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.     

氧含量对炭黑与NO非催化还原反应影响的动力学分析

反应气氛中,氧的存在通常会强化含碳燃料与NO还原反应.利用石英管固定床反应器研究了程序升温条件下氧含量对天然气扩散火焰中生成的炭黑与NO反应的影响规律,实验结果表明,反应气中氧存在会降低炭黑与NO的还原率和起始反应温度.从实验中得到了炭黑与NO反应的动力学关系,随氧含量增加,炭黑与NO反应有更低的活化能.透射电子显微镜微观分析表明,氧气氛会使炭黑层状结构内部融合,外表面增大,可以认为外表面积增大形成丰富的表面碳氧基团C(O)在强化还原反应方面起着重要作用.     

喷雾干燥烟气脱硫技术的数值模拟

在三维坐标系下,采用标准κε双方程模型求解动量、能量及组分方程,结合浆滴脱硫的双膜模型及蒸发模型,以Euler Lagrange方法建立了喷雾干燥烟气脱硫的数值计算模型及程序,在较广的参数变化范围内,模拟结果和Hill和Zank的试验数据符合较好。相对于常用的一维平推流模型,能够方便地跟踪单个浆滴的运动轨迹及脱硫、蒸发经历,直观地显示出整个反应器内的流场及组分的空间分布。图5参14     

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     

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.     

运行参数对喷雾干燥烟气脱硫效率影响的数值模拟

以计算流体力学为基础,结合浆滴脱硫的双膜模型,以Euler/Lagrange方法建立了喷雾干燥烟气脱硫的数值计算模型及程序,在较广的参数变化范围内,模拟结果与Hill和Zank的试验数据符合较好;同时对影响脱硫效率的运行参数如雾化浆滴粒径、出口饱和温距、入口SO2浓度和钙硫摩尔比进行了模拟。相对于常用的一维平推流模型,能够方便地跟踪单个浆滴的运动轨迹及脱硫和蒸发经历,直观的显示出整个反应器内的流场、温度场及组分的空间分布。     

天然气炭黑燃烧特性的热天平研究

利用热重分析天平对天然气扩散火炬中直接取样得到的炭黑的燃烧性能进行了研究,并选用了蜡烛炭黑、4种商业炭黑以及一种无烟煤焦炭作为对比。基于试验结果确定了燃烧动力学特性参数,并分析了它的燃烧特性。天然气扩散火焰中生成的炭黑具有着火相对容易、着火温度较低（与煤焦或挥发份较低的煤比）、前期燃烧较弱、后期燃烧较缓慢、燃尽时间较长等燃烧特性。这些结果为利用天然气燃烧过程的炭黑生成强化火焰辐射特性并进行有效控制提供了依据。     

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.     

炭黑与NO还原反应的研究综述

1引言利用含碳材料(活性炭、煤焦、石墨等)去除燃烧系统产生的NO是一种有效的方法,越来越受到人们的重视。例如,近年来一些研究者对煤焦还原去除NO的机理进行了大量的研究,这为开发有效煤粉再燃技术提供了保证。炭黑也是一种在燃烧过程中生成的典型含碳颗粒,利用它来去除NO是很