喷嘴雾化特性及脱硫废水蒸发数值模拟

利用相位多普勒粒度分析仪（PDA）实验台测量了双流体喷嘴出口速度与粒径分布,利用得到的速度与粒径数据对江苏某生物质电厂进行小水量脱硫废水蒸发的数值模拟,着重研究了液滴粒径以及烟气中水蒸气的体积分数对液滴蒸发过程的影响。PDA实验结果表明,该双流体喷嘴在特定气液比条件下出口粒径均小于100μm。应用离散相模型与随机轨道模型,利用Rosin-Rammler分布模拟喷雾液滴分布范围（0～100μm）。模拟结果表明,粒径低于100μm的液滴能够完全蒸发,液滴粒径越小,完全蒸发时间越短,液滴经历的平稳吸热时间越短。随着粒径的增加,液滴完全蒸发时间增幅变大。随着烟气中水蒸气体积分数增加,液滴蒸发速率变缓,液滴开始蒸发的时间延长,且体积分数越大,出口未蒸发完全的液滴直径越大,但出口液滴粒径增大的幅度在减小。     

采用多元颗粒模型对圆柱形颗粒在移动床中流动的离散单元法直接数值模拟

为了研究活性焦颗粒在移动床内的流动特性,通过离散单元法直接数值模拟方法对活性焦即圆柱形颗粒在移动床内的流动进行了数值模拟。采用多元颗粒模型来描述圆柱形颗粒,即圆柱形颗粒通过几个叠加在一起的球元构成。建立了圆柱形颗粒的碰撞机制,分析了圆柱形颗粒在流动时的受力情况,并通过实验验证多元颗粒模型的可靠性。从宏观和微观2个方面,比较圆柱形颗粒2种构建方式(2球元和3球元)下的模拟结果。结果表明:2球元和3球元构建的圆柱形颗粒在动能、转动动能、变形量、碰撞力、碰撞次数等微观方面的差别较大。且通过比较颗粒位置图和下料率可以看出,3球元圆柱形颗粒的模拟结果与实际结果更加相符,因此,选择3球元作为圆柱形颗粒的构建方式。     

直接碳燃料电池活性炭制备的实验研究

以KOH为活化剂,采用化学活化法对橡木锯屑制取活性炭进行了实验研究。考察了活化温度、碱炭比和活化时间对活性炭比表面积的影响,得到了制取活性炭的最优工况,随后对此工况下的活性炭先后使用HNO3浸渍和乙酸镍Ni负载。结果表明,最优工况下制备的活性炭比表面积为1967m2/g。HNO3浸渍可以增加活性炭表面含氧官能团的种类和含量,也能较大程度地降低活性炭的灰分,乙酸镍Ni负载后,活性炭体积电阻率降低了很多。     

高铝矾土改性对稻草热解与气化特性的影响

在固定床中研究了高铝矾土改性剂及其浓度和反应温度对稻草热解产气特性的影响,选取固定床中最佳实验条件,在流化床中研究了改性高铝矾土床料对稻草气化特性及焦油产率的影响。结果表明,不同物质改性的高铝矾土对稻草热解产气特性的影响不同,4种物质提高稻草热解产气能力的顺序为CaCl2相似文献   

SCR超低排放综合诊断及闭环优化

针对燃煤电厂烟气脱硝系统存在的流场不均、氨逃逸导致空气预热器堵塞以及NO_x排放不能在全负荷段稳定达标等典型问题,提出了SCR超低排放综合诊断及闭环优化策略。结合某630 MW机组实施超低排放改造具体案例,以在线大数据和性能检测为基础,数值模拟和系统诊断为手段,通过模拟评估及试验分析进行预判,提出改进方案并予以优化、修正和实施,最后结合性能试验对超低排放改造实施效果进行验证。研究结果表明,采用多元手段进行SCR系统综合诊断和闭环优化,NO_x浓度场标准偏差从18.6%下降至4.89%,脱硝效率从86.7%提高至89%以上,NO_x排放质量浓度稳定低于50 mg/m³,SCR系统出口氨逃逸质量浓度从16 mg/m³下降至0.75 mg/m³,超低排放改造效果显著。     

基于铁基载氧体的甲烷化学链燃烧数值模拟

基于Gibbs自由能最小化原理,建立了以Fe2O3为载氧体的甲烷化学链燃烧模型,研究了流化床燃料反应器内反应物摩尔比、温度以及操作压力对反应产物分布和载氧体反应活性的影响,并揭示了其反应机理.结果表明:当Fe2O3与CH4反应物摩尔比保持在12左右,反应器温度控制在850～900℃范围时,出口处CO2的摩尔分数达到最大值;提高反应器温度降低了载氧体的反应活性;增加反应器操作压力有助于提高载氧体的反应活性,但同时由于促进了CH4的重整反应而导致CO2摩尔分数的降低.     

气化剂预热温度对加压湍动循环流化床煤气化的影响

在实验室规模加压湍动循环流化床气化炉上,研究了气化剂预热温度对煤气化特性的影响。结果表明：气化介质温度从400℃提高到700℃后,煤气热值增加21%;煤气中可燃组分H₂和CO浓度分别从10.55%和9.57%提高到13.62%和13.12%;不可燃组分N₂和CO₂浓度分别从61.03%和16.14%降低到57.03% 和13.7%;甲烷含量变化较小;冷煤气效率由49.3%增加到56%。碳转化率和干煤气产率随气化剂预热温度的不同变化较小。实现了循环流化床提升段下部湍动流化、上部环核流动的特殊流场结构,与已有研究结果相比,煤气热值、煤气产率、冷煤气效率都略有提高,更加适合煤气化。     

尿素水溶液雾化热分解特性的建模及模拟研究

基于FLUENT平台对尿素水溶液(urea-water-solution,UWS)液滴的蒸发和热分解特性进行建模和数值模拟研究。对单个尿素水溶液液滴采用快速混合模型(rapid mixingmodel,RM)模拟液滴蒸发,并考虑运动和变化特性,对尿素水溶液液滴采用拉格朗日轨道模型跟踪;同时建立液滴的化学动力学模型,液滴与气相两相耦合之间考虑了动量、质量和热量,研究发现温度窗口对尿素热分解的重要性:对于给定溶液流量和液滴粒径,温度达到406K时,液滴中的水几乎就蒸发完全,此时尿素开始逐步热分解,NH3的转化率随温度和停留时间的增加而增加,并在温度650K以上达到比较好的热分解效果,当温度达到700~735K附近时,热分解转化率达到最大值,温度继续升高时,因高温空气的氧使得NH3被氧化,浓度降低至零。另外,还将计算结果与试验测量数据进行了对比,以保证数值研究结论的可靠性。     

铁矿石载氧体甲烷还原热重动力学分析

介绍了一种能够同时实现高效率发电和低能耗分离CO₂的新颖电站锅炉燃烧方式—化学链燃烧（chemicalloopingcombustion,CLS）,并基于徐州利国铁矿矿石制备铁基载氧体,以CH₄为还原性气体进行了热重实验（thermogravimetric analysis,TGA）,并针对TGA曲线数据进行了化学动力学分析。分析结果表明,温度是影响载氧体还原程度的重要因素,温度升高导致还原速率加快、还原程度加深。还原反应过程在450～700℃温度段由扩散控制的Valensi方程模型控制,而在850～1050℃温度段则由收缩球体模型控制,并依据模型分别计算出了相应模型的活化能和频率因子,为CLC应用于电力生产领域提供了理论指导。