三种典型低热值气体燃料的层流火焰速度测量

实验采用热流量炉方法,在常温常压下对3种典型低热值气体(生物质气化合成气、煤气化合成气、高炉煤气)以及甲烷和合成氨驰放气的层流火焰速度进行了测量。所测气体的当量比从0.62变化到2.09。另外,通过Chemkin对实验气体的层流火焰速度进行了模拟计算。对比实验值和计算值,发现两者非常接近。比较不同种类气体的实验结果和模拟计算结果显示:由于所测低热值气体具有较低的低位发热量,其层流火焰速度普遍较低,在当量比1处,大约为20 cm/s;H2对层流火焰速度具有很大的影响,几种低热值气体中H2含量越高,其层流火焰速度越大;另外,低热值气体中的CO直接影响层流火焰速度的峰值当量比,使其偏离1,位于比较富燃的区域。     

甲烷先进再燃脱硝特性的实验研究

为了获得高效、低成本的NOx脱除技术,在一管式石英反应器上对使用尿素溶液作为还原剂、甲烷作为再燃燃料的先进再燃过程进行了实验研究,结果表明:①随着再燃区过量空气系数α2的增加,AR过程的最佳脱硝温度(topt)先升高而后再降低,最高温度出现在α2=1.0左右,R=2.0时最佳脱硝温度可高达约1 250℃;②AR最佳脱硝效率在α2=1.13附近达到极大值,即还原剂宜喷入弱氧化性气氛中为合适,R=1.5时最佳脱硝效率即高达约90.7%;③AR过程在取得高脱硝效率的同时可以有效控制尾部的NH3泄漏,相对于NH3而言HNCO需要更高的温度才能促使其消亡;④AR过程的N2O排放只在1～2个实验温度点时才明显出现,同时N2O排放量也相对较低。     

不同气氛下硼粉燃烧特性及动力学研究

利用热天平(50~1100℃)分别研究了硼粉在空气、CO2、N2和O2四种不同气氛下的燃烧特性,同时研究了粒度对着火温度的影响。采用Doyle单曲线积分法模型计算硼在不同气氛下的热反应动力学参数。试验结果表明,在50~1 100℃,硼在CO2气氛下增重量最大,在O2气氛中的增重速率最大,而在N2气氛下未见明显增重;硼在空气、O2和CO2气氛下的着火温度分别为710,697,770℃,提高氧浓度有利于促进硼的着火。硼粉着火温度随粒径的增大略微升高。通过计算硼在空气、O2和CO2气氛下的反应动力学参数可知,硼在以上气氛中的反应均属于二阶反应,CO2气氛下硼的反应速率常数最小。燃烧产物分析表明硼在空气气氛下与O2反应为主导反应,而基本不与N2发生反应。     

不同采矿深度准东煤物化特性和燃烧性能研究

选取天池能源浅层和深层煤样进行研究,以大同烟煤作为对比,了解采矿深度对煤质及燃烧特性的影响,为准东煤的勘探和燃烧提供必要的理论依据。研究发现,随着采矿深度的增加,煤中水分减少、灰分降低、发热量增加、含硫量减少,煤质更加接近烟煤;煤灰中Fe2O3明显减少,煤的结渣趋势减轻;煤的着火温度略有降低,燃烧速率提高,燃烧特性变好。与大同烟煤相比,准东煤高水分、低发热量、低氮含量,燃烧时着火温度显著降低且燃烧速率低。     

平板式微藻光反应器的流场优化及闪光效应

针对微藻闪光效应的特点,开发一种内置交叉导流横向隔板的平板气升环流式微藻光反应器.研究藻液中光衰减规律和通气流量对微藻生长的影响,通过流场数值模拟剖析闪光效应特点,实验对比不同反应器的生物质产量.得到微拟球藻液的光衰减公式,每升藻液的最佳通气流量为05 L·min-1.反应器增加交叉导流横向隔板后,形成一个顺时针和逆时针旋转的交替更迭的大涡流动,加强气液混合和物质传递,在水平光程方向上藻液速度提高到15~22倍,藻液光暗循环周期显著降低到无横向隔板时的1/19.结果表明,快速闪光效应能够明显促进微藻光合生长,最终使微藻生物质产量提高了25%.     

褐煤等温脱水热重分析

利用热天平热重和微分热重分析方法,进行了4种褐煤在氮气流下等温干燥实验,得到了样品蒸发速率与含水率关系曲线,并获得各脱水阶段的干燥机理方程。采用扫描电镜对脱水前后褐煤外观形貌进行分析。结果表明,热天平氮气吹扫条件下,褐煤体积收缩、外观发生变化;干燥过程分成2个阶段,其中含水率高于临介含水率阶段是褐煤较大孔结构中自由水/体积水蒸发析出过程,并伴随褐煤体积的收缩,按照Kelvin公式,该过程主要受毛细管作用力影响,蒸发速率逐渐降低;含水率低于临介含水率阶段对应褐煤内部微孔内水分的干燥,由于褐煤表面富含含氧官能团,并与水通过氢键连接,水的蒸发速率变得更低,蒸发过程主要受脱附/吸附以及氢键破坏作用控制。     

再燃煤粉轻质挥发分动态析出特性实验研究

在一管式炉上对煤粉高温热解小分子挥发分的动态析出特性及产量、构成等进行了研究。实验选择从烟煤到无烟煤的4种煤,热解温度范围在800~1 200 ℃。实验结果表明：随着热解温度的升高,在动态析出峰值上,HCN、C2H2、CO、H2持续增大,C2H6持续减小,而NH3、CH4及C2H4则是先增大后减小;在各物质析出产量上,HCN、CO、H2随温度而增加,CH4、C2H6随之下降,而NH3、C2H2、C2H4则存在一个最大析出值;烟煤挥发分平均分子量随温度升高而变小,无烟煤则是先变小后增大,在整体上烟煤的挥发分平均分子量要大于无烟煤。此外,在各种研究的小分子挥发分物质中烟煤的析出量均要大于无烟煤的析出量,CO、H2的最大析出量分别与煤中的氧及氢含量多少相对应。     

直接点火燃烧器煤粉二次混合冷态数值模拟

为掌握直接点火燃烧器第二级部分内部流动特征,应用Fluent6.1.22软件对浙江大学热能工程研究所的两级直接点火燃烧器第二级部分的内部紊流气固两相流动进行了数值模拟,采用标准k-ε紊流模型和壁面函数法模拟气相流动,采用双向耦合拉格朗日法追踪颗粒运动轨迹。对连续相速度和湍流动能分布特征以及颗粒相运动轨迹进行了分析,得出了不同工况条件下煤粉的混合状况和煤粉颗粒在整个混合区域内的分布规律。此结果对于燃烧器的现场运行及其优化设计都有一定的指导作用。     

低阶煤高温高压水热处理改性及其成浆特性

褐煤、亚烟煤等低阶煤内水、氧含量大,直接制备浆体燃料,成浆浓度低、粘度大、流动性差。通过高温高压对低阶煤进行水热处理(热水反应),可以在较短时间内提升其煤阶和热值,同时改变其理化特征,进而较大程度提高其成浆浓度。结果表明,热水反应后,小龙潭褐煤最大成浆浓度可以由44.6%(原煤)提高到64.55%;印尼MIP亚烟煤最大成浆浓度则由39.71%(原煤)提高到64.61%。不同反应终温对于热水反应产物的成浆性能改善程度不同,从含氧基团化学分析以及煤水界面接触角两个方面进行了机理探讨。     

二价铁系离子对混合菌种光合产氢的影响

针对不同浓度的Fe2+、Co2'和Ni2+对混合菌种的光合产氢与生长的影响进行实验研究.结果表明适当浓度的二价铁系离子对产氢及生长具有一定促进作用.Fe2+、Co2+和Ni2+最佳产氢浓度分别为9.00、0.45和0.10wnol/L,而对产氢的影响作用大小顺序为:Fe2+>Ni2+>Co2+.二价铁系离子在适当浓度范围内可提高生长速率,其中Co2+对生长的促进作用最大.由于pH值影响二价铁系离子对产氢酶活性的作用,针对Fe2+浓度在不同初始pH值时对混合菌种光合产氢的影响进行实验研究.结果表明当pH=7.0时,Fe2+ 浓度的变化对产氢的影响最显著.而在本试验范围内,随着pH值偏离7.0,Fe2+浓度的变化对产氢的影响逐渐减小.