强旋湍流气固两相流动的实验研究

以循环流化床为应用背景，采用三维激光颗粒动态分析仪(3D—PDA)对一方形截面分离器内的强旋气固两相流湍流进行了研究。结果表明：(1)方形分离器内的旋流流场呈中心为强制涡而边壁附近为准自由涡分布，在边角位置存在局部旋涡。颗粒在边角处的相互碰撞强化了该处的准层流脉动，使得湍流动能和局部湍流强度在边角附近取得较大值。其消耗了较多的能量，是造成分离器压力损失的主要区域之一，并有利于颗粒在边角约分离。(2)在分离器上部，垂直方向的平均下落速度的最大值靠近导流锥体的右侧(进口在左侧时)。在分离器中下部，最大下落速度在分离器的右壁面，截面中心部位速度方向向上，出现回流。     

回转窑传热模型与数值模拟

对回转窑内传热过程进行了分析 ,在已有研究基础上归纳了各项换热系数的关联式 ,尤其结合热渗透模型完善了回转壁面与料床之间传热机制的研究 ,并提出通用的计算关联式。进而提出了内热式炉型的一维轴向传热模型 ,并根据已发表的试验数据验证了该模型和各换热系数的适用性。计算表明在窑内低温段 ,物料的受热主要来自其覆盖的回转壁面对其加热 ;而在高温段 ,气体的辐射热量成为加热料床的主要热源。此外 ,由物料进口端沿轴向窑壁散热增大 ,在窑内高温段窑壁的散热甚至高于物料吸热量 ,因此在回转反应器的设计中应充分考虑窑壁散热造成的热效率降低并采取相应措施。     

高温下 CaS氧化反应特性的实验研究

采用热重等温实验研究了970～1150℃内CaS的氧化反应特性,利用红外光谱仪定量分析反应析出SO2气体,通过亚甲基蓝分光光度法测定固体残留物中CaS的含量.实验研究发现,在970～1150℃内,反应呈先失重后增重趋势,固体残留物中都检测出少量CaS的存在.随温度升高,残留固体样品中CaSO4的质量百分比下降,而CaO的质量百分比上升,SO2析出速率急剧增大,1150℃下SO2的析出速率比970℃下的析出速率高了一个数量级.随O2浓度增大,残留固体样品中CaSO4的质量百分比和SO2析出速率轻微上升.降低反应温度和增大O2浓度,有利于提高CaS氧化生成CaSO4的比例.     

新疆石煤料团流化床焙烧提钒试验研究

在一台小型流化床燃烧试验台上对新疆石煤料团进行了焙烧特性的试验,着重考察了焙烧温度、焙烧时间、流化风速、添加剂种类对焙烧成球率的影响,并对飞灰、底渣、床料进行收集采样,利用水浸、质量分数为2%的Na2CO3溶液、6%的H2SO4溶液、10%的H2SO4溶液对各种样品浸取提钒,研究了焙烧温度、焙烧时间、浸取方式对转浸率的影响.结果表明:采用水泥为添加剂,温度为930℃,焙烧时间为90min,采用质量分数为10%的H2SO4溶液酸浸,可得较高焙烧成球率和转浸率,钒总回收率约为55.1%,同时可有效回收石煤热能,用于产汽发电.     

高压脉冲电晕降解液相苯酚的实验研究

利用针-筒式反应器进行高压脉冲电晕放电降解液相苯酚的试验,研究Fe2+、脉冲电压峰值、脉冲频率、曝气及pH等对苯酚降解的影响.结果发现,苯酚降解率随着Fe2+添加量的增加先升高后降低,最佳Fe2+的添加量为0.015 mmol/L;提高脉冲电压峰值、脉冲频率、曝气体积流量和pH均可达到提高苯酚降解率的效果,其经济性、适应性最佳值如下：脉冲电压峰值为40 kV,脉冲频率为180 Hz,曝气O2的体积流量为6 L/min,此条件下苯酚降解率可达到84.8 %;偏碱性环境有利于苯酚的降解;曝气种类对苯酚降解率有较大影响,降解率由高到低依次是氩气、氧气、氮气.当曝气源为氩气时,苯酚的降解率可达到98.1 %.     

基于时域激光诱导辐射确定湍流火焰烟黑粒径

对非稳态丙烷湍流火焰中的烟黑粒径进行在线测量.高能脉冲激光直接照射火焰中的烟黑微粒,其受热辐射光谱信号由光电倍增管检测.为降低信号噪音,采用分段平均方法拟合获得烟黑等亚微米量级固体颗粒粒径.所得结果与透射电镜测量结果吻合.通过统计多个激光脉冲下颗粒各粒径值,获得了不同空燃比下丙烷湍流火焰中烟黑粒径分布的变化规律.本方法为非稳态燃烧过程中可吸入颗粒物尺寸分布提供了一种有效的在线监测手段．     

1000MW燃煤锅炉富氧燃烧改造及NO_x排放的数值模拟

针对燃煤锅炉富氧燃烧改造的可行性以及NOx排放的问题,提出基于CFD数值模拟方法,开展1 000MW双切圆式燃煤电站锅炉的富氧燃烧改造及其NOx排放的数值模拟研究.结果表明,当氧气体积分数为30%的富氧燃烧条件下模拟的炉膛温度分布、换热结果与改造前空气燃烧时相当.绝热火焰温度一致可以作为改造时氧浓度选择的依据.改造后燃料NOx、热力NOx的生成量均显著降低,总NOx生成量可达改造前的47.3%.大量二氧化碳的存在促进还原区煤焦气化反应和燃料氮的析出,削弱了NOx前驱物的氧化,促进NO还原,从而减少NOx生成量.增大燃烬风风率可降低NOx排放.再循环烟气中的NO的还原使NOx净生成量降低44.6%~71.8%.     

一次风反切系统的数值模拟和多相流动特性分析

四角切圆燃烧锅炉,存在着稳燃和结渣的矛盾,一次风微反切技术已在多台锅炉上得到应用,较好地解决了这对矛盾并能在一定程度上降低ＮＯｘ的排放量。本文把湍流理论和多相流动理论应用于炉内空气动力场的计算机数值模拟,用投影法编制的计算软件对６００ＭＷ锅炉炉内流动进行了计算,得出了一次风反切系统中炉内速度场、实际切圆、颗粒运动轨迹等结果,与冷炉和冷模试验基本吻合,对一次风反切系统的设计和调试具有参考价值。     

木聚糖快速热解试验研究

为了了解半纤维素的快速热解机理,研究了反应温度和载气体积流量对半纤维量的热解影响.采用木聚糖作为模化物,在红外辐射加热反应器进行快速热解试验研究.试验结果表明,木聚糖热解生成的焦油产率随温度升高而增加,达到最大值后随着温度的继续升高,焦油发生二次裂解使产率降低;焦炭产焦随着温度的升高而降低,最后趋近稳定值;气体产物主要有H2、CO、CO2、CH4以及CnHm,其产率随温度升高而增加.随着载气体积流量的降低，木聚糖热解产生的挥发分在高温区的停留时间增加，导致挥发分二次裂解加剧而使焦油产率降低，同时气体和焦碳产率相应增加.     

热化学硫碘制氢中碘化氢催化分解的实验研究

采用溶胶-凝胶技术,将Pt掺杂进入Ce0.50Zr0.49和Ce0.50Zn0.49基体,制备了1% Pt0.01/Ce0.50Zr0.49和Pt0.01/Ce0.50Zn0.49 2种催化剂,催化剂通过BET、XRD和SEM进行了特性表征,同时通过碘化氢催化分解实验系统对其分解HI的催化性能进行评价.柠檬酸溶胶-凝胶法可以形成较为完整的Ce-Zr固溶体,但没有形成Ce-Zn固溶体,催化剂中的Pt主要以金属态存在.Pt0.01/Ce0.50Zr0.49物质形态相对比较致密,空隙较少,孔径也比较小,Pt0.01/Ce0.50Zn0.49由微米级别的致密晶粒ZnO和尺寸更小结构相对比较疏松的晶粒CeO2共同组成,比表面积和平均孔径更大.在450℃以下,文献[1]中的催化剂表现出更好的催化效果,但随着温度的进一步升高,催化剂Pt0.01/Ce0.50Zr0.49和Pt0.01/Ce0.50Zn0.49表现出更好的效果,在550℃时,HI分解率分别达到了32.9%和33.75%.