凝并和成核机理下颗粒尺度分布的Monte Carlo求解

颗粒的凝并和成核现象影响其尺度分布,现有的MonteCarlo方法描述颗粒尺度分布的时间演变过程存在若干困难.提出了一种新的多重MonteCarlo(MMC)算法,基于时间驱动,利用加权的虚拟颗粒的思想,在模拟过程中保持虚拟颗粒总数不变和计算区域体积不变.利用该算法对“常凝并核,一阶成核”的情况下颗粒尺度分布的时间演变过程进行了数值求解,所得结果与数值解相符,表明MMC算法具有高且稳定的计算精度.另外,MMC算法由于跟踪比实际颗粒数目少得多的虚拟颗粒而具有较低的计算代价.     

微波消解-电感耦合等离子体质谱测定大气颗粒物中痕量稀土元素

研究了电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定大气颗粒物中痕量稀土元素（REEs）的分析方法。在微波条件下,采用HNO3 ＋ H2O2（3 ＋ 1）混合介质能快速而有效地分解颗粒物样品。详细讨论了测定稀土元素的质谱干扰。通过分析不同粒径颗粒物中稀土元素的含量,初步探讨了大气颗粒物中稀土元素的分布规律。结果表明：颗粒物试样的粒径越小,稀土元素的含量越高。分析方法的检出限为0．7～2．8pg／mL,用于大气颗粒物国际标样（SRM 1648）中稀土元素分析,结果与推荐值有良好的一致性。     

燃煤超细颗粒团聚模拟研究

针对煤燃烧过程中产生的超细颗粒有效控制问题,提出了一种配合中国目前电站除尘方式的新方法,其核心思想就是将一种表面具有较高粘附活性的团聚剂溶液喷入烟气中,使烟气中超细颗粒物团聚成较大颗粒物后能够被电站现有除尘装置所除去。为了证明这种方法的有效性,建立了模拟锅炉烟尘流动的小型团聚实验台并进行实验研究;在此基础上,模拟了团聚剂对超细颗粒物的团聚效果,计算结果表明:烟气流量、烟尘浓度、团聚剂流量和浓度等都是影响超细颗粒物团聚的重要因素;若保证烟气温度降低幅度在10℃以内,且烟气流量和烟尘浓度相同时,适当增加团聚剂的浓度或流量,可使超细颗粒物的团聚效率达到70%,为进一步实验研究提供理论依据。     

煤燃烧过程中一次破碎的影响因素分析

本文从理论上分析了煤燃烧过程中的一次破碎过程,同时考虑热应力和内部压力积聚的作用,建立了简化的一次破碎模型,通过此模型分析了煤颗粒的粒径、炉膛温度、炉膛对煤颗粒的传热系数、煤颗粒的热扩散系数、煤颗粒脱挥发分的化学动力学参数、煤中对流孔直径、煤的孔隙率、挥发分的粘性系数以及挥发分含量这9个参数对燃烧过程中煤颗粒一次破碎的影响,分析所得结果与近年来报道的实验结论基本保持一致。     

基于WSGGM模型修正的对冲火焰燃烧分区特性研究

本文利用灰气体加权平均模型(Weighted Sum of Gray Gases Model,WSGGM)对对流扩散火焰模型(OPPDIF)中的能量方程进行修正,并对高温扩散均相燃烧结构模型(Hot Diluted Diffusion Ignition,HDDI)在常规空气和富氧环境进行对冲火焰燃烧数值模拟。结果表明,相对于标准模型,采用修正模型所得到的温度分布在常规空气和富氧气氛下均较低且温度分布特性变化较大。本文进一步明确无焰燃烧的临界条件,对高温扩散均相燃烧模型分析表明,在T_f较高且X_f较低时,甲烷燃料的化学热解区域消失,燃料在燃烧周期内只表现出热释放特性。通过建立的燃烧区域和燃烧路径分析得知,无焰富氧燃烧相比于空气无焰燃烧更容易达到但更难维持,而相对于常规有焰燃烧,无论是在常规空气气氛下还是在富氧气氛下,其化学反应速率均下降一个量级。而由于富氧环境下的CO_2富集,抑制了H和OH基团的生成,使得C1反应链更加具有活性。     

低阶煤与生物质在热溶剂提质萃取过程中的相互作用（英文）

作者前期工作中提出了一种针对生物质废弃物或低阶煤的热溶提质萃取方法,该方法可以在350℃下实现生物质或低阶煤的提质及多级分离,获得高附加值的萃取物。与生物质的热溶提质萃取比较,低阶煤的萃取物收率较低。本研究提出对生物质和低阶煤混合物进行热溶提质萃取,通过两者的物理化学相互作用,来提高其萃取收率。研究结果表明,对两者混合物热溶剂提质分离得到萃取物的产率及元素组成与理论计算结果略有不同,理论计算结果是假设生物质与煤之间无交互作用而得到的。煤中的矿物质对生物质热分解起催化作用,导致收率有所增加。煤、生物质及其混合物通过热溶剂提质分离得到的萃取物的元素组成、分子量分布、化学结构、热分解和热塑性非常相似。总体而言,低阶煤与生物质在热溶剂提质萃取过程的交互作用较小。但是,本研究证明了热溶提质萃取方法不仅适用于煤或生物质,也适用于它们的混合物。这意味着热溶剂提质萃取法可以在不改变任何工艺条件参数的情况下,以煤、生物质及其混合物作为原料。     

用激光感生击穿光谱技术测量燃煤含碳量

研究了应用激光感生击穿光谱技术对燃煤进行元素快速定量分析的可行性。介绍了用于激光感生击穿光谱技术定量分析的定标曲线方法，并以5种煤样作为实验对象，选取激光击穿煤粉时碳元素505.2nm原子发射谱线为分析谱线，定量分析了延迟时间分别为0.8μs，1.2μs，1.6μs，2.0μs和2.4μs时煤粉中的含碳量，将测量结果与元素分析仪测量结果比较，延迟时间为1.6μs时测量误差最小。根据等离子体发射机制分析了延迟时间对定量分析的影响。实验结果表明：激光感生击穿光谱技术的分析精度较高，可望用于煤质特性快速检测。     

燃烧烟气汞反应的量子化学计算方法研究

应用量子化学理论的不同方法和典型ECP基组分别计算含汞燃烧烟气中分子的几何结构和反应的焓变及熵变,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.结果表明QCISD方法/Stevens基组的组合最好,其次为B3PW91方法/Stevens基组、B3LYP方法/Stuttgart RSC1997基组.研究结果为进一步应用量子化学方法计算汞相关反应的动力学参数奠定基础.     

未燃尽炭表面吸附汞的机理研究

本文应用量子化学密度泛函理论B3PW91方法,在lanl2dz基组水平上研究了飞灰中未燃尽炭表面对汞的微观吸附机理.建立了表征未燃尽炭的饱和簇模型,讨论了该簇模型在不同的情况下对汞的吸附作用,计算得出吸附能,并做出了相关的实验解释.结果表明量子化学的理论计算是揭示汞等痕量元素的吸附机理以及筛选合适吸附剂的一种有效方法.     

测量层流扩散火焰温度与烟黑浓度分布的实验研究

本文提出了一种通过线性规划中的内点法(仿射变换法)来计算烟黑浓度和温度分布的模型.根据烟黑辐射特性,利用火焰单色辐射强度图像信息采用此模型同时重建轴对称含烟黑火焰的温度与烟黑浓度分布,对层流乙烯扩散火焰的温度与烟黑浓度进行测量,得到了较好的结果.