受限空间中细水雾灭火的准稳态模型

通过受限空间中大量细水雾灭火实验，总结出预测细水雾系统灭火效果的准稳态模型。该模型是针对细水雾扑灭有障碍火的情况而发展的，火焰的熄灭主要是由于燃料燃烧耗氧和细水雾汽化稀释造成氧气浓度的降低而导致的，忽略了细水雾与火焰的直接作用，模型基于能量守衡，要求输入以下参数：火源功率、受限空间的几何结构、通风口面积和细水雾施加流量，通过模型预测出稳态时受限空间的温度和氧气浓度，进而可以确定临界火源的尺度(功率大小)，同时能准确预测较大功率范围火的熄灭时间。     

受限空间乙醇燃烧小尺度火焰特性

本文主要分析在受限空间条件下液体乙醇燃烧小尺度火焰形态的特性,并且与自由空间下的实验结果进行比对,得出在受限空间条件下乙醇蒸发燃烧的特殊规律。实验采用石英玻璃管模拟受限空间,通过改变玻璃管的直径调整受限空间的大小。最后得出实验结论,在受限空间条件下,燃烧小火焰体积得到压缩,火焰的平均温度得到提升。本文主要通过实验手段进行研究,以期为微型燃烧器的设计提供一定的理论参考。     

煤燃烧和CO_2气化过程中铀的释放规律

对煤燃烧过程中铀的存在形态和转化特性进行了热力学模拟,并对模拟结果进行实验验证.实验结果表明,煤燃烧过程中铀的释放率低于18%,(CO_2气化条件下低于22%,),铀释放率随着实验温度的升高并非呈单调递增趋势,在800~1,000,℃范围内,铀释放率随实验温度的升高而降低.实验表明铀能与碱金属/碱土金属反应生成铀酸盐,且煤燃烧过程中铀主要与钙元素结合,生成的铀酸钙能抑制铀的挥发,此结论可为降低煤燃烧过程中铀的释放率提供依据.     

藻类生物质燃烧SO_2与CO_2的排放特性与机理

为探究藻类生物质燃烧过程中SO_2与CO_2的排放特性,利用管式炉对典型藻类生物质条浒苔、马尾藻和小球藻在不同温度及配比下燃烧时SO_2与CO_2排放特性进行了实时在线测量,并进行了S、C转化机理的初步分析.结果表明,随着温度的升高,燃尽时间缩短,SO_2与CO_2实时排放量增加.随着生物质量的增加,藻类生物质燃烧时SO_2与CO_2排放量增加,但排放量增加幅度不同.当生物质质量为75,mg、150,mg、225,mg时:马尾藻SO_2排放量分别为0.18,mg、0.30,mg、0.31,mg,CO_2排放(体积分数)分别为2.47%、4.81%、6.42%;条浒苔SO_2排放量分别为1.14,mg、2.61,mg、3.95,mg,CO_2排放(体积分数)分别为3.16%、5.05%、8.32%;小球藻SO_2排放量分别为0.79,mg、1.93,mg、3.92,mg,CO_2排放(体积分数)分别为4.71%、6.75%、13.26%.藻类生物质混烧的结果表明,当小球藻、条浒苔以及小球藻、马尾藻等比例混燃,在800,℃时SO_2排放总量均降低,混燃样品自身含硫量以及碱金属元素含量对SO_2排放影响较大.     

O_2/CO_2/水蒸气气氛下煤的燃烧对石灰石分解行为的影响

钙基CO_2吸收剂再生过程中,石灰石的分解需要大量能量.本文提出用煤的燃烧为石灰石分解提供能量,并研究了O_2/CO_2/水蒸气气氛下煤的燃烧对石灰石分解行为的影响.实验结果表明,过量氧气系数增大可以抑制CO和H_2的生成,促进硫化反应,从而降低SO_2的排放,然而也会促进NO的排放.煤的燃烧会使分解产物CaO活性降低,但水蒸气的添加又提升了产物的活性.水蒸气的添加还会促进硫化反应,使SO_2排放得到控制.     

O_2/CO_2气氛下煤混生物燃烧SO_2生成特性研究

通过管式炉研究煤混生物质在O_2/CO_2气氛下燃烧生成SO_2特性与O_2/N_2气氛下SO_2生成特性比较,改变O_2/CO_2气氛中氧气浓度、生物质掺混比例以及燃烧温度等方法。发现O_2/CO_2气氛能明显降低SO_2生成,氧气浓度提高了燃烧前期SO_2的生成,降低后期SO_2生成,少量生物质的掺混就能明显降低SO_2的生成,燃烧温度的提高能使焦炭燃烧过程中较难析出的SO_2加快析出。     

流化煤燃烧中氮氧化物的生成机理

在一个流化床反应器和一个固定床反应器中研究了流化床煤燃烧中Ｎ２Ｏ及ＮＯｘ生成的机理。发现流化床煤燃烧中Ｎ２Ｏ和ＮＯｘ主要来自于煤中的氮，即挥发分氮和焦炭氮，部分ＮＯｘ来自于空气中的Ｎ２。     

流化床煤燃烧中氮氧化物的生成机理

在一个流化床反应器和一个固定床反应器中研究了流化床煤燃烧中Ｎ２Ｏ及ＮＯｘ生成的机理。发现流化床煤燃烧中Ｎ２Ｏ和ＮＯｘ主要来自于煤中的氮,即挥发分氮和焦炭氮．部分ＮＯｘ来自于空气中的Ｎ２．挥发分氮主要以两种形式ＨＣＮ和ＮＨ３均相反应生成Ｎ２Ｏ和ＮＯｘ;焦炭氮则以多种多相反应方式生成Ｎ２Ｏ和ＮＯｘＮ２Ｏ与ＮＯｘ的消减机理有很大的区别。Ｎ２Ｏ主要通过为氢原子和氧原子的还原的反应、床层中各种固态物质的催化还原及自身的热分解而减少。ＮＯｘ则通过在固态物质催化下与ＣＯ、Ｈ２、ＮＨ３和焦炭的反应而减少。     

超细水雾抑制受限空间木材燃烧的实验研究

基于木材是火灾中常见的可燃物之一,通过搭建超细水雾抑制受限空间木材燃烧的小尺寸实验平台,研究了超细水雾抑制受限空间木材燃烧的有效性及影响因素.施加超细水雾后,木材的热释放速率和O2的下降速率增大,CO2的生成量增大到固定值时逐渐趋于平稳,这表明超细水雾可以有效降低木材的热释放速率,抑制木材的燃烧.超细水雾抑制木材燃烧的效果依赖于雾通量、预燃时间、施加时间等因素.雾通量充足时预燃时间越长,火焰越容易熄灭;雾通量不足时,超细水雾无法抑制木材的燃烧;预燃时间一定时,雾通量越大,超细水雾抑制木材火焰的效果越好;雾通量和预燃时间一定时,施加超细水雾的时间越长,木材表面越不易有阴燃现象,抑制木材火焰的效果越好.     

O_2/CO_2气氛下煤粉燃烧中NO_x转化机理的CHEMKIN模拟

采用CHEMKIN软件中的PFR模型对不同气氛(O_2/CO_2和O_2/N_2)下煤粉燃烧过程中燃料氮NH_3的转化和NO_x生成机理进行模拟,并在模型中首次引入外部的湿烟气再循环来模拟实际富氧煤粉燃烧过程中NO_x的生成机理及影响因素。通过CHEMKIN模拟可以较为准确地定量分析富氧燃烧条件下燃料N的转化规律,富氧燃煤过程中引入再循环烟气可降低燃料N向NO的转化率,其中碳黑与NO的反应对再循环烟气中NO的还原起主要作用。     

水与K_2CO_3的协同灭火作用

实验研究了惰性灭火介质水与化学灭火介质的协同灭火作用.通过测定纯水、含K_2CO_3添加剂细水雾及K_2CO_3干粉的最小灭火浓度,分析了水与K_2CO_3的结合对两者单独使用时灭火有效性的影响.结果表明:含K_2CO_3添加剂细水雾可以分别提升纯水与K_2CO_3干粉的灭火效能,并且灭火效能随着溶液中K_2CO_3含量的增加而增强.水与K_2CO_3在火焰温度下发挥协同灭火作用的实质是水蒸气的存在对K_2CO_3有一定的活化作用,使其更容易在平衡产物中生成大量的灭火活性物质KOH.     

受限空间油气热着火的简化机理与分析

油气热着火是导致油气火灾的重要原因之一,对油气热着火发生的反应机理研究具有重要的理论和现实意义.通过对正庚烷、异辛烷和C1~C4详细反应机理的模拟研究,得到3个主要结果:一是通过温度敏感性分析、路径分析等方法,获得了油气热着火简化机理,包含47个组分,100个基元反应;二是通过对简化机理的模拟分析发现,随着初始温度的增加,热着火的延迟时间减少,当初始温度小于850,K时,延迟时间较长,而初始温度大于900,K后,延迟时间相差不多;三是在相同温度和碳氢浓度下,组分浓度越均匀,延迟期越短,大分子浓度越大,延迟期越长,反应后温度越低,小分子浓度越大,反应越充分.     

O_2/CO_2气氛下粒径对煤粉燃烧特性的影响

利用热重分析法研究了粒径和氧气浓度对煤粉O_2/CO_2燃烧特性的影响。结果表明,在O_2/CO_2气氛中,减小煤粉粒径能和提高氧浓度均可以改善阳泉无烟煤的燃烧特性。随着氧浓度增加,煤粉的着火温度和燃尽温度均有所下降,燃尽时间缩短,煤粉的反应活性增强。     

我国煤利用的CO_2排放与煤清洁利用技术

据低碳能源情景预测,我国2050年能源总消费量为78×10~8t(标煤),则CO_2排放量将由2008年的71.25×10~8t增加到136.5×10~8t。煤炭需求量为27.5×10~8t,CO_2排放量约为70×10~8t。我国现有燃煤发电4×10~8~5×10~8k W,年用煤炭约14×10~8~17.5×10~8t,集中排放CO_228×10~8~35×10~8t。常规煤燃烧释放出大量污染物造成酸雨、使气候变暖,形成各种严重的自然灾害。燃煤发电的碳利用率为零。建议研究开发煤气化发电与电解水储电、CO_2综合利用系统技术,从根本上解决我国煤炭清洁利用的问题。该系统选用粉煤纯氧高温高压气化制合成气发电,碳转化率达到99%,免去燃煤锅炉发电产生SO_2、NOx和粉尘所需要的高投资高成本的处理费用。煤气化制得的合成气,部分经水电解分离,负极出H_2,正极出21%O_2+79%CO_2代替空气用于气轮机燃烧发电,排出高温纯CO_2尾气入废锅产高压蒸汽发电后,经冷却、节流,膨胀成雪花状CO_2压榨成干冰作化肥,供植物作养分,实现碳循环资源化利用。     

稻壳混合贫煤燃烧对SO2排放的影响

本文利用循环流化床实验平台,分析稻壳混煤燃烧对SO2排放的影响.将稻壳与贫煤按不同质量比制成混合燃料,在流化床锅炉中燃烧,采集炉温及烟气中SO2浓度等数据进行分析.结果表明,当燃烧温度恒定时,SO2的排放量随着燃料中稻壳所占比重增加而降低;当燃料中稻壳所占比重恒定时,SO2的排放量随着燃烧温度的升高而增加.     

富氧燃烧CO_2压缩纯化试验研究

以富氧燃烧碳捕集技术为基础,开展CO_2压缩纯化技术研究,搭建了300t/a CO_2压缩试验平台,在该平台上开展各种体积分数CO_2的压缩试验,寻找最佳运行参数.结果表明:当CO_2体积分数为80%时,液化温度为-30℃、压力为3.0 MPa是最优的液化条件,在该条件下CO_2液化率较高(81.86%),液体CO_2消耗电功最低为1 273kJ/kg,液体CO_2纯度大于99%;该平台可协同脱除NOx和SO_2等污染物.     

CO_2效应对煤焦颗粒增氧燃烧影响的数值研究

采用考虑炭粒表面氧化还原反应以及气相CO-O_2反应的连续膜模型,在增氧燃烧中添加一定量的CO_2并采用Ar来调节煤焦颗粒表面温度,分析O_2浓度效应、CO_2化学效应及热效应对煤焦颗粒表面燃烧速率的影响.结果表明:当增氧燃烧系统中O_2体积分数从21%提高到26.5%时,煤焦颗粒表面温度升高154K,燃烧速率增大,且着火时间和燃尽时间均提前;在煤焦颗粒增氧燃烧过程中,O_2浓度效应对煤焦颗粒表面燃烧速率的影响占主导作用,其次是CO_2化学效应,而热效应的影响最低,三者影响的相对贡献率分别为56.4%、25.7%和17.9%.     

CO_2进气道和缸内喷射对柴油准HCCI燃烧的影响

通过开发的气体喷射系统,研究并对比了进气道和缸内喷射CO2对准均质压燃燃烧排放的影响.准HCCI燃烧由两段喷油实现.结果表明:随着缸内和进气道CO2循环喷射量的增大,缸内最高平均温度降低,燃烧相位推迟,最大压力升高率变化不大;NOX排放减小,HC和CO排放增大.等CO2喷射量下,NOx随着缸内CO2喷射始点的提前而减小;缸内喷射的HC和CO排放较进气道喷射的大.随着CO2循环喷射量的增大,进气道喷射的烟度开始变化不大,然后急剧上升;而缸内喷射的烟度变化不大.     

CO_2掺混比对甲烷HCCI燃烧特性的影响

基于微型均质充量压燃(HCCI)自由活塞动力装置内自由活塞单次冲击过程,通过试验与数值模拟的方法,对比分析了甲烷掺混不同比例的CO_2时,混合气着火时刻、微燃烧室内的温度、压力以及装置做功能力的变化.结果表明:在初始当量比为0.5时,甲烷中CO_2的掺混使混合气着火时刻延迟、燃烧速率变慢,微燃烧室内的压力与温度峰值后移且降低,混合气体的爆燃现象得到改善.随着甲烷中CO_2掺混比的增加,混合气的着火与燃烧不断恶化,装置的做功能力不断减弱,同时装置所需的启动能量不断增加;当CO_2掺混比达到40%时,自由活塞的速度增量减少2.67 m/s,平均有效指示压力减少0.584 MPa,同时装置所需的启动能量增加至0.182 4 J.当CO_2掺混比达到58%时,混合气无法被压燃,微动力装置不对外做功.在保证装置做功能力的基础上,甲烷掺混一定比例的CO_2,微燃烧室内平均温度能够降低30～100 K,微动力装置可以降低对微燃烧室材料的依赖,实现低温燃烧.