多孔介质内低热值乙烯燃烧的污染物排放特性试验研究

近年来低热值气体的利用慢慢进入大众视野。为了加大对低热值气体的利用,实现低热值气体的清洁排放,自行搭建了多孔介质实验台,探究乙烯在自由堆积氧化铝小球中的预混燃烧的污染物排放规律。在改变当量比、流速以及空隙率等工况下进行乙烯的燃烧并对出口烟气进行数据采集,分析在不同工况时的污染物排放情况以及乙烯转换率。实验结果表明多孔介质燃烧技术是一种可以高效清洁处理热值气体的燃烧方式,在较好的实验工况下CO的排放可以降低至125~187 mg/m³,NO的排放与当量比有关,和流速以及空隙率关系不大,整个实验过程中的NO出口浓度低于16 mg/m³。稳定燃烧情况下乙烯的转化率在80%～90%之间。实验结果对于高效清洁地处理低热值气体具有一定指导意义。     

生物质循环流化床燃烧污染物的排放特性

在中试规模的循环流化床试验装置上进行了甘蔗叶的燃烧试验,试验系统研究了炉子运行参数(床温、过量空气系数和二次风比)对CO、NO、N2O排放的影响规律。结果表明:提高床层温度能有效降低N2O的排放,但同时会导致NO排放的升高。随着空气过量系数的增加,CO能很快降低到较低值,但NO排放却几乎成线性增加,因此,在保证燃料充分燃烧的情况下,应尽量降低过量空气过量系数以减少NO排放。二次风的加入显著降低了NO的排放,但随着空气过量系数的加大,其影响逐渐减弱。     

川北低热值煤矸石燃烧特性研究

利用热重分析仪研究不同粒径、不同升温速率下川北低热值煤矸石着火稳定性和综合燃尽特性,并且对煤和煤矸石不同掺混比例的热失重进行了研究。结果表明,1.0 mm以下低热值煤矸石的着火稳定性与粒径没有明显关系,且均极易稳定着火。煤矸石的综合燃尽指数则随着煤矸石粒径的增大而降低;提高升温速率,可以使低热值煤矸石的燃烧强度增加,但着火、燃尽温度均升高;低热值煤矸石中掺混煤可以提高热失重率,改善低热值煤矸石的着火特性,达到更好的燃烧效果,有利于提高锅炉的安全性和经济性。     

洁净民用型煤燃烧特性及污染物的排放

选择典型晋城无烟煤和榆林半焦为原料,通过热重法研究原料在不同掺混比下的燃烧特性,制得洁净民用型煤并进行性能评价,得到型煤的燃烧特性及污染物排放规律.结果表明:随着半焦添加比例(质量分数)的增加,型煤抗压强度逐渐下降,热稳定性基本没有变化;随着半焦的加入,型煤的残炭率下降,排放出的NO_x降低;半焦型煤NO_x排放比无烟煤型煤NOx排放减少65.6%,但CO排放为无烟煤型煤CO排放的2倍;当半焦含量为60%时,型煤燃烧时间最长.     

多孔介质内气泡熟化特性孔隙尺度研究

多孔介质内的气泡熟化行为广泛存在于CO₂封存等领域,为探究多孔介质内气泡的熟化特性,本文采用空气作为模拟气体,通过可视化实验和数值计算,对双孔隙和四孔隙气泡熟化过程进行了研究,阐释了多孔介质非均质性对熟化过程的影响规律。结果表明：在双孔隙气体饱和度较小情况下,虽然也发生正向熟化,但是孔隙结构的存在使熟化速率明显低于自由流体情况;四孔隙研究显示多孔介质非均质性对气泡熟化过程影响显著,由于孔隙的几何限制,气泡在某些情况下会发生逆Ostwald熟化,即生长的气泡在充满当前孔隙空间后会停止生长并反向熟化导致尺寸缩小;在非均质多孔介质中,由于熟化作用,气泡有传质到大孔隙区域趋势,导致大孔隙区域富集大气泡,存在泄漏风险,从而影响封存。     

自由堆积多孔介质内预混燃烧火焰传播

为了解多孔介质内预混燃烧火焰前沿的传播特性,对不同化学当量比（=0.7～1.0）的甲烷/空气预混气体在不同孔隙率（ε为0.37和0.42）的多孔介质内的火焰前沿传播特性进行了研究,多孔介质采用3 mm和6 mm直径的Al₂O₃小球在陶瓷管中堆积而成。结果表明,预混气体在多孔介质中能够形成低速燃烧的稳定燃烧波;其火焰传播速度随化学当量比增大而加快,最大的火焰传播速度为3.52×10^-3 cm·s^-1;多孔介质的结构对火焰前沿传播速度影响很大,即使在孔隙率差别不大的情况下,大球堆积而成的多孔介质比小球具有更高的火焰前沿传播速度。     

含内热源多孔介质通道内ONB特性

对含内热源多孔介质通道内过冷沸腾起始点(ONB)的特性进行了实验研究,采用壁温拐点法确定了ONB。在表观流速为0.025~0.050 m·s^-1,热通量为7.5~52 kW·m^-2的范围内研究了各参数对ONB的影响规律。实验结果表明:出现ONB时壁温存在一个明显拐点;越靠近实验段出口,出现ONB所需壁面过热度越小,表面热通量越低;表观流速越高,出现ONB所需壁面过热度越大,表面热通量越高。     

浸没在多孔介质中的液体燃料燃烧特性的研究进展

浸没在多孔介质中的液体燃料燃烧是一类特殊的液体燃料燃烧现象,经常出现在由于管路、事故性溢出或者其他原因造成的燃油泄漏场合,主要回顾了此领域在最近几十年内的研究进展,以及在实际中的应用,介绍了浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的研究,对于消除潜在火灾隐患,控制液体燃料泄漏火灾现场的火势以及利用燃烧方式清除渗入土壤或者沙滩中的液体燃料具有重要意义.     

循环流化床锅炉燃烧改性高硫煤的污染物排放特性

为有效和清洁利用高硫煤资源,提出了利用复合添加剂的高硫煤改性技术,通过与低硫煤混烧,SO_2排放浓度不高于低硫煤单独燃烧时的排放,并通过改性煤技术,实现高硫煤混燃条件下总烟气SO_2的超低排放。为验证高硫煤改性技术的基本思想,在1 MW循环流化床燃煤试验系统中,对混煤、配煤及改性高硫煤燃烧过程中气体污染物排放特性进行了试验研究。研究表明,将含有复合添加剂的改性高硫煤与混煤混烧,SO_2排放浓度与混煤单独燃烧时的排放浓度基本持平;将部分高硫煤直接与混煤掺混后,再与部分改性高硫煤混烧,总化学计量摩尔比为2.5,连续试验21 h,SO_2平均排放浓度为21.5 mg/Nm~3,炉内脱硫效率达到98.8%;复合添加剂使其他燃煤污染物气体(N_2O、NH_3、HCN、HCl、HF、CH_4及CO等)的排放浓度均得到不同程度的减少。高硫煤改性技术是高硫煤实现清洁利用的有效途径。     

往复热循环多孔介质“超焓燃烧”特性

对稀薄低热值气体在往复式热循环多孔介质燃烧系统的“超焓燃烧”特性进行了研究。在模型验证的基础上,阐明了系统“超焓燃烧”产生机理,分析了换向半周期、燃气热值、二次风比等工况参数与气固两相的热容比、对流传热系数、光学厚度等物性参数对系统“超焓燃烧”特性的影响,并给出了相应的变化规律;着重指出“超焓燃烧”在燃气热值较低（H₀<3.48）才能产生,且随着燃气热值降低,超焓现象越明显;稳定燃烧时,燃烧效率受各参数影响相对较小,基本保持在非常高的水平,验证了多孔介质燃烧的高效性。     

具有不同孔隙率多孔介质内的蒸发特性

制作了具有3种不同孔隙率（0.85、0.75和0.60）的多孔镍粉样本,并进行了毛细抽吸实验和蒸发冷却实验（包括稳态冷却实验,初始状态为干态和湿态的冷却实验）,以探究多孔介质抽吸和蒸发过程规律。毛细抽吸实验发现孔隙率大的镍粉样本抽吸速率更快,且根据毛细单管抽吸实验和毛细抽吸理论分析结果表明：孔隙率大的镍粉样本具有更大孔径是其抽吸速率更快的根本原因。稳态冷却实验结果表明孔隙率0.85的镍粉样本具有最快的蒸发速率,0.60镍粉样本蒸发速率最慢,这是受到多孔样本抽吸速率主导的结果。在初始干态冷却实验中,孔隙率为0.85的镍粉样本具有最大的瞬态冷却热通量,但要达到最大冷却温度幅度须取得瞬态冷却热流与冷却时间的平衡,因此孔隙率0.75样本冷却温度幅度最大。在初始湿态实验中,孔隙率为0.85的镍粉样本具有最高的烧干温度和最长的烧干时间,表现出最强的抗烧干性能,但是孔隙率0.75样本剧烈蒸发过热度最小且剧烈蒸发时间最长,最能有效抑制样本热端温度升高。     

具有不同孔隙率多孔介质内的蒸发特性

制作了具有3种不同孔隙率(0.85、0.75和0.60)的多孔镍粉样本,并进行了毛细抽吸实验和蒸发冷却实验(包括稳态冷却实验,初始状态为干态和湿态的冷却实验),以探究多孔介质抽吸和蒸发过程规律。毛细抽吸实验发现孔隙率大的镍粉样本抽吸速率更快,且根据毛细单管抽吸实验和毛细抽吸理论分析结果表明:孔隙率大的镍粉样本具有更大孔径是其抽吸速率更快的根本原因。稳态冷却实验结果表明孔隙率0.85的镍粉样本具有最快的蒸发速率,0.60镍粉样本蒸发速率最慢,这是受到多孔样本抽吸速率主导的结果。在初始干态冷却实验中,孔隙率为0.85的镍粉样本具有最大的瞬态冷却热通量,但要达到最大冷却温度幅度须取得瞬态冷却热流与冷却时间的平衡,因此孔隙率0.75样本冷却温度幅度最大。在初始湿态实验中,孔隙率为0.85的镍粉样本具有最高的烧干温度和最长的烧干时间,表现出最强的抗烧干性能,但是孔隙率0.75样本剧烈蒸发过热度最小且剧烈蒸发时间最长,最能有效抑制样本热端温度升高。     

城市污泥流化床燃烧过程中气态污染物排放特性

在6kW_th鼓泡流化床实验台上进行了城市污泥的燃烧实验,研究了烟气再循环气氛和空气气氛下燃烧温度、过量氧气系数、二次风比率对气态污染物排放特性的影响。研究结果表明：燃烧温度升高,NO排放浓度明显升高,SO₂排放浓度亦呈上升趋势;过量氧气系数提高,NO排放浓度呈显著上升趋势,SO₂排放浓度则呈下降趋势;增大二次风比率,NO排放浓度呈现先降低后升高的趋势,但总体减排效果并不明显,SO₂排放浓度出现少量增长;烟气再循环工况下,NO排放浓度随燃烧温度和过量氧气系数变化的趋势与空气气氛燃烧时一致;烟气再循环率从0增加至1,NO排放浓度明显下降;烟气再循环率达到较高值后,NO排放浓度随之提高而降低的趋势减弱;烟气再循环率逐渐升高过程的前期,烟气中CO浓度出现显著升高;再循环率超过0.3后,CO浓度在一定范围内波动,不再升高。     

生物质颗粒燃料燃烧特性及其污染物排放情况综述

对生物质颗粒燃料燃烧特性及燃烧过程中污染物排放情况进行了综述,总结了燃烧过程、点火及燃尽特性和结渣特性;着重探讨了燃烧过程中氮氧化物、二氧化硫、颗粒物及氯化物、二噁英、多环芳烃等污染物的排放情况,提出了降低各污染物排放量的可行性方法;并根据我国生物质颗粒燃料的特点,对今后的研究方向进行了展望。     

民用固体燃料燃烧排放污染物研究现状

民用固体燃料主要包括煤和植物类生物质,是常见的一次燃烧源。民用固体燃料常被用于烹饪和取暖。民用固体燃料的直接燃烧,会排放出大量的污染物,这些污染物严重威胁人类健康和生存环境,因此需要对污染物进行研究与治理。主要综述了现有的民用固体燃料燃烧的现状,为相关研究提供背景资料。     

垃圾燃烧污染物处理试验研究

针对现有垃圾燃烧飞灰中重金属处理效果的问题,提出一种基于微波水热的垃圾燃烧污染物重金属处理方法.对此,以多通量微波消解仪作为主要试验装置,分别探讨了在不同添加剂及用量、反应温度、液固比、反应温度下垃圾燃烧飞灰重金属的浸出质量浓度.结果表明,以Na2HPO4作为添加剂时,各重金属经过处理后均可达到填埋标准;通过不同因素分...     

多孔介质内聚合物溶液流变性研究

以渤海油田锦州9-3和绥中36-1聚驱用聚合物作为实验样品进行多孔介质内聚合物溶液流变性实验研究,实验结果表明聚合物原液经过岩心剪切后降解较为严重,预降解后的聚合物溶液注入速度对其粘度影响较小,同时可以看出,虽然流体剪切前后粘度有变化,但在流体启动一瞬间,其固有粘度造成的静切力依然是明显存在且不可忽略的,这也促使我们将流体的启动压力考虑为流体自身的静切力所造成的。     

多孔介质内颗粒流动特性的格子Boltzmann模拟

地下岩石孔隙中小颗粒的运移和沉积会使得储层渗透性能降低,影响石油开发。为了探究悬浮颗粒在多孔介质中的流动过程,采用格子Boltzmann方法对三维多孔介质内流体和颗粒的运动过程进行了数值模拟,采用有限体积颗粒法构建多孔介质中骨架颗粒和悬浮颗粒。通过Half-Way反弹格式实现流体与颗粒间的相互作用,考虑孔隙结构、入口流速、孔隙率和颗粒直径对颗粒流动特性的影响,探究颗粒的运移和沉积规律。结果表明,入口速度对不同孔隙结构下颗粒的运动作用显著。随着入口速度增大,颗粒与颗粒、孔隙壁面以及流体之间的动量和能量交换作用增强,缩短了颗粒的运移路径,颗粒沉积率逐渐变小,颗粒拟温度增大。孔隙率的下降强化了颗粒间的碰撞,孔隙率由0.581降低至0.400,使得颗粒拟温度提升至9倍。颗粒拟温度随颗粒直径的增加而增加。但随着孔隙率增加,颗粒轴向速度增加,颗粒最高轴向速度可达入口流速的11倍,而颗粒接触力降低。