煤中痕量元素在低温燃烧下的分布规律

为了解流化床燃烧过程中痕量元素的分布与富集规律,以流化床燃煤过程为研究对象,在实验室的小型机理性试验台架上进行实验,研究了煤中痕量元素的排放特点。实验模拟流化床低温燃烧的特点, 6种典型煤分别在650℃、800℃、950℃三个工况下燃烧,分析得到Pb、Cr、Cd等痕量元素大部分留在灰中。Hg在灰中的富集规律不明显。     

Pb氯化反应机理的量子化学研究

本文用量子化学从头计算MP2方法,在SDD基组水平上研究了煤燃烧过程中Pb与HCl、 Cl2在高温条件下两个反应的微观机理,通过优化得到反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型。在同一水平上计算能量,同时进行零点能校正,并以此能量计算活化能和反应热效应。采用经典过渡态理论计算反应速率常数。计算结果与相关文献进行了比较,结果比较吻合,表明采用量子化学研究铅等痕量元素与气体反应的机理和动力学参数、热力学参数是可行的。     

合肥光源在反应动力学研究中的进展

正反应动力学研究化学反应随时间变化的动态过程,包括化学反应速率和反应机理等。分子反应动态学(Molecular reaction dynamics)和燃烧反应动力学(Combustion reaction kinetics)是反应动力学中重要的研究领域,主要利用光谱和质谱技术探测化学反应组分随时间的演化过程,来得到化学反应速率和反应机理等信息。从学科发展历程来看,分子反应动态学和燃烧反应动力学研究的进步离不开     

煤燃烧中汞与含氯气体的反应机理研究

预测汞的排放及其形态必须了解燃煤烟气中汞的化学反应机理。本文用量子化学从头计算研究了煤燃烧过程中汞与含氯气体的反应机理,优化得到反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型,并计算活化能和反应热效应。采用经典过渡态理论计算反应速率常数,并与文献数据进行比较,结果比较吻合,表明量子化学是研究汞等痕量元素与气体反应的机理和动力学、热力学参数的一种有效手段。     

煤粉热分解的反应动力学研究

煤的热分解过程是煤的燃烧、气化、液化等转换过程的初级阶段,对后继过程有极其重要的影响。研究煤的热分解机理,确定反应机理方程和动力学参数,对于建立热分解模型,判断不同煤种的反应能力,正确描述热分解和燃烧的化学反应过程,进而完成整个复杂的燃烧及气化过程的数学模化,有着重要的作用。     

基于多种控制机理的湍流爆炸燃烧模型研究

本文针对狭长受限空间油气爆炸燃烧发生、发展过程特点,建立不同控制机理制约不同反应步的分步反应湍流燃烧模型。该燃烧模型的基本思想在于将化学反应分为两步进行,各步的控制机理不同,各步释放的能量也不同．采用分解、混合、反应的分步方式来模拟油气爆炸燃烧过程,通过实验和数值计算结果表明,该模型能较好解决湍流爆炸燃烧过程的数值模拟问题,其结果与实验吻合很好。     

超临界水流化床内煤气化过程建模与仿真(2):气化反应动力学模型及气化规律

本文成功建立了煤超临界水气化动力学模型,其中包括煤在超临界水中热解、液化、固相残碳及液化产物的蒸汽重整等均相和非相反应。该动力学模型能准确反应煤在超临界水中气化特征。在前述第一部分工作的基础上,耦合该气化动力学模型,对煤在超临界水流化床中气化过程进行了建模。通过该模型研究了宽温度参数范围下反应器内典型反应速率、反应组分分布演变规律,揭示了反应器内部化学反应特征与气化规律。研究加深了对超临界水流化床内煤气化过程的认识,对超临界水流化床反应器的优化、放大以及实际运行具有指导意义。     

煤燃烧中汞与氟化氢的反应机理研究

应用量子化学理论的不同方法和基组分别计算汞/氟体系中分子的几何结构、振动频率和反应焓变,并与美国国家标准技术局的实验数据相比较,以验证量子化学计算所用的理论水平和基组的有效性。在此基础上,应用量子化学从头计算研究了煤燃烧过程中汞与氟化氢的反应机理,优化得到反应物、过渡态和产物的几何构型,计算活化能,应用过渡态理论计算反应速率常数。计算得到的有关动力学参数为深入研究煤燃烧过程中汞的动力学模型提供了依据。     

低氧浓度下煤燃烧特性的热重实验研究

煤燃烧的部分过程是在低氧浓度下进行的,本文利用热重实验研究煤在低氧浓度下燃烧特性的变化,重点研究着火特性、燃尽特性和燃烧速率的变化;同时计算分析低氧浓度下,煤燃烧反应动力学参数的变化。实验结果表明,低氧浓度下煤燃烧反应的TG和DTG曲线均向高温区靠近,着火温度基本不变,燃尽温度提高,燃烧速率下降;低氧浓度下燃烧反应的动力学参数活化能E和频率因子k_0之间存在着补偿效应。     

燃煤烟气降温过程汞的均相化学反应动力学模拟

本文建立了燃煤烟气冷却过程中汞氧化的均相反应动力学模型,使用化学动力学软件Chemkin4.0.1,通过理论计算考察各种影响汞均相氧化的因素,并对实验电厂的烟气汞氧化过程进行模拟,与实验结果进行对比.模型显示600 K左右为典型燃煤烟气氧化速率最快的温度区间;煤中氯含量近线性增加汞的氧化;烟气中汞的氧化受到动力学控制,因而低的烟气降温速率有利于汞的氧化.对电厂烟气的模拟显示,600 K左右的空气预热器是汞氧化速率最快的区域;而在400 K左右的除尘器中因停留时间长,汞也得到了明显的氧化.均相化学反应动力学模型对电厂汞排放模拟的结果与实验显示了一定的吻合,但模型对大部分电厂汞的氧化预测结果均比实验值偏高,需要进一步完善.     

Cr/O2/Ar体系反应机理的量子化学研究

本文用量子化学从头计算法研究了Cr/O2/Ar气相体系所发生的两个反应的机理.在MP2/SDD水平上优化了反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型.在同一水平上计算了能量,同时进行零点能校正,并且计算出反应的热效应、熵变、活化能和绝对速率常数,并与文献数据进行了比较.计算结果与文献数据比较吻合,表明量子化学计算是研究铬等痕量元素气相反应机理和计算热力学及动力学参数的一种有效手段.     

煤中汞,砷,硒赋存形态的研究

本文利用连续化学浸提法对三种典型煤进行连续浸提,根据不同形态的溶解度,将煤中的汞,砷,硒分为可交换态,硫化物形态,有机物结合态及残渣态四种形态。结果表明不同的煤有不同的形态分布特征。但总体来看,汞主要以硫化物形态和残渣态存在。砷主要以硫化物形态存在。硒赋存在硫化物,有机物及残渣态中。     

CFD在燃煤细粒子凝聚过程中的应用

燃煤产生的细粒子富集了大量的有毒痕量元素,对大气环境和人类健康造成严重危害。本文针对燃煤细粒子的形成过程,在计算流体力学(CFD)的基础上,结合气溶胶动力学理论,模拟了烟气中细粒子在圆柱形流场中由于碰撞而凝聚的过程,并通过计算结果分析细粒子颗粒特征参量(速度、质量、直径和颗粒数目)随流场的变化趋势,为深入研究燃煤细粒子的形成演化机理提供理论基础。     

The growth and modification of materials via ion–surface processing

A wide variety of gas phase ions with kinetic energies from 1–10⁷ eV increasingly are being used for the growth and modification of state-of-the-art material interfaces. Ions can be used to deposit thin films; expose fresh interfaces by sputtering; grow mixed interface layers from ions, ambient neutrals, and/or surface atoms; modify the phases of interfaces; dope trace elements into interface regions; impart specific chemical functionalities to a surface; toughen materials; and create micron- and nanometer-scale interface structures. Several examples are developed which demonstrate the variety of technologically important interface modification that is possible with gas phase ions. These examples have been selected to demonstrate how the choice of the ion and its kinetic energy controls modification and deposition for several different materials. Examples are drawn from experiments, computer simulations, fundamental research, and active technological applications. Finally, a list of research areas is provided for which ion–surface modification promises considerable scientific and technological advances in the new millennium.     

自定义标量法模拟丙烷燃烧过程

采用自定义标量法模拟丙烷扩散燃烧,该方法通过把反应组分定义为Fluent程序的自定义标量、化学反应速率作为源项求解质量、动量、能量和组分守恒方程,并用化学反应引起的能量变化修正能量方程.考虑了详细的化学反应机理,整个燃烧反应机理包括27种化学物质(不含N2)和83个基元反应.合理地模拟出了丙烷的燃烧过程,并将火焰的长度、温度、丙烷、氧气以及中间产物的分布与实验数据进行比较.     

DME/LPG混合燃料HCCI燃烧模拟

根据碳氢燃料化学反应系统具有层次结构的特性,本文通过分析二甲醚(DME)与液化石油气(LPG)的详细化学反应机理,构建了反映DME／LPG混合燃料均质压燃(HCCI)燃烧的详细化学反应机理．采用该机理应用单区燃烧模型对DME／LPG混合燃料HCCI燃烧的化学反应动力学过程进行了数值计算．计算结果与试验结果对比表明,所构建的DME／LPG混合燃料氧化的详细化学反应机理能够准确预测DME／LPG混合燃料的两阶段放热特性,对低温和高温着火始点的预测很好;但高温反应过程预测欠佳,高温反应机理需要改进．     

Study of the correlation between the coal calorific value and coal ash content using X-ray fluorescence analysis

In this paper we have studied the possibility of determining the chemical elements in coal samples using X-ray fluorescence analysis and have found a relationship between the coal calorific value and its ash content with the coal moisture accounting. The amount of coal ash can be determined by the content of the basic chemical elements, such as Si, Sr, Fe, and Ca. It was concluded that the calorific value of coal can be estimated from the ash content in coal without the calorimetric measurements. These correlation coefficients were calculated for coal from several coal mines in Mongolia. The results are in good agreement with the results of chemical analysis.     

催化动力学光度法测定痕量铜的研究进展

本文探讨和论述了近年来催化动力学光度法测定痕量铜的研究进展，比较了催化光度法与原子吸收法、萃取光度法的优缺点；介绍了催化动力学光度法的原理；评述了催化褪色光度法、催化显色光度法、催化荧光光度法等的研究进展，探讨和展望了催化动力学光度法未来的研究方向和发展前景，包括：1．对传统显色剂改性或合成新的高灵敏度、高选择性显色剂；2．活性剂增敏研究；3．加强相关催化机理的研究和探讨。全文参考文献29篇。     

痕量铁(Ⅲ)的催化光度法测定及动力学机制研究

在0.30 mol·L-1盐酸中,铁(Ⅲ)显著催化过硫酸钾氧化甲基红的褪色反应,据此建立了测定痕量铁(Ⅲ)的“Fe(Ⅲ)-盐酸-过硫酸钾-甲基红”新体系,研究了该体系测定痕量铁(Ⅲ)的最佳条件,考察了共存离子对测定的影响,分析了测定反应的动力学参数及方程,并利用动力学性质探讨了测定痕量铁(Ⅲ)的反应机理,从而构建了一种测定痕量铁(Ⅲ)的新催化动力学光度法。研究表明,在最大吸收波长518 nm以及最佳测定条件下,该体系中甲基红的浓度变化与铁(Ⅲ)含量呈以下良好线性关系：ln(A₀/A)=1.334 1+0.001 0,相关系数为0.999 1;痕量铁(Ⅲ)发生一级反应,该测定体系符合准一级反应特征且反应的表观活化能为69.88 kJ·mol-1;反应机理的研究进一步证明了该体系中痕量铁(Ⅲ)起催化作用;该痕量铁(Ⅲ)的测定方法操作简便,所用试剂廉价易得,目前还未见报道,其灵敏度优于普通光度法,检出限达0.005 mg·L-1。该方法应用于实测水样和食品中痕量铁(Ⅲ),相对标准偏差为1.18%～2.11%,平均回收率为98.0%～104.0%。该测定体系稳定,结果满意。