天然气火焰FTIR测量试验台的设计和调试

从研究天然气锅炉中碳黑生成、辐射换热和NOx排放相互关系的角度出发,设计并制作了一套采用傅立叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)作为测量仪器的试验台,整个试验台由三大部分组成:加热器、燃烧器和燃烧室.试验台能够实现包括不同的预混度和不同的炉膛热环境在内的多种工况,通过调试,证实了不同的预混度对火焰形状和火焰温度有很大影响,今后的FTIR测量试验将进一步考察不同的预混度和不同的炉膛热环境对碳黑生成量、辐射换热量和NOx生成量的影响.     

炭黑非催化燃烧特性的固定床实验研究

含碳燃料在还原气氛下燃烧会生成炭黑，在动力设备的燃烧装置中，炭黑的后期氧化对污染控制是非常重要的。利用石英管固定床反应器对天然气扩散火焰中生成的炭黑在不同氧浓度下（20％、15％、10％和5％）的燃烧特性进行了研究，并选用了蜡烛炭黑、丁烷炭黑和煤焦作为对比。根据实验中得出的燃烧特性，与煤焦相比，炭黑的着火温度较低，但是炭黑的燃烧活化能相对更高。氧浓度对各试样着火温度影响不大，而却影响各试样燃烧过程。还进行了水蒸汽对天然气炭黑燃烧的影响研究，水蒸汽能引起炭黑燃烧速率的显著增大。图9参12     

不同燃气流量对甲烷火焰NO_x排放的影响

文章首先建立了完善灵活的燃气燃烧NO_x测量试验系统,在试验系统上完成了不同预混度和不同燃气流量对CH_4火焰NO_x生成的影响分析。研究结果表明,当CH_4流量变化时,在预混度的整个变化范围之内,NO_x排放可以用统一形式的5次多项式表示。     

炭黑对一氧化氮的吸附反应性

在管式炉石英固定床反应器上研究了程序升温条件下炭黑与NO反应的规律,主要研究了不同NO浓度、温度条件下不同炭黑、反应气中存在CO₂、O₂及其浓度改变时炭黑对NO的还原规律等.实验材料为在扩散火炬中取样得到的天然气炭黑、蜡烛炭黑、丁烷火焰炭黑,同时还选用了一种烟煤焦炭.实验结果表明：各炭黑试样与NO的反应有明确的起始反应温度和较好的反应规律;天然气炭黑比其他炭黑具有更高的脱除率、最低的起始反应温度;炭黑的起始反应温度随着NO反应气浓度增大而升高;反应气中氧存在可以降低炭黑-NO起始反应温度和反应程度最大点温度;反应气中CO₂存在对天然气炭黑反应无影响,可以降低蜡烛炭黑和焦炭与NO起始反应温度,使反应分成两个阶段.     

常温高预混度甲烷火焰燃烧特性研究

使用自行研制的微型天然气燃烧装置,利用FTIR发射透射技术,借助傅立叶变换红外光谱仪在线测量了常温高预混度条件下甲烷火焰的温度和辐射力。通过试验得出了较高预混度条件下常温甲烷火焰的碳黑生成、火焰辐射和火焰温度等方面的燃烧特性。     

不同燃烧条件对燃气火焰NOx生成量的影响

以甲烷火焰和液化石油气火焰为研究对象,通过试验考察了它们在不同预混度和不同环境温度条件下的NOx排放特性.结果表明,对于甲烷火焰和液化石油气火焰,存在一个临界环境温度,在临界环境温度以下,NOx生成量随预混度的变化规律按生成机理可以分为3个阶段:先是快速型NOx起主导作用,然后是快速型NOx和热力型NOx共同起作用,最后是热力型NOx起主导作用;在临界环境温度以上,始终是热力型NOx起主导作用.研究还表明,在一定环境温度范围以内,全扩散或低预混度时,NOx生成量和环境温度基本上是二次函数的关系;全预混或高预混度时,NOx生成量基本上不随环境温度变化.