两相流中煤粉的燃烧机理及动力学特征

利用微型流化床动力学分析仪研究了两相流条件下无烟煤粉的燃烧反应机理和动力学特征,并与热重法所得结果进行比较分析。结果表明,当温度大于850℃时,煤粉燃烧机理发生了变化,燃烧气态产物的生成比例也随之改变;当气速大于0.10 m/s时,气体扩散限制基本被消除,煤粉燃烧反应速率主要受界面化学反应控制;煤粉燃烧反应速率随着氧气分压的增大呈幂函数形式增长,且氧气分压对煤粉静置燃烧的影响更加显著。煤氧两相流燃烧的表观活化能与静置燃烧相比降低了49 kJ/mol,相同温度条件下两相流燃烧的界面化学反应阻力也明显小于热重法测试结果。     

Ca-Fe-Ce系催化剂对无烟煤燃烧的影响

利用热天平研究了Ca-Fe-Ce系催化剂对无烟煤燃烧特性的影响。结果表明,复合催化剂中各个组分之间具有一定的协同作用,其催化效果优于单一催化剂。升温速率、分散程度、燃烧气氛等因素对催化无烟煤燃烧特性具有明显的影响：升温速率越快,催化燃烧时燃点降低得越多;催化效果随着催化剂在煤粉分散程度的增加而增加;氧气浓度越大,催化剂使煤的燃点降低越明显。     

煤气部分返回炼焦过程焦炭脱硫

将半焦中的硫区分为无机硫和有机硫，在不同气氛和温度下进行脱硫实验；计算煤气返回对焦炉温度的影响和模拟炼焦过程返回煤气在炭化室的分布。结果表明：增加氢气浓度对有机硫和无机硫的脱除都有利，但是温度升高并不总是有利于脱硫；氢气脱硫效果要好于甲烷和一氧化碳；指出了炼焦后期在焦炉煤气返回之前预热煤气可以减少对炉温的影响，但是煤气的预热温度不能太高，否则甲烷裂解容易堵塞管道；煤气的最佳返回时机是在焦炭中孔隙分布较为均匀之时。     

超重力场电沉积NiW合金及其耐碱腐蚀性能

在超重力条件下电沉积NiW合金镀层,考察了超重力对NiW合金电沉积过程(各元素分电流、W含量和槽电压等)的影响规律;并利用扫描电子显微镜(SEM)、Tafel技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了电沉积NiW合金镀层的表面形貌和在NaOH溶液中的抗腐蚀性能,同时通过浸泡实验考察了镀层的稳定性.结果发现,与常重力条件电沉积的NiW合金相比,超重力场电沉积的NiW合金中W含量增加,镀层表面无微裂纹产生;在10%(w)NaOH溶液中镀层自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,腐蚀电阻也由常重力(重力系数G=1)时的865Ω·cm2增大至超重力(G=256)时的2305Ω·cm2;在10%NaOH溶液中浸泡144h后,超重力场电沉积的NiW合金表面无破碎和起皮现象发生.超重力技术在NiW合金电沉积过程中的应用,使镀层的耐碱腐蚀性能得到改善.     

炼焦收缩阶段半焦脱硫的实验研究

本文研究了半焦颗粒在炼焦收缩阶段脱硫的动力学行为,研究结果表明,半焦颗粒的脱硫与气体性质、流量有关.通过分析焦炭中各种形态的硫分,证实了在炼焦过程中存在着无机硫和一部分有机硫向噻吩硫转化.     

焦化过程半焦孔隙结构时空变化规律的实验研究——孔隙率、比表面积、孔径分布的变化

以井式加热炉(φ150mm×300mm) 为主体模拟工业炼焦过程，借助压汞法考察了焦化过程中不同焦化温度、炉内径向不同位置半焦的孔隙结构参数的变化。结果表明，半焦中存在丰富的大孔和中孔，孔隙率和比表面积随焦化温度、径向位置呈规律性变化；相同焦化温度下，由边缘沿中心方向先减少后增加；相同位置下，孔隙率随着温度的升高逐渐变小，至900℃后孔隙率略有增大，比表面积在900℃左右达到最小值后随温度升高又迅速增加；此外，半焦孔隙以孔径大于5.0μm的孔为主，孔径小于0.4μm、介于0.4μm～5.0μm和大于5.0μm的孔累积孔隙分率分别约占总孔体积分数的10％、20％和70％，孔径分布的高峰处于60 μm～150μm。SEM分析显示，焦柱中存在丰富的大孔，且边缘和中心处孔径较大。     

热重法研究K2CO3与Fe2O3对煤粉燃烧反应性的影响

利用综合热重分析仪分别研究了K₂CO₃、Fe₂O₃对褐煤、烟煤、无烟煤、石墨等不同燃料的催化燃烧反应性的影响。结果表明,催化剂种类、添加量、粒径和燃料的变质程度对催化燃烧具有一定的影响;向无烟煤中加入K₂CO₃、Fe₂O₃两种催化剂,无烟煤的燃点由458℃分别降为319℃、405℃,燃烧速率由11.94%/min分别提高到26.40%/min、17.66%/min。K₂CO₃、Fe₂O₃对褐煤和烟煤的燃点没有明显的降低作用,但是对无烟煤和石墨燃点有明显的降低作用,且随着煤变质程度的增加,燃点降低幅度增大。由于引起燃点和燃速变化的原因不同,所以加入催化剂后造成燃点和燃速的变化也不同。     

超重力场强化铅电沉积的规律与机理

采用循环伏安法(CV)、线性扫描法(LSV)、计时电流法研究了超重力场(超重力系数和作用方向)对铅电沉积过程(包括欠电位沉积、本体沉积和析氢副反应)的影响. 结果表明, Pb(NO3)2溶液中, 在所有超重力条件下, 铅的本体沉积和欠电位沉积均得到一定程度的强化, 析氢副反应得到抑制; 当超重力作用方向为垂直背向时(VBD), 超重力对电沉积过程的强化程度最大; 在超重力场中对废水中的铅进行电化学处理后, 溶液中的残余Pb2+浓度要远远小于常重力条件下的Pb2+浓度.     

梯度温度分布下半焦/焦炭收缩规律的研究

利用炉侧安装了移动测量标尺的加热炉 (φ150mm×300mm)，分别以三种加热速率(1.0℃/min、1.5℃/min和3.0℃/min)及两种堆密度(880kg/m3和1080kg/m3)模拟工业炼焦，研究了1500g的炼焦用煤在焦化过程中径向收缩与焦化时间、中心温度、焦化升温速率及梯度温度的关系。结果表明，中心温度为280℃～360℃时煤柱开始收缩，900℃左右收缩结束，径向收缩值5mm～8.5mm，收缩率7%～12%；加热速率和堆密度增大，煤柱径向温度梯度增大，径向收缩值减小；加热速率增大，开始收缩时的中心温度降低，第二收缩高峰逐渐减弱，各梯度温度降低，煤柱收缩系数减小；堆密度大，开始收缩时的中心温度和各梯度温度均较高，对收缩系数及收缩高峰无明显影响。在焦化的不同时期，煤柱不同位置的升温速率不同。     

固定床天然气与煤共气化火焰区温度影响因素的研究

用实验室固定床反应器模拟合成气制备炉，考察了该工艺中不同因素对火焰区温度的影响。实验中首先确定了使火焰区温度最低时的甲烷和氧气相对入口位置，然后在此条件下分别考察了进料中H2O/O2和CH4/O2摩尔比变化对火焰区温度的影响。结果表明，甲烷和氧气相对入口位置平齐时火焰区温度最低，火焰区温度均随进料中CH4/O2和H2O/O2摩尔比的增大而降低。