臭氧在烟气中氧化零价汞的机理研究

在构建70步详细反应机理的基础上,通过敏感度分析、试验研究及动力学模拟对臭氧在烟气中氧化零价汞机理进行深入分析与探讨.敏感度分析表明,反应Hg+NO3=NO2+HgO是直接影响Hg0氧化的关键基元反应,NO3的生成量是影响Hg0氧化的最关键因素.试验研究与动力学模拟表明,臭氧在烟气中能有效氧化零价汞,φ(O3)/φ(NO)越大或烟气温度越高(所研究温度范围内),Hg0氧化效果越好,且都基本呈线性关系.分析其原因为,φ(O3)/φ(NO)增大或烟气温度升高,可提高NO3的生成量,而NO3生成量的提高可直接使Hg0氧化效果增强.动力学模拟与试验研究结果取得了很好地吻合,验证了所构建反应机理的正确性.     

高频介质阻挡放电产生臭氧的实验研究

实验研究了在不同气源条件下高频正弦介质阻挡放电法产生臭氧时电压、体积流量、相对湿度的变化对臭氧体积分数的影响.实验结果表明,当气源分别为空气和氧气时,臭氧体积分数随气体体积流量的变化呈不同的变化趋势,为空气源时臭氧体积分数随气体体积流量的增大先升高后降低,而为氧气源时臭氧体积分数不断下降.气源为氧气时,实验中当电压为较低电压3 064 V,体积流量为30 L/h时,臭氧体积分数高达55 000×10^－6,从而即产生了高体积分数的臭氧又保证了整个系统的安全,降低了成本.     

410t/h燃油锅炉改烧水煤浆试验研究

针对茂名热电厂410t/h燃油锅炉改烧水煤浆进行了试验研究,结果表明:对锅炉进行改造后,全烧重油和水煤浆都能达到额定出力和预定的设计参数,热效率分别比设计效率提高了0.93%、1.45%,燃烧状况良好,飞灰和炉渣可燃物含量低,达到了长期连续运行的要求;与燃烧重油相比,燃烧水煤浆时SO2排放减少一半,NOx排放略有增高;燃油锅炉改烧水煤浆具有非常显著的经济效益和环保效益。     

固硫中间产物CaS生成反应动力学研究

在层燃炉和煤粉炉的燃烧固硫过程中,钙基固硫剂的固硫产物主要是CaSO_4和CaS,其中CaS的生成特性对燃煤锅炉的脱硫有很大影响。文中对CO气氛下CaSO_4转化成固硫中间产物CaS的特性进行了热力学分析,并利用热重与红外光谱分析法进行了CaS生成反应特性实验。结果表明：CaS的生成反应优先于CaSO_4的分解反应,CO浓度改变对CaS生成过程的影响不大,但低浓度CO会导致CaSO_4的分解反应提前,CaS的转化率也略低。建立了CaS生成反应动力学,得到CO气氛下CaS的生成反应为1/2阶化学反应,指前因子为5．69×10~(12),表观活化能为461．37kJ/mol。     

利用液态CO2提高水煤浆煤水配比对气化效果影响的数值模拟

提高水煤浆气化碳转化率和冷煤气效率，是强化气化过程的必然结果。利用FLUENT软件平台，该文用数值模拟方法模拟了水煤浆气化过程中水煤浆煤、水配比和氧、碳原子比对气化过程和出口煤气成分的影响；尤其是研究了利用添加液态CO2的方法提高水煤浆煤、水配比，对提高气化炉碳转化率和冷煤气效率的影响。模拟结果显示：随着液态CO2浓度的不断升高，煤气成分中CO大幅上升，H2略有降低，CO2浓度升高；气化炉的碳转化率和冷煤气效率都有较大幅度提高，分别达到最大值98.58%、76.74%，比原工况分别提高了3.7%、6.1%；气化炉温度先降低后变化趋缓。结果证明添加液态CO2后强化了气化炉内的二次反应，提高了焦炭燃烧速率。     

微尺度燃烧中数值模拟模型选择研究

该文对微尺度燃烧数值模拟所选用的模型进行了研究.通过理论上对流动和燃烧的分析,认为用传统上的临界雷诺数来区分层流燃烧和紊流燃烧在微尺度燃烧中可能不能反应实际情况,小雷诺数下也存在紊流的可能;在所研究的微尺度管道中,实验表明具有紊流特征,数值模拟和实验的对比表明,三维紊流燃烧模型比层流模型的温度分布更接近实际温度分布,能够相对较好地反应实际情况.同时在目前的数值模拟模型中,由于没有考虑熄火距离的影响,导致在微尺度燃烧模拟中会出现温度偏高的现象.     

用臭氧氧化技术同时脱除锅炉烟气中NOx及SO2的试验研究

对臭氧氧化锅炉烟气同时脱硫脱硝技术进行了基础试验研究，主要对臭氧的无催化热分解特性、臭氧与NO和SO2的氧化特性以及结合湿法洗涤的整体脱除效果进行了试验研究。研究结果表明臭氧在典型锅炉排烟温度150℃下10s内分解率为28%，该温度下臭氧的生存时间远长于其与NOx/SO2的动力学反应时间，对反应过程影响不大。在100~ 200℃范围内，臭氧均可以对NO进行高效氧化，在[O3]/ [NO]=1.0时，NO氧化率分别达到了85.7％和84.8％，随温度升高，臭氧的分解速度加快，NO氧化效率不断下降，至400℃时已无氧化能力。SO2与O3之间的氧化反应进行较弱，SO2氧化率最高达29.75%，有效温度为27~300℃。系统中加入200mL/m3的SO2对O3/NO之间的氧化反应影响不大。通过结合尾部湿法洗涤，在[O3]/[NO]=0.9时，脱硫效率接近100%，脱硝效率达到86.27%。     

燃油锅炉受热面灰沉积过程及组分分布特性

研究了取自某燃用渣油锅炉不同部位换热面的多个沉积样品，分析了不同区域和沉积生长不同阶段的组分与控制机理。XRF、SEM-EDAX和XRD分别用来鉴定样品的元素组成、形貌以及晶相，并对其中2个沿沉积生长方向有明显分层的典型样品，用环氧树脂固化，对断面做分区能谱扫描。结果表明，渣层生长初期相对成熟阶段，出现Fe、V、Ca 和 S的富集，而Si和Al则表现出相反的趋势。这主要是由于成长初期气相SO3 和V2O5等以及被熔融相Fe2O3包裹的SiO2小颗粒在热涌力和凝结等作用下输送到沉积表面发生粘附作用。初期的矿物组成相对成熟阶段含有较多长石类矿物，如钙长石和钠长石。对于成熟渣样，炉膛内沉积主要矿物组成为莫来石，2级(高温)过热器部位沉积主要为莫来石，方石英与微斜长石(钾铝硅酸盐)，而1级(低温)过热器与省煤器部位则出现一些钒酸钠，钒酸铁与硫酸钙沉积。     

O3/NOx平面反应射流的直接数值模拟

对于O3/NOx平面反应射流，考虑详细化学反应动力学因素，采用直接数值模拟(DNS)的方法进行了模拟。化学反应采用20物种65步详细化学反应机理由CHEMKIN库函数动态计算获取。计算结果表明射流发展过程中涡结构的卷起以及涡结构彼此之间的相互作用演化是流场物质交换和能量交换的主要方式。O3与NOx之间的化学反应速度较慢，反应主要在旋涡核心区停留时间较长情况下进行， NO2是是主要的反应产物，主要出现在15d以后，NO3和N2O5是更高级别的反应产物，数量更少、出现位置更加靠后，分别出现在20d和25d之后。从O3和NO2的Faver统计平均结果来看，化学反应在15d左右开始引发，25d~30d左右最强，根据伴流速度计算对应时间在9.74~11.7ms。     

模糊模式识别在水煤浆锅炉结渣特性判别上的应用

该文基于模糊数学原理，采用模式识别方法，尝试性地提出将综合指数R与4个常规结渣指标(软化温度T2、硅比G、硅铝比SiO2/Al2O3和碱酸比B/A)一起构成评判因素集，对某燃料水煤浆灰和取自该锅炉不同部位的另3个样品(炉渣、转向室灰和除尘灰)进行了结渣倾向性判别，以验证该模型的可靠程度。通过沾污特性分析和粘聚特性试验及与同一模型的模糊综合评判对照，结果表明该新模型较以前的四因素法具有更高的准确性，从而保证了判别结果的可靠性。同时也证明了实验室煤灰明显有别于现场锅炉煤灰。