火灾烟气中CO2和CO的释放特性研究

火灾产生的有害烟气是造成人员伤亡的主要原因。火灾科学研究中,研究者对CO_2和CO研究较多,但对它们的释放过程和机理研究很少。本文利用国际文献中评价材料毒性的原始实验数据,从烟气毒性物质释放的角度,分析了火灾烟气中 CO_2和 CO的释放特性,特别是分析了通风量的影响机理。在此基础上,进一步研究发展出一个与动态释放过程相关的烟气危害性评价体系,从而在释放规律与材料选择、实际火灾中人员的逃生过程之间建立起直接联系。     

远离火源位置点烟气浓度变化规律的实验研究

建筑火灾致死的主要原因是烟气,且伤亡人员主要在远离火源位置处。本文在小尺度实验装置上进行了大量的实验,系统研究了燃料充分燃烧变化时的规律、烟气浓度在通道远点的变化以及两者的相互关系,推导了远距离处烟气浓度变化的关系式。     

三层楼房烟气传播的计算机模拟

一、引言 受浮力影响的流动、传热传质和燃烧过程广泛地存在于周围环境和工程设备之中,例如建筑物内火灾烟气是引起人员伤亡的主要因素,烟气在强烈的对流和扩散作用下传播速度比火焰快得多。它既能使人缺氧窒息或中毒,又能使环境的能见度降低、视距缩短,因而我们需要了解建筑结构排风系统、火源强度等对烟气传播的速度和范围的影响,以便合理地进行建筑物的防火设计,求得人员伤亡的减少,这是比较典型的受限自然对流传热传质问题。     

燃烧烟气中镉和锌的在线监测实验研究

本文发展一种基于电感耦合等离子体(ICP)技术的烟气镉和锌的在线测量方法,连续测定煤燃烧烟气中镉和锌的瞬时浓度,从而全面跟踪镉和锌的挥发释放过程。实验得到优化的ICP(功率1400W)进气流速为:样品气体,0.03L/min;氩气,0.16 L/min。在线测量系统与流化床实验装置配备在一起,对煤燃烧烟气中镉和锌的浓度进行在线测量。温度对重金属的蒸发有很大影响,温度增加有利于其蒸发,但不是呈线性关系。重金属与飞灰颗粒在高温下反应生成稳定化合物,从而抑制了重金属的挥发。该技术对于研究燃烧过程重金属的释放和控制过程,是一种有用的工具。     

CS2燃烧火焰光谱辐射模型的构建与特征污染产物浓度反演研究

CS₂在当今化工等领域占据了重要地位,而CS₂火灾污染事故危害性极大。通过研究CS₂燃烧火焰光谱辐射以探究其火灾污染特性极为必要。搭建了CS₂燃烧火焰光谱测试平台,采用黑体辐射源对VSR仪器进行了标定,通过多用途傅里叶变换(VSR)红外光谱辐射仪测试了5,10和20 cm三种燃烧尺度下CS₂燃烧的火焰光谱,并通过热电偶测试了整个燃烧时间段内不同燃烧时刻下的火焰温度,以及在火焰上方安装了烟气分析仪对火焰中的燃烧产物浓度进行监测。测量了CS₂整个燃烧时间段内火焰温度,以及不同燃烧时间、不同燃烧尺度下的火焰光谱、燃烧产物组分信息。测试结果表明,CS₂火焰中主要含有高温SO₂,CO₂,CO气体和空气中卷入的H₂O分子,并获取了特征污染产物SO₂的浓度。由于现有光谱仪测量分辨率有限,室内实验测量的火焰尺度有限,为了能实现火灾在线监测需要建立一个火焰光谱辐射模型来反演CS₂火灾时的污染物浓度相关信息。基于HITRAN数据库可知在2.7 μm附近为高温水蒸气的发射峰,4.2 μm附近特征峰为高温CO₂气体的发射峰,4.7 μm附近有CO微弱的发射峰,在7.4 μm附近特征峰为高温SO₂气体的发射峰,并获得了CS₂燃烧时产生的SO₂,CO₂,CO和H₂O气体在火焰燃烧相同温度下的吸收系数,通过计算得到了CS₂燃烧时产生的SO₂,CO₂,CO和H₂O混合气体的透过率与发射率,并结合气体辐射传输方程、气体吸收系数等方程,创建了CS₂燃烧的火焰光谱辐射模型。利用该光谱辐射模型反演了不同燃烧时间下特征污染产物SO₂的浓度,并与实验测得的数据进行了对比分析。结果表明,该模型精度高,可用于燃烧产物浓度的定量化反演,SO₂分子含量在燃烧时间20,40,60和80 s时的反演精度分别是89.5%,82.5%,85.6%和86.5%。为遥感反演CS₂型大尺度火灾中燃烧产物的浓度奠定基础。     

富氧燃烧烟气喷淋脱水过程数值模拟

富氧燃烧系统中,脱硫后的高湿烟气需要经过脱水处理才能作为循环烟气利用,喷淋塔是一种常用的脱水设备。本文用CFD(Computational Fluid Dynamics)方法对喷淋塔的烟气脱水过程进行了三维建模模拟,得到了喷淋塔内的温湿度分布并用实验结果进行了验证。通过该模型分析了喷嘴的操作参数和运行特性对液滴平均运动时间和脱水效果的具体影响,讨论了数值模拟中出口烟气"过饱和"现象的成因,研究了不凝气组分对脱水过程的影响,为富氧燃烧脱水系统的设计提供了基础数据和理论方法。     

MILD煤粉燃烧湍流与化学反应相互作用的数值分析

采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法分析了湍流与化学反应相互作用下MILD煤粉燃烧的微观特征。比较了涡耗散模型(EDM模型)和涡耗散概念模型(EDC模型)对MILD煤粉燃烧的影响,两者得到的速度场、温度场、烟气成分等结果与实验结果符合较好.在此基础上分析了MILD煤粉燃烧湍流和化学反应的微观特征尺度,发现采用EDC模型能更准确地反映MILD煤粉燃烧的微观特征,即山于强烈的烟气内部再循环导致的高湍流混合和烟气稀释后低氧浓度下的缓慢化学反应.     

3MW_(th)富氧燃烧气体污染物生成与排放特性研究

本文在3 MW_(th)富氧煤粉燃烧实验台,对空气燃烧,不同循环倍率的循环燃烧工况下,进行燃烧实验,研究富氧燃烧过程中气体污染物的排放特性。实验结果表明:在3 MW_(th)富氧燃烧实验台上,富氧燃烧过程中CO_2浓度可以达到80%以上,同时能保证很高的煤粉燃尽率;与空气工况相比,富氧燃烧工况下,烟气中NO_x的浓度上升了56%~167%,排放量降低了46%~69%;同时燃烧气氛的变化对煤中硫向SO_2的转化率影响很小;双碱法湿法脱硫能在富氧燃烧条件下稳定运行,脱硫效率能达到95%以上。     

地下狭长受限空间火灾实验及大涡数值模拟研究

本文建立了地下狭长受限空间火灾模拟实验台架,完成了不同燃烧物种类、不同燃烧物质量的火灾燃烧实验,建立了适用于狭长式地下受限空间火灾的大涡三维数学模型。研究重点在于测量狭长式地下受限空间火源热释放率和烟气温度分布,得到燃烧物分别为柴油、汽油的火源热释放率及烟气温度分布的实验测量数据;结合实验完成了狭长式地下受限空间火灾的大涡三维数值模拟分析。通过火灾数值模拟结果与实验结果进行比较分析,本文所建立的模型能较为真实地反映实际狭长式地下狭长受限空间火灾的情形。     

利用火焰发射光谱来研究汽油机的燃烧过程

本文用一套精密的光电转换系统，采集了一台汽油机燃烧过程中火焰辐射在可见光到近紫外波段内的光谱，探测到了燃烧中间产物ＣＨ、ＣＮ、Ｃ２、Ｈ２Ｏ等的特征光谱，并分析了这些产物在燃烧过程中的变化规律，以及随过量空气系数，缸内压力的变化．实验结果表明，汽油机三个不同的燃烧阶段具有不同的燃烧光谱特征：着火过程中，存在着大量的处于激发态的分子、原子、离子、自由基等活化中心的束缚态光谱，随着燃烧发展，ＣＨ、Ｃ２自由基的光谱强度明显加强；当减小过量空气系数时，光谱强度变弱并且着火延迟期增长；自由基特征光谱的光强变化曲线可以反映它们在燃烧过程中的浓度变化．所以火焰发射光谱是实时检测燃烧中间产物，特别是ＣＨ、Ｃ２等有害排放物变化规律的有效手段，可以为分析、模拟燃烧过程，控制排放提供有用的实验数据．     

改进型氢氧联合循环及其性能初步分析

1前言氢能既具备矿石燃料的优点，又符合长远能源发展的要求，被称为21世纪的能源。氢能发电是氢能利用的一个重要方面，近年来出现了各种氢能发电方案。文献山提出了氢氧联合循环（包括混合式和面式）；此外还有高温蒸汽朗肯循环，氢氧燃烧，加热氦（或二氧化碳）的闭式透平K’］；对燃用液氢的系统也有论述＊’］。本文在已有工作的基础上，综合了混合式和面式氢氧联合循环的一些特点，提出了氢氧联合循环的改进型式。本文将着重讨论这种改进循环的性能，并与混合式多级再热氢氧联合循环加以比较，对氢氧联合循环的进一步发展作一初步尝…     

固氢金属化转变压力的理论计算

 利用简单金属的赝势理论方法计算了固氢的金属转变压力,并探讨了金属氢可能的晶体结构及力、热物性。计算结果表明,在绝对零度条件下,分子态固氢（HCP结构）向原子相金属氢（FCC结构）的转变压力p_t=465.95 GPa。     

二维和三维氢分子中原子间的电子关联的比较

讨论了非正交基（类氢原子的１ｓ态）和正交基下，二维和三维氢分子的基态波函数中，反映原子间电子关联大小的离子键成分与共价键成分的权重之比η随核间距Ｒ的变化情况，分析了两种基下存在差别的原因，认为正交基下反映的情况更为客观，并得出二维氢分子中原子间的电子关联明显强于三维氢分子中原子间的电子关联这一重要结论。     

含碳能源直接制氢的热力学分析与实验研究

本文在对构建的含碳能源直接制氢体系进行热力学分析的基础上,建造了含碳能源直接制氢近零排放定容实验系统,并进行了不同参数下的实验研究。热力学分析表明本文构建的系统不仅存在合适的反应条件,而且在此反应条件下可以实现体系的热平衡。实验结果表明了该系统的可行性,实现了气态产物中氢含量大于80％,二氧化碳及一氧化碳含量均小于0.1％,达到了直接制氢和近零排放的目标。     

干湿表测量氢冷发电机氢气湿度的研究

1引言在我国火力发电厂中，目前普遍使用阿斯曼通风式干湿表测定氢冷汽轮发电机内冷却介质氢气的绝对湿度，在实际测量中由于没满足干湿表使用所需的测量条件和测量操作不得法，所以测量结果相对偏差很大。往往是同一时刻、同一工况下、不同的测量者得出差别很大的测量结果，这种相对误差可高达30～50％。这种状况往往造成对发电机氢气湿度监控的误导而导致发电机内湿度严重超标，已经诱发了多次机组事故，给国民经济造成了巨大损失[1]。因此弄清干湿表测定氢冷发电机氢气湿度的误差来源，找到消除误差的措施对于发电机氢气湿度实施准确严格…     

碳制氢过程的比较及直接制氢分析

本文对不同碳制氢过程进行了热力学分析,比较了相同进料条件下,采用不同过程进行碳制氢时,过程的冷煤气效率以及最终产物组成,并分析了“一步制氢”中温度、压力、不同进料比对最终产物组成的影响。结果表明,直接制氧适宜的气化温度为923-973 K;增加水蒸气分压力(气化压力随之增加),气体产物的量增加;吸收剂有一最佳的量。     

铵水间质子交换的再研究:不受扩散约束的化学交换

对铵盐水溶液中铵离子与水分子间的质子交换进行了再研究. 以核磁共振(NMR) 波谱学方法测定了不同pH值, 不同温度和含不同共存盐浓度的氯化铵水溶液中质子交换速率, 组分自扩散系数及NMR自旋晶格弛豫时间. 结果显示铵水间的质子交换并不受交换主体分子或离子自扩散的约束. 交换机理包括化学键和氢键的交换. 在溶液中, 水分子以氢键为桥 梁连接铵和其因水解而产生的碱性部分--氨. 在氢交换的过程中, 氨从水分子接受一个氢 成为铵, 同时另外一端的铵提供一个氢给水分子而变成氨, 或者一个氢从水分子转移到氨而同 时另外一个氢从铵转移到水. 在铵水质子交换的过程中没有净的电荷转移. 在低pH条件下, 由水解产生的氨的浓度降低, 亦即铵-水-氨复合物减少, 结果氢交换的可能性降低. 这解释了生物氢交换体系中的一种常见的在低pH值条件下氢交换变慢的现象.     

蓄热式催化重整氢发生器的研究

本文提出了一种可用于内燃机的新的制氢方案。以往的研究者只关心一方面,主要研究催化重整制氢,或者是蓄热式换热等。蓄热式催化重整氢发生器是将这两点结合,即蜂窝状蓄热体与重整反应结合起来所设计的。它既有催化重整反应器的优势,又有蓄热体的优势,可以利用蓄热体的快速换热性质,快速地产生氢气,是一种新型氢发生器。     

水玻璃化过程的氢键结构特性

为了解玻璃化过程氢键结构特性,采用分子模拟的手段计算了三种压力下的水玻璃化过程氢键的角度、距离、生命期和数量.计算结果显示:(i)氢键角度呈现泊松分布的特征,随着温度降低分布氢键角度分布范围变窄,峰值变高,在0～13°范围,随温度降低,分布数值变大;而在大于13°,随温度降低,分布数值变小;(ii)氢键距离也呈现泊松分...     

APPROXIMATE MODEL OF INTENSE FIELD STABILIZATION FOR HYDROGEN ATOM

An approximate model is proposed to study the stabilization problem of hydrogen atoms under monochromatic intense laser field. The stabilization regime for system parameters such as laser field strength, laser field frequency and atomic magnetic quantum number are obtained by stability analysis of fixed points of the model. The results are consistent with those obtained by other methods.