CFB富氧燃烧中CO_2对煤焦与NO还原作用的影响

为了考察高浓度CO_2对煤焦与NO还原所带来的影响,本文在悬浮床反应器上开展了。N_2和CO_2气氛下煤焦与NO的还原实验。结果表明:在无煤焦或矿物组分催化下CO不与NO发生反应;900℃N_2气氛下,在煤焦与NO反应初期NO还原率保持不变,而在整个反应过程中碳比反应率和CO_2生成比例则持续增大;N_2气氛下,煤焦与NO反应的含碳产物在700℃时以CO_2为主,而随着温度升高CO的生成比例增大,900℃时CO的生成占主导地位;高浓度的CO_2对煤焦-NO还原反应有明显的抑制作用,且温度越高抑制作用越显著,这可能是因CO_2气化抢占碳活性位所致。     

热解温度对酚醛树脂焦的微观结构和还原NO反应性的影响

利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱研究了热解温度(500～900℃)对酚醛树脂焦炭微观结构的影响.使用热重分析仪(TGA)研究了酚醛树脂焦还原NO的反应性.结果表明,随着热解温度升高,苯环、酚羟基、脂肪亚甲基等官能团含量降低.衍射实验表明存在(002)峰、(10)峰和(11)峰.随着热解温度升高,焦炭微晶尺寸增大,微晶结构逐渐趋向有序.酚醛树脂焦的Raman光谱分析与XRD分析存在较好的关联性.反应性实验表明焦炭还原NO的反应性没有随热解温度呈现规律性的变化.     

水合肼处理CaCO3中高温净化焚烧烟气的研究

用水合肼对CaCO3进行处理,并将处理后的CaCO3用于中高温段净化焚烧烟气中的Hcl和NO。研究结果显示,因肼在加热过程中会分解甚至燃烧产生大量气体,使处理后的CaCO3在煅烧后比普通CaCO3的颗粒更细,反应活性更高,最终水合肼处理CaCO3吸收HCl气体的反应率随温度的升高而增大。当肼处理CaCO3中的肼含量在肼钙摩尔比为0．1-0．3的范围内变化到0．15时,其吸收HCl气体的反应率为最大。但当肼钙摩尔比大于0．15后,CaCO3在受热后板结而导致反应率降低。肼处理CaCO3在450-650℃范围内、烟气中氧量高于13％的条件下显示了对NO的还原效率,这是由于肼在此条件下对NO具有还原能力;而常用的还原剂氨在问样条件下对NO不具备还原能力。使用肼处理CaCO3可望实现在中高温段同时净化焚烧烟气中的酸性气体和NO。     

微波磁场和斜入射对介质表面次级电子倍增的影响

分别研究了微波磁场和斜入射微波电场对介质表面次级电子倍增的影响.利用particle-in-cell/Monte Carlo方法,获得了微波磁场和斜入射微波电场条件下电子数量、介质表面直流场、电子平均能量和介质表面吸收功率的时间变化图像.模拟结果表明,斜入射和微波磁场虽然会显著影响电子的平均能量,但对电子数量和介质表面吸收功率的影响并不大,因此不会对微波介质表面击穿产生太大作用.     

微波输出窗内表面闪络击穿3维全电磁等离子体流体模拟北大核心CSCD

通过建立电磁场等离子体流体耦合物理模型,基于自主研发的3维全电磁粒子模拟大规模并行程序NEPTUNE3D,编制了3维电磁场与等离子流体耦合程序模块,对1.3GHz高功率微波窗内表面闪络击穿物理过程进行了数值模拟。研究结果表明:微波窗内侧表面形成的等离子体构型与初始种子电子分布形式密切相关。中心点源分布下,等离子体发展为"蘑菇"形状,输出微波脉冲缩短并不严重,等离子体吸收微波功率大于反射微波功率;面源分布下,等离子体发展为"帽子"形状,输出微波脉冲缩短严重,输出微波完全截断,开始阶段等离子体吸收微波功率占优,待等离子体密度增加到一定程度后,反射微波功率占优。通过降低窗体表面场强、表面释气率及初始种子电子密度等方法,可不同程度地延长输出微波脉冲宽度。窗体表面不同气体层厚度对闪络击穿下的输出微波脉冲宽度影响不大。     

还原温度对氧化石墨烯结构及室温下H_2敏感性能的影响

以氧化石墨凝胶制备的氧化石墨烯(GO)溶胶为前驱体,在100—350℃温度下还原获得不同还原程度的还原氧化石墨烯(rGO)样品,并采用旋涂工艺制备还原氧化石墨烯气敏薄膜元件.采用X射线衍射、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和气敏测试等手段研究还原温度对样品结构、官能团和气敏性能的影响.结果表明:经热还原处理的氧化石墨烯结构向较为有序的类石墨结构转变,还原温度为200℃时,样品处于GO向rGO转变的过渡阶段,还原温度达到250℃时,则表现出还原氧化石墨烯特性;无序程度随还原温度的升高先由0.85增大至1.59,随后减小至1.41,总体呈现增加趋势;氧化石墨烯表面含氧官能团随还原温度的升高逐渐热解失去,不同含氧官能团的失去温度范围不同;热还原氧化石墨烯具有优异的室温H_2敏感性能,随着还原温度的升高,元件灵敏度逐渐减小,响应-恢复时间逐渐增大,最佳灵敏度为88.56%,响应时间为30 s.     

O_2/CO_2气氛下CH_4再燃还原NO的实验研究

在自行设计的实验装置上研究了CH4再燃还原NO的特性。研究结果表明,最佳再燃温度约为1000℃,再燃区最佳停留时间在0.4～0.6 s之间,随着平衡比的增大脱硝率最高可达90%以上,烟气中NO浓度越大再燃脱硝率越高,而SO_2存在对NO的还原有不利影响。总体表明,相同条件下O_2/CO_2气氛比常规空气气氛更有利于再燃脱硝。     

环形激光二极管抽运棒状激光器中瞬态温度和热应力分析

直接从激光二极管发光强度的角分布出发,采用光线追迹方法获得激光棒内的热沉积分布,在此基础上采用热传导模型和热力模型,比较了不同抽运功率、不同棒半径下达到稳态温度分布的时间,并且对稳态和瞬态热应力进行了详细模拟计算。结果表明,采用环形激光二极管阵列侧面抽运的棒状激光器中的热效应问题十分严重,不同的抽运结构参量下,温度分布不同;达到稳态所需时间随棒半径增大而增加,而不受抽运功率的影响;抽运功率越大,棒内温差增大,热应力也越大;热破坏主要集中于激光棒中心区域和表面区域。     

不同微波条件对蛋清蛋白糖基化产物不均匀性的影响

实验研究微波对蛋清蛋白粉与葡萄糖干样混合体系的影响,构建微波条件下蛋清蛋白-葡萄糖圆柱体反应模型。通过改变微波的功率,时间和位置,采用红外热像仪、荧光、紫外,高效液相色谱等方法研究微波场中蛋清蛋白糖基化产物不均匀性。将蛋清蛋白粉末与葡萄糖等质量混合,手工震荡和研钵充分研磨后在平皿表面铺一薄层粉末,放置于微波炉中心反应。将反应后的样品按左、中、右分成三个规则区域均匀采样。热像图表明微波功率越高,样品表面温度越高。凝胶电泳图表明240 W微波加热30 min样品边缘已经发生了反应,而且样品中间部分几乎还未反应;自由氨基含量测定表明高功率长时间微波作用才会观测到明显糖基化反应而低功率短时间条件下反应不明显,且边缘部分的样品反应总是比中间部分的样品剧烈;通过荧光光谱可知,蛋清蛋白和葡萄糖发生了反应,而样品边缘部分荧光强度降低得比样品中间部分多说明样品边缘反应更加剧烈;紫外光谱测定表明越剧烈的微波条件样品紫外吸收越多,边缘部分紫外吸收最高。液相结果也证实了这一点,糖基化样品边缘部分5-羟甲基糠醛(HMF)含量明显高于样品中间部分,且随时间和功率逐渐增加。     

CaO表面CO对NO还原作用的实验与模型研究

循环流化床炉内石灰石脱硫对NOx排放产生影响,包括对挥发分氮氧化的催化作用以及对CO-NO还原的催化作用。利用固定床反应器对不同条件下CaO颗粒表面NO+CO的催化反应特性进行了探究。实验表明,无氧条件下,CaO能够显著催化CO还原NO,NO转化率与反应温度和CO浓度正相关,与NO浓度负相关.基于Langmuir-Hinshelwood机理建立了CaO催化NO+CO反应动力学模型,模型考虑了颗粒内、外扩散的影响.该模型适用于氧气浓度很低、CO浓度较高条件下。而在有氧气氛中,该反应受到明显抑制,且O2浓度越高,抑制作用越明显;当CaO周围氧气浓度远大于CO时,可忽略CaO对NO的催化还原作用。     

NaBr对煤燃烧NO还原和汞氧化影响的实验研究

在六枝烟煤中添加溴化钠(NaBr),研究了在煤粉燃烧过程中NaBr对汞的形态转化和NO的还原规律的影响。实验在石英固定床反应器上进行,温度范围为800～1100℃。实验结果表明,温度窗口为250～400℃时,NaBr对单质汞的氧化有-定的促进作用;在合适的温度范围内(800～1000℃),NaBr的添加能够有效地抑制NO的生成,取得比单独煤粉燃烧较好的脱硝效果。在900℃时,添加NaBr使NO生成量下降了60%。在1100℃时,NaBr对NO的还原有抑制作用。     

脉冲宽度对PIN限幅器微波脉冲热效应的影响

通过数值求解半导体方程组仿真了高功率微波脉冲作用下的PIN二极管,研究了高功率微波脉冲的脉冲宽度对其烧毁的影响。发现脉冲宽度在ns至μs量级时,脉冲功率随脉冲宽度上升而下降,并且近似成反比。在此基础上,基于PIN二极管的Leenov模型和电路的戴维南定理对其机理进行了分析。在脉冲宽度由ns向μs量级变化中,器件热效应由绝热加热转为有热传导的加热;与此同时,其实际吸收功率由与入射功率成正比转为与入射功率开方成正比;此二者共同作用导致了脉冲宽度对烧毁影响。     

沛城煤矿天然焦-CO_2气化特性研究

在热重分析仪上研究沛城煤矿天然焦-CO_2气化反应特性:比较了不同温度下天然焦与原煤的气化特性,考察了气化反应温度、气化介质CO_2流量和操作压力对天然焦-CO_2气化反应特性的影响。结果表明:沛城煤矿天然焦与原煤的气化特性比较接近,略高于原煤;气化温度对气化反应影响显著;气化温度1000℃、试样质量10mg左右、常压气化条件下,气化反应气体流量达到60 mL/min时,才基本消除外扩散的影响;随着气化压力的增加,气化反应速率增加,天然焦试样碳转化率增加,同一反应时刻,随压力的增加,试样碳转化率的增加并不呈线性,在较高压力下,压力对二氧化碳与沛城煤矿天然焦的还原反应的影响较弱。     

微波在带电沙粒中的衰减效应

 根据沙粒的等效介电常数模型和Rayleigh近似下带电球形粒子的前向散射振幅函数,给出了对数分布模型下的带电沙尘粒子引起微波的衰减计算模型,并进行了分析和仿真计算。结果表明:带电沙粒比不带电沙粒对微波信号衰减的影响明显增大,带电沙粒所带表面电荷越集中,对微波的衰减影响越大;微波衰减随能见度的增大而减小;对于相同含水量,频率小于35 GHz时,沙尘对电磁波衰减的影响较小,频率大于35 GHz时,沙尘对电磁波的衰减影响增大。     

掺氮碳量子点的微波法制备及其光学性能研究

以柠檬酸和谷氨酸为原料、聚乙二醇(PEG)为分散剂,采用微波法制备掺氮碳量子点(N-CQDs)。研究了不同制备条件对N-CQDs结构和性能的影响,利用透射电镜、紫外可见吸收光谱、荧光光谱以及红外光谱对制备产物进行表征,确定了最佳制备条件:柠檬酸80 mg/mL、谷氨酸16 mg/mL,PEG 80 mg/mL,微波反应功率800 W,反应3.5 min。在该条件下制备的N-CQDs具有尺寸均匀、分散性良好及pH敏感性较好的优点;同时具有激发波长依赖性,最大激发波长为340 nm,发射峰为430 nm。此外,红外光谱研究表明,N-CQDs表面含有丰富的羟基和羰基等官能团,水溶性和生物相容性好,在食品快速检测领域具有良好的应用潜力。     

基于红外热成像的微波热疗透热深度

 对临床上常用的2 450 MHz微波在均匀介质中的电透入深度进行了分析,基于生物组织的热波模型,研究了生物组织吸收微波能的热效应;实验采用红外热成像仪测温,以2 450 MHz的微波辐射器辐照均匀的分层仿生体模,根据实验数据对微波热疗中透热深度进行了研究,说明微波的透入深度和透热深度的区别,并给出微波辐射器的功率、辐照距离和辐照持续时间对透热深度的影响。结果表明:当采用增大功率、延长辐照时间和近距离辐照等手段,都可以提高微波在人体的透热深度,为体外微波热疗中的人体传输模型建立及热疗的无损测温与控温奠定实验基础。     

微波氢等离子体的特性

在MPCVD装置中,通过调节微波功率和反应腔压强,使用高分辨率多道光谱仪采集氢气的Hα线.由谱线的多普勒展宽计算得到氢等离子体中的离子温度.结果显示,随着微波功率的增大,离子温度会先升高后降低;随着反应压强的增大,离子温度也先升高后降低.这说明在MPCVD装置中,可以通过调节装置,得到最佳微波能量吸收点.     

圆柱形等离子体对微波散射的数值模拟与实验研究

模拟和实验研究了非均匀圆柱形等离子体及阵列对微波的散射作用。利用有限时域差分(FDTD)方法仿真得到了等离子体柱的密度、碰撞频率对微波传播系数的影响,并利用低气压放电产生的等离子体柱对微波的吸收和散射作用进行了验证。结果表明:电子密度中心高、周围低的非均匀等离子体柱可将微波散射至两个侧向;等离子体频率越大,散射的微波功率越强;增加碰撞频率使等离子体柱的微波散射功率减小、吸收增大。等离子体必须具有合适的密度,才能对微波反射产生较大影响。     

NO2对中温干法脱硫反应影响的实验研究

利用鼓泡床反应器对NO2对中温干法脱硫反应的影响开展了实验研究.分别采用分析纯CaO和工业级石灰两种物质作为吸收剂,在250℃和350℃两个反应温度下研究NO2对吸收剂转化率的影响.结果表明,NO2的存在可以提高吸收剂转化率;250℃下NO2的作用显著高于350℃;250℃下NO2浓度的增加对吸收剂转化率基本没有影响;在350℃时,对于分析纯CaO,NO2浓度的增加降低了吸收剂转化率,这主要是由于SO2与NO2的竞争反应引起的;工业级石灰内含杂质较多,对一些反应有催化作用,因而其反应现象与分析纯CaO略有不同.     

Ⅰ层厚度对限幅器热损伤效应的影响

基于器件物理模拟分析法研究PIN限幅器二极管的微波脉冲热效应,利用Sentaurus-TCAD仿真器建立了PIN二极管二维多物理场仿真模型,研究了在5.3,7.5,9.4 GHz的微波脉冲作用下,不同Ⅰ层厚度的二极管模型的峰值温度变化。仿真结果表明:Ⅰ层厚度对PIN二极管微波脉冲热效应的影响分两个阶段,拐点前厚度增加,峰值温度提高,拐点后厚度增加峰值温度降低;一定范围内微波脉冲频率的变化对拐点影响不明显。