造纸黑液治理现状及处理草浆黑液新思路

介绍了中国造纸行业现状,总结了黑液处理技术的工艺及特点,针对草浆造纸黑液处理的可行性进行了分析。最后,提出了采用循环流化床低温气化技术处理草浆造纸黑液的新思路,该方法能够解决低碳转化率的问题,有望成为处理草浆造纸黑液的最佳选择。     

酒糟在流化床中燃烧特性的试验研究

利用X射线荧光光谱仪、灰熔点仪和热重分析仪等对酒糟的灰成分、灰熔点及着火温度进行了测试,并在小型流化床试验台上进行了酒糟燃烧试验,对不同含水率酒糟的着火特性、烧结特性和NOx排放质量浓度进行了研究.结果表明:酒糟灰中K2O和Na2O的含量很低,只有4.936%;酒糟灰的软化温度较高,高于1 290℃;干燥酒糟的挥发分较高,高于250℃就能够着火燃烧;当石英砂的平均粒径为300μm、流化床内的流化速度大于0.36m/s时,流化状况良好;在900℃下,酒糟在石英砂流化床中燃烧不会出现烧结现象;在不同的燃烧温度下,NOx排放质量浓度均较大,且随着燃烧温度的升高而增大;酒糟可以在石英砂流化床中燃烧,且燃尽效果良好.     

差速流化床密相区内流动特性的数值模拟

基于颗粒动力学理论,采用Fluent软件中标准k-ε方程模型和欧拉-欧拉双流体模型对差速流化床底部密相区内的气固两相流动过程进行了数值模拟,分析了内循环过程中颗粒速度和压力等流动特性参数的分布和变化规律,研究了主、副床风速对密相区流场的影响.结果表明:保持副床风速u2=1.5m/s不变,随着主床风速的增大,主床的时均颗粒体积分数降低,副床的时均颗粒体积分数升高,压力降方差和回流速度增大;保持主床风速u1=4.0m/s不变,随着副床风速的增大,回流速度减小,压力降方差先增大后减小,当副床风速为2.0m/s时气固两相流动最强烈.     

黑液木质素焦热解动力学分析

在N_2的气氛下,以10℃/min、20℃/min、30℃/min、40℃/min和50℃/min的升温速率分别对黑液木质素焦进行热重实验,研究升温速率对其热解反应的影响。结果表明,黑液木质素焦的热解过程主要分为三个阶段:180～380℃、380～570℃以及570～800℃;TG和DTG曲线随着升温速率增大逐渐向高温侧偏移,高升温速率不利于热解反应进行;采用Coats-Redfern法、Ozawa法和Kissinger法求得活化能分别为93～251 kJ/mol、111～122 kJ/mol和110～134 kJ/mol。     

内套管位置对预热式燃气辐射管NO_X浓度的影响

通过利用FLUENT软件,对辐射管内的燃烧过程进行了二维数值模拟。研究了内套管相对位置对烟气NOx浓度以及辐射管温度的影响。为自身预热式辐射管的开发与优化以及燃烧污染物控制提供了参考数据。     

生物质燃烧过程中氯及钾析出特性研究

氯和钾在燃烧过程中以气态析出,是引起生物质直燃锅炉受热面积灰及腐蚀问题的主要原因,利用马弗炉在650、700、750、800和850℃5个温度下燃烧麦秆、稻秆、玉米秆、棉花秆、油菜杆和稻壳6种生物质,分别使用离子计和原子发射光谱法测量吸收液中的氯和钾浓度,研究这6种生物质燃烧过程中氯和钾的析出特性。结果表明:不同温度下,Cl和K以气态析出的量有明显差别,保持温度低于750℃即可有效抑制两者析出进入烟气。     

松木颗粒流态化两段气化制备清洁燃气的工艺稳定性验证

为了验证流态化两段气化工艺的长时间运行稳定性,本实验采用商用果木炭半焦作为松木流态化两段气化制备清洁燃气的催化床料。实验前期通过形成稳定的有效催化半焦床层,减少半焦在系统内的积累周期,以实现系统快速达到高效脱除焦油的目的。实验中,保持过量空气系数（ER）为0.35,提升管气速为3m/s,并逐渐调整流化介质中的氧气浓度,逐步增大生物质处理量。结果显示,随着松木颗粒的进料量从1kg/h增大到3kg/h,产品气中CO和H₂体积分数分别从7.71%和3.13%增长至16.15%和12.60%,CH₄的体积分数略微下降。气体收率（标准）也从0.90m³/kg增长至1.36m³/kg,相应的产品气热值（标准）从3.26MJ/m³增加至4.80MJ/m³。通过多次人为启停和改变运行参数等操作,在整个12h运行周期内,流态化两段气化产生的半焦与消耗的半焦速度相匹配,温度和压力表现出良好的运行稳定性。这一结果证明了流态化两段气化工艺在生物质制气中具有技术先进性和长时间运行稳定性。     

时间分辨热化学原位XAFS方法

为了利用X射线吸收精细结构（X-ray absorption fine structure,XAFS）谱学技术开展热化学反应动力学研究,在上海光源X射线吸收精细结构谱学线站（BL14W1）开展了时间分辨热化学原位XAFS方法的研究。采用自主研制的数据采集设备解决了时间分辨XAFS技术中不同类型信号同步触发和同步采集的问题,实现了数据间的精准匹配。在单色器转速为720\"/s、数据采集设备采样率为2MS/s、数据长度为1200eV的条件下,获得了一个9.6s的Cu标样的数据谱,通过与常规XAFS数据和标准XAFS数据进行对比,结果表明本文得到的时间分辨XAFS实验系统具有良好的准确性、分辨率和信噪比。在此基础上,进一步结合线站自主研制的原位装置开展了时间分辨热化学原位XAFS方法,并利用高温常压原位装置开展了CuO还原为金属Cu的验证性实验。在230℃恒温氢气气氛下30min内观测到Cu吸收边能量逐渐向低能量处偏移,同时它位于8998eV的主峰强度逐渐减弱并且劈裂为双峰结构,出现明显的金属Cu的特征。实验结果表明此方法达到了捕获物质动态演化过程的预期目的,在拓展XAFS谱学实验平台的同时,为热化学反应的动力学过程研究提供了一种强大的实验手段。     

采用流化床或低倍率循环流化床燃烧生物质发电的建议

介绍了国内外生物质发电现状及国内存在问题,指出采用流化床或低倍率循环流化床燃烧生物质发电比较合适国内推广应用。     

不同气氛下流化床菱镁矿轻烧产物特性研究

利用实验室小型流化床装置,通过改变CO₂、H₂O浓度得到不同品位菱镁矿的轻烧产物,通过分解率、吸碘值、XRD、BET、SEM对轻烧产物的理化性质进行表征,研究了轻烧气氛中CO₂、H₂O含量对产物活性的影响。结果表明,在原料分解完全时,产物的活性由微观结构决定;增大CO₂浓度,轻烧产物的吸碘值逐渐降低,晶粒尺寸由小逐渐变大,表面结构由多孔变为少孔,说明CO₂的存在降低了产物活性;增大H₂O浓度,轻烧产物的吸碘值会逐渐降低,比表面积由大变小,表面结构由疏松多孔变得致密光滑,H₂O通过促进氧化镁的烧结来抑制产物的活性;相同工况下,高品位的菱镁矿轻烧产物活性高于低品位。