LaFe_(1-x)Ni_xO_3钙钛矿型氧化物用于甲烷化学链水蒸气重整

采用燃烧法制备了钙钛矿型氧化物LaFe_(1-x)Ni_xO_3(x=0.1、0.15、0.2、0.3)用于甲烷化学链水蒸气重整过程,通过两步分别获得合成气(H_2+CO)和H_2。在固定床反应装置上考察甲烷与载氧体的部分氧化过程以及还原态的载氧体与水蒸气的氧化反应过程。结果表明,CH4与LaFe_(1-x)Ni_xO_3载氧体恒温反应的最佳温度为800~850℃,反应的前10min甲烷与载氧体以部分氧化为主,主要生成合成气H_2和CO。10 min之后反应以CH4裂解为主。水蒸气氧化阶段,Ni的掺杂量为x=0.1和x=0.3时的H_2浓度最高,分别为7.2%和8.3%。     

焚烧炉中多孔介质状垃圾团块传热分析

以焚烧炉中垃圾团块的传热问题为背景,研究含高水分的多孔介质在高温环境下的传热规律。气、固相处于非热平衡态,分别列出其能量方程,且能量方程中考虑辐射项。从描述多孔介质传热的质点方程出发,采用局部容积平均法导出平均化方程,根据经验修正方程中的系数,并列出适当的初始条件和边界条件,用数值计算方法求出垃圾团块中气、固两相的温度场。     

垃圾焚烧飞灰熔融污染物排放研究

在40℃-1400℃,升温速率为10℃/min,N2气氛下,利用热重分析仪,研究了飞灰熔融过程中污染物排放特点。实验发现,飞灰熔融过程中有分布在800℃-1000℃和1000℃-1200℃的两个主要失重峰;进一步在小试实验装置上收集并测定了熔融失重挥发物及气体污染物,讨论熔融过程中的质量分布规律。研究结果表明,飞灰熔融过程中在上述两个温度段的重金属和气体污染物均超标,如果处理不当会造成严重的二次污染。     

废弃物燃烧产生的可吸入颗粒物中金属元素的排放特性研究

将纸屑、甘蔗渣、木粉、谷壳、垃圾衍生燃料（RDF）五种废弃物进行燃烧，采集其烟气中可吸入颗粒物（PM10）样品并分析，获得了颗粒物中金属元素的质量分数和排放特性，并与其相应的原料和灰烬中的金属元素质量分数比较。结果显示，废弃物燃烧的颗粒物中金属元素的种类与燃烧的物料有关；纸屑的颗粒物中金属元素的质量分数最低，RDF的最高，其余三种生物质废弃物的质量分数较相近；在五种样品中，一些重金属的质量分数很高，比土壤中的质量分数高出很多倍；金属元素在灰烬和颗粒物中的分布情况与金属元素的性质密切相关，且在可吸入颗粒物上有明显的富集。     

不同垃圾焚烧炉排放的PM10 中多环芳烃的研究

对大气可吸入颗粒物采样器进行改装，建立了垃圾焚烧炉烟气中PM10采样系统，并采集了三家垃圾发电厂焚烧炉排放烟气中的可吸入颗粒物。利用GC-MS对可吸入颗粒物中的16种多环芳烃进行定量研究，获得了多环芳烃的质量分数和浓度，并对不同环数的芳烃进行了比较，分析了不同样品中的多环芳烃的毒性参数。结果表明，颗粒物中的多环芳烃主要集中在4环、5环和6环，3环和2环所占比例较少；与燃煤电厂相比，垃圾焚烧发电厂排放的烟气中多环芳烃的浓度和毒性参数更高。     

废聚丙烯塑料等离子体热解研究——水蒸气的加入对改善气体品质的影响

以聚丙烯为试验物料，利用N2热等离子体在等离子体反应器内进行了一系列热解试验，重点考察了气体产物成分及含量。在反应过程中加入过热水蒸气以改善气体品质，在本实验条件下，气体产物中CO与H2之和可以达到40%，C2H2可达到5%。     

钾元素对生物质主要组分热解特性的影响

采用热重-红外联用仪对松木及生物质主要化学组分半纤维素、纤维素、木质素的热解特性及钾元素对其热解特性的影响进行了研究.结果表明,半纤维素、纤维素、木质素发生热解的主要温度分别为200~350 ℃、300~365 ℃和200~600 ℃;半纤维热解产物中CO、CO₂较多;纤维素热解产物中LG和醛酮类化合物最多;木质素热解主要形成固体产物,气体中CH₄相对含量较高.三种组分共热解过程中发生相互作用使热解温度提高、固体产物增加,气体中CO增加而CH₄减少.添加K₂CO₃后半纤维素和纤维素热解温度区间向低温方向移动,固体产率提高.K对纤维素作用最明显,CO、CO₂气体与固体产物产率明显增加,醛酮类和酸类物质的产率降低;木质素受K影响相对较小,热解固体产物略有增加,挥发分中H₂O和羰基物质增加;三组分共热解减弱了钾元素的催化作用.     

天然铁矿石为氧载体的生物质化学链气化制合成气实验研究

在一个小型鼓泡流化床反应器上以Ar气为流化介质,对以天然铁矿石为氧载体的生物质化学链气化制合成气过程进行了研究。考察了反应温度对合成气组分、气体产率、碳转化率以及气化效率的影响,反应时间对合成气组分的影响;探讨了氧载体存在对生物质气化过程的影响。结果表明,天然铁矿石可以作为生物质化学链气化制合成气反应过程的氧载体,代替富氧空气或高温水蒸气作为生物质气化的气化剂;随着温度的升高,产物气体中CO、H₂的浓度逐渐增加,CO₂、CH₄浓度缓慢降低;随着反应时间的延长,合成气中H₂、CO、CH₄的相对浓度缓慢增加,而CO₂相对浓度逐渐降低;氧载体的存在能显著提高气体产率和碳的转化率及气化效率。扫描电镜-能谱(SEM-EDS)分析表明,当超过850 ℃时,铁矿石氧载体颗粒表面烧结现象明显,但反应前后,颗粒表面的成分及含量基本保持不变。     

煤与生物质热重分析及动力学研究

利用热重分析仪对稻秆、麦秆、木屑和煤单独及混合热解特性进行了研究。通过对不同混合比例热解与单独热解对比表明,混合热解中不同生物质起始热解温度、生物质挥发分最大析出温度、煤挥发分最大析出温度随着煤混合比例的变化呈规律性变化。对混合热解实验数据与单独热解参数按混合比例后特性参数分析表明,混合热解导致固体产物产率提高。实验通过对稻秆两种方式的脱灰及脱挥发分处理后混合热解分析,脱挥发分稻秆与脱灰分稻秆对煤的热解都起到了促进作用,证明了生物质中的碱/碱土金属能促进煤在较低温度下热解,硅元素对热解速率起抑制作用。推测生物质与褐煤的共热解中存在协同作用。     

松木粉气流床气化特性实验研究

在气流床气化实验装置上进行了松木粉气化特性的研究。考察了温度、氧当量比、水蒸气配比对气体产物的成分、气化特性和固体产物的微观形态及成分的影响,结果表明,随着温度的升高,CO与H₂浓度显著升高,CO₂与CH₄浓度明显下降,碳转化率、产气率、产气热值有所提高;氧当量比从0.2上升至0.5时,CO与H₂浓度降低超过10%,CO₂浓度则上升100%以上,碳转化率提高至92.9%,产气率有所上升,而产气热值则降低超过20%;水蒸气配比从0增大至0.58时,H₂/CO体积比由0.63提高为1.40,碳转化率、产气率和产气热值均呈现先增大后减小趋势。由SEM照片可以看出,固体残渣主要由类球状或块状结构与纤维团聚结构两部分组成。温度升高使残渣颗粒由呈现不规则形状逐渐向球形转化,氧当量比的增大使残渣中类球状颗粒表面孔洞与裂缝明显增多直至破碎。