碳排放原因

<正>燃料本身就是有机碳氢化合物,所以如果不能与空气中的O2发生燃烧化学反应变成对人体和环境基本无害的H2O和CO2(但CO2正在被认为是对全球大气环境有危害的温室气体),就有可能成为有害物质而排放出;燃料如果太多会导致混合气过浓而不能完全燃烧,其中含碳较多的成分要么变成含碳较少的碳氢化合物或醛类物质(气体),要么变成含碳较多结构更为复杂的颗粒物(PM),或者变成固体的碳烟颗粒物(也是PM),或者变成燃烧中间产物CO,所以O2不足造成的不完全燃烧产物是碳氢化合物(HC)排放的又     

基于Fe基载氧体的生物质化学链燃烧试验研究

化学链燃烧技术(CLC)是一种含有CO2内分离的新型燃烧技术。以Fe2O3为载氧体,在10 kWth级串行流化床上进行了生物质化学链燃烧的试验研究,探讨了燃料反应器温度、生物质进料量和水蒸气量对2个反应器(燃料反应器+空气反应器)气体产物组成的影响。结果表明较高的反应器温度虽然有助于速控步(即气化反应)的进行,但是受载氧体的载氧率和颗粒循环速率的影响反而不利于CO2捕集。随着生物质进料量的增加,燃料反应器需氧量的上升,不利于燃料反应器CO2的捕集。而水蒸气量的增加有利于燃料反应器CO2的捕集,但是同时也导致H2的出现。     

PODE_n-天然气双燃料的燃烧和排放特性研究

天然气双燃料模式与火花点火模式相比,可以获得更高的热效率,但存在小负荷工况下总碳氢化合物(THC)、CO排放较高,大负荷工况下燃烧粗暴、天然气替代率不足等问题.聚甲氧基二甲醚(PODE_n)是一种高十六烷值、高含氧质量分数的煤基燃料,笔者尝试用其替代柴油引燃天然气,以改善柴油引燃天然气燃烧不完全的问题.结果表明:PODE_n引燃天然气可以使THC、CO排放明显降低,获得较高的热效率,同时可以获得较低的颗粒物(PM)和NO_x排放,证明PODE_n是一种更加适用于天然气双燃料燃烧模式的引燃燃料.     

铁基载氧体的还原特性研究

采用热重分析仪和质谱仪联用对使用机械混合法制备Fe2O3和Al2O3载体的还原反应过程进行研究。还原反应中使用3种10%还原气体(CH4,H2,CO),氧化反应中使用5%氧气以避免较大的温升。从载体的还原失重曲线中可明显地看出铁基载体的还原过程分为3个阶段,且反应速率各不相同。还原的3个阶段中第一阶段的反应速率最快,且燃料能够完全被氧化生成CO2,随着反应进行速率降低,燃料不完全转化程度增加。通过XRD(X射线衍射)分析各个还原阶段的产物,发现与以前认识的载氧体活性相与惰性相不同,Al2O3在反应过程中会参与反应,生成新的化合物FeAl2O4,而此化合物不稳定能够进一步分解,被还原成Fe。3种还原气体中,H2的还原反应速率最快,并且无积碳,而CH4的还原反应中存在较为严重的积碳现象。     

空气分离/烟气再循环技术基础研究进展

分离回收矿物燃料燃烧产生CO2的技术被认为是近期内减缓CO2排放的较为可行的措施。在众多CO2分离回收技术中,空气分离/烟气再循环技术(O2/CO2燃烧技术)具有明显的优势和较强的应用前景。本文介绍了全球CO2的排放情况,总结了空气分离/烟气再循环技术的提出背景和研究现状,并重点阐述了O2/CO2气氛下煤粉燃烧及各种污染物(SO2、NOx及超细颗粒物)的排放特性,指出了目前研究的不足之处和存在的问题。O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低,火焰发暗且燃烧不稳定,污染物生成及钙基脱硫剂的脱硫规律与传统方式存在明显差异,研究O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性及多种污染物的协同控制机理,将是今后工作的重点。     

O2/CO2气氛添加CaCO3对徐州烟煤PM2.5排放的影响

采用管式炉研究了在O2/CO2气氛下添加CaCO3对PM2.5(空气动力学直径小于2.5,μm的颗粒物)排放特性的影响.试验采用荷电低压撞击器(ELPI)采集和分析燃烧后的PM2.5.结果表明,添加CaCO3是燃烧过程中影响PM2.5生成的重要因素.添加CaCO3后,生成PM1的数密度和质量浓度均降低,而PM1-2.5的数密度和质量浓度均略有增加,PM2.5粒径分布均呈双峰分布,峰值点分别出现在0.2,μm和2.0,μm左右.随着CaCO3添加质量分数的增加,PM2.5中的S、Pb、Cu、Na和K几种元素的浓度呈下降趋势.     

用O2／CO联合监测,调控锅炉燃烧

在锅炉运行中，一般都是通过O2（氧量）来了解送风量是否满足燃烧所需以及进行相应的风量调整，但O2具有不能反映炉内燃烧低劣等缺陷。而CO是燃烧不完全产物，它能反映燃烧工况的好坏。若用O2和CO联合监测、调控锅炉燃烧，则能取长补短、互相补充，并将燃烧控制在不低于临界风量下进行，实现低氧燃烧。这样，能提高热效率、降低NOX减轻大气污染，这将有着重要意义。l用OZ监测的特点在锅炉运行和测试中，运行和测试人员一般是通过烟气中的氧量来判断和计算过量空气系数的大小和调控送风量的增减。因为氧量基本上能反映风量的大小，一般…     

秸秆涡旋燃烧颗粒排放特性影响研究

利用颗粒物分级采样及烟气实时监测技术,研究稻草在涡旋燃烧炉燃烧时燃烧温度、一二次风配比、过量空气系数等参数对飞灰颗粒排放特性的影响。实验表明稻草燃烧产生的亚微米颗粒PM1及微细颗粒PM1-2.5主要由KCl和K2SO4组成。提高燃烧温度、增大一二次风配比将增加PM1排放浓度。试验中随着一二次风配比的增大或燃烧过量空气系数的增大,不同粒径颗粒的S/Cl摩尔比将增大,而适当的燃烧过量空气系数有利于减少PM和CO排放。     

压缩比、CO2和LPG对二甲醚燃料均质压燃燃烧的影响

在一台2-135柴油机上实现了纯DME的均质压燃(HCCI)燃烧方式.实验结果表明,DME的HCCI燃烧模式不但可以实现无烟燃烧,还可以有效控制发动机Nox排放,使其接近于零排放.在实验负荷范围内,CO排放随负荷增加而降低;HC的排放随负荷增大而减少.对DME的HCCI燃烧机理进行研究表明,由于纯DME十六烷值高导致的着火比较早(上止点前28°CA左右),使得发动机只能在中低负荷较小范围内运行.为了扩展发动机工况,控制HCCI着火,进一步通过调节实验发动机压缩比,以及在优化的压缩比下,在进气道加入气体CO2或者在DME中加入LPG降低燃料十六烷值的方法来改进和控制HCCI的燃烧.实验表明以上方法可以有效控制HCCI燃烧,拓宽HCCI发动机运转范围.     

一氧化碳的连续测量方法

一、气体色谱法测量 CO在采用气体色谱法分析 CO 时,对于测量高浓度的 CO 采用普通的热传导式检测器(TCD),而对于分析环境大气中的微量 CO 则采用氢火焰离子化检测器(FID)。CO 是不能直接用 FID 测量的,可是一旦在氢气流中用以镍为主体的催化剂时,CO 便转化为甲烷,所以这样就可用它来进行测量。纯净的氢在清洁空气中燃烧时火焰中的离子数极少,此时若混进含有容易分解的碳化物(如碳氢化合物这类有机物),则离子数将与其混合量成比例地显著增长。     

炭粒富氧燃烧中传质系数的修正

与传统煤粉燃烧技术不同,煤粉在高浓度O2/CO2气氛中燃烧,在炭粒表面产生强烈的斯蒂芬流,对炭粒燃烧有重大的影响.笔者考虑炭的表面氧化(2,C+O2→2,CO)、CO2还原反应(C+CO2→2,CO)和H2O气化反应(C+H2O→CO+H2),给出忽略斯蒂芬流的传质系数修正式.数值计算表明,对单膜模型的修正显著改善了颗粒温度、燃烧速率和燃尽时间的预报.在不同燃烧情况下,采用修正表达式对斯蒂芬流的影响进行了讨论.研究发现,修正因子和反应速率、环境组分浓度、反应产物浓度有关;在典型富氧燃烧工况下,O2的传质系数修正幅度可达18%;如果有水蒸气(摩尔分数为0.1)存在,则修正幅度可达22%;CO2的传质系数修正幅度可达74%,有水蒸气(摩尔分数为0.1)存在时则修正幅度可达78%;仅有水蒸气气化反应时,可以忽略对其传质系数的修正.但如果同时存在炭的表面氧化反应和CO2气化反应,则必须对其进行修正,修正幅度为29%.     

WZ003174锅炉烟气总体有害性的评估——《FenЛoЗHepretИKa》

在燃烧室中有机燃料燃烧生成的烟气中会含有对环境有害的气体。对于天然气的燃烧，按标准应限制排放的气体为NO，NO2和CO。研究表明，各种燃烧方式，包括非传统性的燃烧方式（例如分段式燃烧、多级供风燃烧器、低过剩空气燃烧等），当采取措施供氧化氮排放量减少时，而可导致CO和苯芘的增加。     

柴油/天然气双燃料发动机燃烧过程数值模拟

通过建立三维计算流体动力学(CFD)柴油/天然气双燃料喷射模型,研究不同EGR率对高压直喷(HPDI)发动机燃烧和排放特性的影响.结果表明:高温区主要是由柴油引燃的天然气射流燃烧形成.另外,由于喷射的天然气与燃烧室边缘碰撞,高温区域被分成两个部分:一部分进入燃烧室凹坑区并形成顺时针旋转的滚流;另一部分进入挤流区与新鲜空气进一步混合燃烧.NO的形成区域与天然气射流中心线形成的高温区基本重合.在挤流区,由于燃料的氧化速率和停留时间有限,因而产生了较多的CO.此外,HPDI发动机的颗粒物(PM)形成区域与CO形成区域大致相同,这是由燃料的低氧化率造成的.随着EGR率增加,NO排放降低,而CO和PM排放随之增加.     

福建省能源活动温室气体排放测算及其碳强度趋势

根据《省级温室气体清单编制指南(试行)》,福建省能源活动温室气体包括化石燃料、生物质燃料燃烧活动产生的CO2、CH4和N2O排放及煤矿和矿后活动、石油和天然气系统产生的CH4逃逸排放。界定福建省能源活动过程温室气体的排放源及温室气体种类;给出各排放源相关的温室气体排放量估算方法,确定活动水平数据及排放因子,并估算各排放源温室气体的排放量;汇总化石燃烧排放的CO2量,化石燃料燃烧、生物质燃料燃烧、煤炭开采和矿后活动逃逸、石油和天然气系统逃逸排放的CH4量,化石燃料燃烧和生物质燃料燃烧排放的N2O量;生成福建省能源活动温室气体清单汇总,并根据福建省地区生产总值GDP得出碳强度趋势。     

煤粉燃烧过程中破碎生成PM10的实验研究

以粒径在0~6mm范围的煤颗粒作为研究对象,温度取流化床炉燃烧温度段700~900℃作为实验温度,通过改变燃烧工况,对收集到的燃烧产物可吸入颗粒物进行粒度分析,烟煤颗粒燃烧过程中由于燃烧工况不同,对产生的亚微米颗粒物PM10进行实验分析研究并得出各个燃烧工况对结果的影响程度和趋势。实验结果表明,实验条件范围内,随着燃烧时间的增大,煤颗粒产生的PM10量呈二次多项式y=c+bx-ax2分布,先逐渐增大,当达到最大值后,又开始缓慢减小。烟煤燃烧生成PM10量的多少与原煤粒径的关系是由于煤粒破碎与内在矿物质及焦炭重新凝聚相互竞争的结果,与煤种的结焦性特点有关。由于烟煤颗粒燃烧后产生的细颗粒物的量的多少和粒径分布不仅受单一因素影响,而是同时受多个因素共同作用导致的结果。     

电离燃料的方法

技术问题的解决,属于机器制造部门,其中包括属于燃料的热能转变成其它类型能量,或者直接转变成功的技术手段。众所周知,机械方法电离燃料在于将燃料机械分离成细滴气化颗粒,或在压力下分离（柴油机）。机械电离的燃料其弥散性不足,故导致燃料不完全燃烧,并且不能很快燃烧。本文推出的技术解决方法,可保证提高碳氢燃料的利用效率。该方法的实质在于：在机械电离后的燃料运动路程上,借助电磁线圈,用脉冲电流建立起对燃料颗粒的外电磁场,并且其磁力较内磁场强,原子的碳氢化合物组分的电荷靠其电导耦合将保持在燃料的分子中。碳氢燃…     

相同氧含量醇类混合燃料燃烧和排放特性差异研究

对一台4缸发动机燃用相同氧浓度的不同醇类混合燃料进行了试验研究,以对比不同三元燃料柴油机在相同转速不同负荷情况下的燃烧特性和常规排放的差异。试验结果表明:甲醇混合燃料在醇类混合燃料中获得最高的燃烧压力,而丁醇混合燃料的热释放率最高。与普通柴油相比,戊醇混合燃料在不同混合物中具有相对最佳的CO和未燃碳氢排放,甲醇混合燃料可获得最优的氮氧化物排放;乙醇混合燃料减小颗粒物效果明显,最大可以减少22.4%～55.6%的颗粒物数量浓度和3.4%～12.8%的颗粒物粒径,其中乙醇混合燃料的核态颗粒物和聚集态颗粒物排放量也最低,戊醇混合燃料达到最高(除高负荷外)。     

JetA-1航空煤油替代燃料的着火与燃烧特性

提出了一种新的航空煤油(Jet A-1)替代燃料(正癸烷与三甲基苯双组分混合燃料),并形成了该替代燃料着火与燃烧的化学反应机理(包括118种组分,527个基元反应).采用该反应机理,对该替代燃料在激波管中的着火特性进行了详细分析.同时,对其在预混燃烧炉、预混搅拌反应器中的预混燃烧过程进行了数值计算,详细分析了反应物(n-C10H22和O2)、主要生成物(CO、CO2、H2和H2O)及多种中间组分(CH2O、C2H2、C2H4、C3H4、C3H6、C4H8和C5H10)摩尔分数的变化趋势,并与正癸烷单组分替代燃料的着火与燃烧特性及实验数据进行了对比分析.结果表明,正癸烷与三甲基苯双组分混合替代燃料能准确反映出Jet A-1的着火及燃烧特性,同时,要优于正癸烷单组分替代燃料.     

CO2稀释燃料对富氧扩散燃烧中NOx生成的抑制作用

1前言在气体燃料或氧化剂侧添加惰性成份(作为稀释剂)是改善燃烧或抑制污染物生成的途径之一[1~6]。从本质上分析,添加稀释剂是另一种形式的烟气循环,一般为在氧化剂侧和燃料测添加H2O、N2和CO2,也有部分研究者研究了He的影响[4]。由于减排温室气体、封存CO2愈来愈成为全球性的     

弱氧条件下橡胶的燃烧机理

应用TGA／FTIR研究了橡胶的三种单体：天然橡胶（Nr)、丁苯橡胶（Sbr)和顺丁橡胶（Br)在N2和O2的体积分数为2％的气氛中的燃烧特性。橡胶单体的热解可分为2－3个阶段,其中Sbr的初始失重温度和Nr完全失重的温度最低,在失重过程中析出气体的燃烧和橡胶热解相对量的变化引起吸热与放热现象的交替变化;热解与燃烧产物主要为CO、CO2和CHn,它们的生成速率随升温速率的升高而增加,其总量保持不变,最后应用Phadin提出的方法计算了动力学参数和确定了反应机理,指出在弱氧条件下橡胶的燃烧主要受扩散控制。