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。     

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%.     

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。     

混煤焦的微观理化特性与燃烧反应性

以无烟煤和烟煤的混煤焦为例,采用微观分析方法研究混煤焦的理化特性和燃烧反应性.结果表明:混煤焦具有较高的缩合程度,其比表面积呈非线性变化;混煤焦的孔隙以微孔为主,煤焦分形维数的变化规律与微孔比例变化一致;混煤焦等温燃烧反应的剧烈程度与煤焦的物理结构密切相关,比表面积越大,燃烧反应速率越高;混煤焦的燃尽时间与煤焦的孔隙结构关系不大,主要取决于其石墨化程度.     

金属钙对煤焦异相还原NO催化机理的量子化学研究

从动力学和热力学角度,采用量子化学方法对金属钙催化煤焦异相还原NO的机理进行详细研究.采用QCISD(T)/6-311G(d,p)//UB3LYP/6-31G(d)方法,对煤焦及金属钙还原NO的各个基元反应进行动力学或热力学研究.结果表明,煤焦和金属钙还原NO的活化能分别为245.35 kJ/mol和109.82 kJ/mol,说明金属钙还原NO的活化能大大低于煤焦,金属钙对NO的还原能力显著高于煤焦.而另一方面,采用UB3LYP/6-31G(d)方法对CaO与煤焦的反应进行热力学分析.结果表明,该反应在高温下的相关吉布斯自由能差△G约为-1 000 kJ/mol,说明CaO在高温下很容易被煤焦迅速还原成Ca,从而使金属钙循环再生.     

Na2CO3对O2/CO2气氛下CaCO3固硫特性的影响研究

从添加剂改性角度研究了O2/CO2气氛下Na2CO3的加入对CaCO3硫化特性的影响.结果表明经Na2CO3的调制处理,可以得到较好的孔结构和孔尺寸分布;尤其在离子比γ为151时,效果最为显著.从热重等温条件(850℃)分析结果显示,经1.5小时硫化加钠的情况使硫化转化提高了15%,而在转化率X为0.1时活化能由CaCO3情况下的150kJ(mol(1减少为105 kJ(mol(1.从而证明经过Na2CO3调制处理,CaCO3硫化速率加速,促进了向CaSO4的转化.     

造纸黑液对水煤浆燃烧性能的影响及分析

从微观和宏观分析的角度研究了黑液水煤浆、普通水煤浆和制浆原煤的燃烧特性,以探究造纸黑液对水煤浆燃烧件能的影响及机理.结果表明,与其他两种燃料相比,由于黑液的作用,黑液水煤浆具有着火温度低、燃尽率高、燃尽时间短和污染物排放低的特点,SO2绝大部分被NaOH、Na2CO3吸收固定在灰渣中.x射线衍射和能谱分析结果发现,黑液中的Na是引起黑液水煤浆具有较强沾污结渣倾向的重要因素.