煤在燃烧过程中表面灰层内气体扩散传质特性的研究

煤在燃烧过程中表面灰层内气体扩散传质特性的研究严建华，倪明江，张宏焘，岑可法（浙江大学能源工程系杭州３１００２７）关键词：灰层扩散，煤燃烧，孔隙率一、引言就流化床燃烧锅炉通常燃用的较大粒度的煤而言，其焦碳的燃尽时间占了煤粒燃尽所需时间的绝大部分，粗略...     

废轮胎热解炭的分析及其活化特性的研究

用常规分析方法分析了废轮胎热解炭的成分和性质，用X射线能谱分析法、压汞法、N2吸附法等测定了热解炭的孔隙结构特性，并用CO2、含2％氧气的氮气流和水蒸气等活化气体对热解炭进行活化方面的研究。结果表明，热解炭灰分和硫含量比较高；两种不同粒径热解炭的比孔容积均在r≈25 nm处有最大值；在相同活化时间和活化剂流速下，温度越高，活化炭烧失率越大，比表面积也越大；在一定温度和活化剂流速下，烧失率和比表面积随着活化时间的增加而增大；对所有试验工况，烧失率越大，活化炭比表面积也越大。总体上水蒸气活化炭与CO2的活化效果较好，而含2％O2的氮气流活化的效果则次之。活化炭与商业活性炭的比较显示，前者具有较发达的孔隙结构，在进行大分子物质吸附时，具有替代商业活性炭的潜力。     

铜及氧化铜对煤燃烧过程多环芳烃排放的影响

在实验管式炉上研究了金属铜和氧化铜对烟煤燃烧过程中PAHs生成的影响。采用气相色谱分析PAHs。实验结果表明，铜会促进PAHs的生成，而且主要是促进中高分子量PAHs的生成，这是由于铜为PAHs的合成提供了大量的活性反应中心。另一方面氧化铜对PAHs的合成和裂解具有双重催化效果，从而显著增加了中分子量PAHs的排放。在800 ℃以下，添加铜和氧化铜都减小了PAHs排放的毒性当量。在900 ℃以上，添加铜增大了PAHs排放的毒性当量。添加氧化铜时与添加铜时的规律类似，但是在1100℃以上，PAHs排放的毒性当量要比不添加时小。     

废轮胎热解石脑油馏分的组成分析

研究了废轮胎在回转窑中试反应器中进行中温段(450 ℃～650 ℃)热解所得产物油中石脑油馏分(i.b.p.～200 ℃)的品质。对原始热解油进行实沸点蒸馏,石脑油馏分的收率随热解温度的升高而明显增加,在600 ℃取得最大值40.48%,之后又有所下降。采用GC和GC-MS对石脑油馏分的组成进行了分析。结果表明,热解石脑油具有很强的芳香性,而且芳烃含量随热解温度的升高而持续增加,热解温度在550 ℃以上的石脑油中的芳香烃含量超过80%。轻质单环芳烃苯、甲苯、乙苯和二甲苯等为其中的主要芳烃。热解石脑油中的脂肪烃多为不饱和烃。     

废轮胎回转窑中试热解油的理化性质

研究了回转窑中试反应器中废轮胎热解所得液体产物油的品质。热解反应在中温段(450℃～650℃)进行，油产率在500℃有最大值45.1%，此后随温度升高而呈下降趋势。对热解油的品质进行了考察，获取了热解油的完整实沸点蒸馏曲线。结果表明，热解油品质较轻，200℃以下轻馏分总量高达33%～40%，而且热解温度的升高也有助于增加轻馏分含量。对各馏分进一步的FT-IR分析显示，较高热解温度下热解油具有较强的芳香性，并可从谱图中识别出苯、萘及其烷基衍生物等芳香类物质。600 ℃和500 ℃热解油低馏分FT-IR分析结果体现了热解芳烃类物质生成的Diels-Alder反应途径。     

流化床垃圾焚烧过程受热面烧结积灰的生长特性

使用扫描电子显微镜、能谱、X射线衍射等分析手段，对流化床垃圾焚烧炉过热器的烧结积灰内部各部分的微观结构和成分组成进行研究。结果表明，积灰中富含钙和硫，主要的矿物成分是CaSO4。烧结积灰沿生长方向可分为根部和生长段，根部中元素钙和氯的质量分数高于生长段，而硅和铝的质量分数明显小于生长段，根部内层碱金属钠、钾的质量分数较高，含碳量也很高。积灰根部的结构较生长段致密，密实的根部内层主要是凝结沉积以及亚微小颗粒热迁移共同作用形成的，过渡层和生长段的形成主要是惯性沉积和气固高温反应共同作用下长时间烧结的结果，熔融相和化学反应的共同作用是烧结积灰生成生长的主要动力。     

废轮胎流化床热解形变过程研究

利用压汞仪和扫描电镜（SEM）对废轮胎在鼓泡流化床热解反应器中热解的形变学进行了研究。结果表明：400℃时热解半焦有局部的熔融现象；随温度的升高由于热解半焦的刚性变弱使孔总表面积和孔隙度降低；在不同温度下热解半焦的孔径分布相似，主要集中在20nm-200nm和1μm-10μm，随热解温度的升高20nm-200nm的中孔所占比例提高；热解温度的升高导致废轮胎热解半焦的弯曲度变大、孔结构变的更加复杂。     

基于混合溶剂有机电解液的超低温孔洞石墨烯超级电容

适用于极低温环境的石墨烯超级电容具有广阔的应用前景。然而,由于片层间严重的堆叠团聚,目前石墨烯超级电容的低温储能性能并不理想。本文使用H₂O₂氧化刻蚀法制备了孔洞石墨烯(rHGO),将传统有机溶剂碳酸丙烯酯(PC)和低凝固点溶剂甲酸甲酯(MF)混合制备了混合溶剂有机电解液,组装获得了能够在-60 ℃极低温环境下稳定工作的超级电容。结果表明,该超级电容在-60 ℃下的比电容为106.2 F·g^-1,相对于常温电容(150.5 F·g^-1)的性能保持率高达70.6%,显著优于未做处理的石墨烯(52.3%)以及文献中的其他石墨烯材料。得益于孔洞化形貌中丰富的介孔和大孔所形成的离子传输通道和缩短的离子传输路径,孔洞石墨烯内的离子扩散阻抗远小于普通石墨烯,且受温度降低的影响更小。在-60 ℃的极低温条件下,该超级电容表现出26.9 Wh·kg^-1的最大能量密度和18.7 kW·kg^-1的最大功率密度,优于传统碳材料的低温超级电容性能。-60 ℃时在5 A·g^-1电流密度下循环充放电10000次后电容保持率达89.1%,具有良好的低温循环稳定性。     

垃圾焚烧氯对重金属迁移特性的影响

在管式反应炉上，通过加入有机氯（PVC）和无机氯（NaCl）研究了垃圾焚烧时氯对重金属迁移特性的影响。结果表明，在低温下，氯对重金属的挥发几乎没有影响，只有在较高的反应温度下氯才会对重金属的挥发特性产生影响，且垃圾焚烧过程中氯的存在使重金属更易向飞灰或烟气中迁移，垃圾中有机氯对重金属迁移特性的影响要大于无机氯。氯的存在会显著改变分布在飞灰和烟气或底渣和飞灰之间的重金属的分布特性。     

废轮胎中试回转窑热解炭理化特性及应用前景

采用中试回转窑热解装置对废轮胎进行了热解研究。在450 ℃～650 ℃温度范围内，热解炭的产率约为39%～44%，并具有高灰分（12%以上）和高硫含量特性。热解炭孔容积随热解温度升高而增大，并在550 ℃时达到最大值。在孔径约为50 nm处，热解炭的比孔容积具有最大值。热解炭在CO2和水蒸气气氛下，经活化可得到中等比表面积的活性炭（253 m2/g～306 m2/g），并具有较发达的中、大孔结构。热解炭及其活性炭对亚甲基兰和Pb2+具有良好的吸附性。热解炭作为炭黑使用时，其炭黑特性（结构性等）和硫化胶特性低于高补强N330炭黑。热解炭黑可用作中、低补强性炭黑。