装配尺寸/公差链自动生成的复杂度;通过实例验证了所提出的算法,证明有效.     

利用Fe~(2+)—Cy添加剂湿法同时脱除烟气中NO_x和SO_2的化学机理

每年从电厂排出大量含SO_2和NO_x的烟气,造成污染。采用胱氨酸(cy)、亚铁盐添加剂湿法同时脱除烟气中NO_x和SO_2,较现在日本采用的一些亚铁络合物[如Fe~(2+)(EDTA)]添加剂脱SO_2和NO_x简单,效率高。本试验在一玻璃吸收塔内进行,采用14A型SO_2、NO_x分析仪测定吸收率,并用红外光谱配合元素分析鉴定反应产物的结构和组成。试验研究指出,胱氨酸(cy)可以与Fe~(2+)生成Fe~(2+)—cy络合物,该络合物溶液能与烟气中NO发生反应生成Fe(cysscy)(NO)_2复合物,从而脱去烟气中的NO,生     

基于特征的三维装配尺寸／公差链生成研究

针对目前基于特征的尺寸／公差链生成主要集中于二维的情况，本文进行了三维装配尺寸／公差链生成的研究。基于特征的尺寸工程语义的表达以及基于特征自由度变动的三维公差信息的表示，给出了三维尺寸／公差信息的公差图存储结构；在分析零件配合关系及建立装配特征关联矩阵的基础上，提出了根据产品装配特征和指定封闭环信息的装配尺寸／公差链自动生成算法，该算法考虑到零件特征配合的方向性，可以简化装配尺寸／公差链自动生成的复杂度；通过实例验证了所提出的算法，证明有效。     

超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的实验研究

通过搭建模拟回采工作面小尺寸实验平台,利用改造后的家用燃气灶作为燃烧器,研究了可燃预混气体火焰在超细水雾作用下火焰的变化过程,并测得了超细水雾作用于火焰过程中火焰的温度.通过改变通风速度和超细水雾的雾化速率,揭示了可燃预混气体在超细水雾氛围中火焰与温度的变化规律.通过建立稳定火焰面的力和速度平衡,找出了火焰形状拉伸扭曲的原因是破坏了火焰外焰和热气层交界面上力和速度的平衡;在其他条件一定的情况下,向模拟工作面上施加超细水雾后,火焰周围流场扰动明显增大,与在单独通风条件下相比,火焰温度跳动变化幅度和频率增大;在保证超细水雾质量浓度不变条件下,通风速度越大,则混合气体扰动越大,温度的跳动就越大,火焰的燃烧就越不稳定.实验结果表明超细水雾能很好地抑制瓦斯火焰的燃烧.     

甲烷／富氧对向流火焰的结构以及NOx抑制方法的研究

降低富氧火焰中的氮氧化物排放是富氧燃烧作为新型节能燃烧技术得以推广应用的关键之一。对对向流火焰形态研究发现,提高火焰速度梯度可以使火焰燃烧区域变薄,还可使NOx、CO、CO2生成区域降低。从而证明提高速度梯度是在富氧燃烧下降低氮氧化物排放的有效方法。     

Numerical and experimental investigation on emission performance of a fuel staged combustor

The low NOx emission technology has become an important feature of advanced aviation engine.A wide range of applications attempt to take advantage of the fact that staged combustion under lean-premixed-prevaporized(LPP)conditions can significantly cut down emission and improve combustion efficiency.This paper proposes a scheme with fuel centrally staged and multi-point injection.The mixing of fuel and air is improved,and the flame temperature is relative low in combustion zone,minimizing the formation of nitrogen oxides(NOx),especially thermal NOx.In terms of the field distribution of equivalence ratio and temperature obtained from Computational Fluid Dynamics(CFD),a chemical reactor network(CRN),including several different ideal reactor,namely perfectly stirred reactor(PSR)and plug flow reactor(PFR),is constructed to simulate the combustion process and predict pollution emission.The influences of the pilot equivalence ratio and percentage of pilot/main fuel on NOx and carbon monoxide(CO)emission were investigated by CRN model.The effects of the pilot fuel and primary fuel on pollution emission were investigated experimentally.Finally,the effects of pilot equivalence ratio and pilot fuel proportion on NOx emission were discussed in detail by comparing predict of CRN and experimental results.     

甲烷燃烧NO_x生成的数值研究

采用非预混燃烧模型与组分传输的一步反应模型,模拟了甲烷燃烧及NOx的生成,得出燃烧温度场、NO生成情况。模拟结果表明:采用非预混燃烧模型模拟时结果更接近实测值,模拟更准确;甲烷扩散燃烧时NO产生区域主要集中在高温火焰后侧,在前部低温区基本没有NO生成;燃烧中P-NO生成量比T-NO量小两个数量级,NO产生几乎完全被热力型NO机制支配,在燃烧过程中应特别注意高温区域的影响。     

天然气普通燃烧中NO_x、CO和未完全燃烧CH_4排放的研究

讨论民用灶具普通燃烧时,火焰周围烟气浓度和温度的分布状态以及天然气强制排烟式燃气热水器烟道中的各种烟气成份的浓度.在有烟囱的封闭空间和大空间中催化燃烧过程均可达到近零污染排放,而且其天然气的转化率接近100%.在有烟囱的封闭空间中普通的天然气燃烧排放的NOx、CO浓度和不完全燃烧CH4浓度与催化燃烧相比较,排放量比较高;在大空间中火焰周围存在着排放的废气.通过实验测量表明普通燃烧天然气的转化率低于催化燃烧方式.     

一种温室气体减排技术

目前，化石燃料燃烧过程的CO2捕集技术主要包括燃烧后吸收、燃烧前脱碳和纯氧燃烧技术三种．然而，这些技术因为成本比较高、工艺复杂等原因，仍未得到广泛的应用．笔者提出了一种新型的燃烧技术——熔融盐循环热载体无烟燃烧技术．该技术把一个燃烧过程分为氧化剂生成和燃料燃烧两个步骤进行．第一步，氧气与氮气实现分离，得到高纯度的氮气；第二步，燃料与第一步生成的氧化物发生反应放出热，同时生成CO2和水蒸气，CO2很容易和水蒸气发生分离而被回收．理论上讲，整个燃烧过程不向环境中排放CO2，NOx和SO2等有害气体．金属氧化物分散在熔融盐中充当氧载体，燃烧过程在熔融盐体系中进行．笔者以Li2CO3 K2CO3 Na2SO4作为熔融盐体系，CH4作为燃料，CuO用作氧载体这一个典型的无烟燃烧体系进行了实验研究．结果表明，燃烧过程可以按照理论分析的过程进行，燃烧放出热能的同时得到了纯度为77．0％～95．0％的CO2和91．9％～99．3％的N2．这样高纯度的CO2有利于进一步捕集和储存，因此，这一技术在减少温室气体排放方面的潜力是巨大的．     

催化燃烧炉特性的实验研究

通过对贫天然气／空气混合物在催化燃烧炉中的渡贵金属(铂)蜂窝状支撑物横端面上燃烧污染排放物的研究。主要从低污染和高效辐射的角度对催化燃烧的性质进行了研究。通过三个相互关联的实验测得实验数据，并进行了结果分析。和火焰燃烧相比较，贫天然气燃料混合物的催化燃烧，燃烧温度和氮氧化物的排放较低。催化燃烧过程可达到近零污染排放。     

时频联合分析评判火焰燃烧稳定性的实验研究

通过改变燃气量和一级空气量完成一系列燃烧工况。采用低成本的火焰检测装置采集得到各个工况火焰辐射的脉动信息,利用快速傅里叶变换算法将获得的时域信号衍生出频域上的功率谱信号。从时域信号的周期性能和频域信号中主峰频率的波动情况提取出反应火焰脉动性能的参数:火焰强度比方差和火焰闪烁频率,通过联合分析得到其随时间和燃烧状态变化的规律,实现对燃烧稳定性能的评判。     

燃煤锅炉NOx形成机理及其排量控制技术探讨

电站锅炉燃烧过程中产生的NOx严重危害大气环境,降低NOx排量对于环保有着重要意义。通过对NOx形成机理的分析,阐述燃烧过程中控制NOx生成和降低排放量的原则,提出煤粉炉分级燃烧技术低NOx燃烧技术和降低NOx排量的脱硝技术等。     

煤种变化对超细粉再燃降低电站NO_X排放量的影响

使用Fluent6软件对河北某电厂300MWW火焰炉中的常规燃烧和超细粉再燃的燃烧的NOx排放进行了数值模拟．研究表明,超细粉再燃还原技术对降低300MWW火焰炉燃烧NOx排放量有显著效果,当质量为初始燃料的10％左右的寿阳贫煤的超细粉作为再燃燃料送入折焰角出口处时,脱除率为1／2～2／3;高于采用厂用混合煤粉的脱除率．     

基于数字图像处理的锅炉火焰燃烧诊断仿真研究

利用数字图像处理技术提取了全炉膛火焰特征量，分析了火焰特征量与火焰燃烧诊断的关系，并在MATLAB下进行了仿真研究，提出了对火焰进行燃烧诊断的方法，据此判断出了炉膛火焰燃烧情况并预测了火焰的燃烧趋势。这种方法适合于中小型锅炉火焰监视，为灭火保护提供了可靠的检测信号。