氧燃烧方式下重金属Se挥发行为的研究

在氧燃烧方式和空气燃烧方式下对Se的氧化物及其与CaO的混合物进行了热重红外实验,通过TG、DTG、DSC以及X射线衍射分析考察了升温速率、气氛和矿物质对重金属Se在燃烧过程中挥发行为的影响。实验结果显示:氧燃烧气氛下se02的挥发率以及释放总量较之空气气氛发生了较大变化,氧燃烧气氛下,Se化合物的释放总量比空气气氛下低;在同一气氛下,钙硒比越大,钙的固硒效果越明显;升温速率对SeO2挥发的影响较小,主要在于加速或推迟其挥发;氧燃烧方式有助于抑制重金属Se的释放。     

富氧燃烧气氛下无机元素的迁移转化规律

采用热力学平衡计算方法对小龙潭高钙飞灰在燃后区低温烟气下无机元素的迁移转化规律进行了研究。在常压下,常温~1000C范围内,重点分析了烟气中CO_2浓度和SO_2对飞灰中无机元素迁移转化规律的影响。结果表明,在低温烟气区,Ca、Mg组分易发生碳酸化反应。CO_2浓度会影响碳酸化反应的进行,而SO_2的存在会极大地促进硫酸盐的生成,从而抑制碳酸化反应。     

富氧燃烧条件下煤焦的燃尽特性

本文利用平面火焰携带流反应器研究了DT烟煤在富氧燃烧条件下的燃烧实验。采用灰示踪法分析煤焦的燃尽和元素释放特性,并采用等密度模型计算了基于氧化反应C+0.5O_2→CO的表观反应动力学参数。研究结果表明;煤粉在富氧燃烧条件下的燃尽慢于空气燃烧;富氧燃烧条件下,煤焦与CO_2的气化反应会导致煤焦表面对O的化学吸附,进而导致氧元素释放速率减慢;高氧浓度条件下,高浓度CO_2对煤焦燃尽的抑制作用大于CO_2气化反应对煤焦燃尽的促进作用,降低环境氧浓度可以逐步提高CO_2气化反应对煤焦燃尽的贡献。     

氧燃烧方式下痕量元素形态转化的试验和模拟研究

结合热重试验及XRF测量,采用化学热平衡分析方法对煤中易挥发的有毒痕量元素砷、铬、锑和汞在不同燃烧方式下的化学形态及分布进行了研究。计算表明,在常规燃烧方式下,痕量元素在400-1800 K的温度范围内容易蒸发,生成气相单质或氧化物。富氧燃烧条件下,高浓度的CO2(g)以及碳颗粒温度的降低在一定程度上会抑制痕量元素的蒸发,同时CO2(g)也会抑制痕量元素向气相次氧化物及单质的转化。     

木质装饰板材贫氧条件下燃烧和热解特性研究

本文利用热重差热分析仪,在各种不同的氧气浓度下对落叶松、红木和红松样品进行实验。通过对TG、DTG和DTA曲线的分析,样品干燥基要经历两个失重过程,第一个失重过程主要是纤维素和半纤维素的热解,第二个失重过程主要是木质素的炭化分解和燃烧。在各氧气浓度条件下,热解失重的第一个阶段TG和DTG曲线差异很小;在各样品失重的第二个阶段,随着氧气浓度的增加,TG和DTG曲线左移,反应结束的温度明显降低。氧气能使木质素的炭化物氧化并进而可能使其着火燃烧,从而使反应进程加快。当氧气浓度大于6.32%时,各样品DTA曲线上均有两个明显放热峰,并且随着氧气浓度的增加,DTA曲线放热峰越尖锐,放热峰面积越大,说明氧气浓度越大,在两阶段失重过程中更多的挥发分物质和固体炭化物参与燃烧。     

燃料及燃料/氧化剂比对ZnCr2O4的影响

采用溶液燃烧法一步快速合成尖晶石型纳米ZnCr2O4,用X射线衍射仪和扫描电镜系统研究了不同燃料、燃料/氧化剂比对ZnCr2O4晶相组成,晶粒大小和微观形貌的影响。结果表明:燃料种类和燃料/氧化剂比对合成产物晶相组成,晶粒大小和微观形貌有显著影响。适宜的燃料/氧化剂比随燃料的不同而变化,甘氨酸为燃料,燃料/氧化剂比在富燃(+50%)可得到8.1nm纯相结构致密的ZnCr2O4纳米晶体;尿素为燃料,在化学计量比得到晶型良好块状多孔晶粒大小为10.2nm纳米晶体;乙醇胺为燃料,在化学计量比得到致密团聚晶粒大小为12.7nm的纳米晶体。     

氧燃烧方式下矿物质与重金属行为特征的研究

在沉降炉试验台上,进行空气气氛及O2/CO2气氛燃煤试验,通过X射线衍射分析和ICP-AES分析研究了不同气氛下煤灰中矿物质组成及痕量元素的挥发特性.并根据热力学多相平衡原理对矿物质与重金属在两种气氛下的挥发行为进行了计算和比较分析.结果表明,氧燃烧气氛下的矿物质组成与空气气氛下并无明显不同,矿物质元素的蒸发气化亦没有受到明显的影响,但在氧燃烧气氛下矿物质的晶相向非晶相的转化得到了较大改善,有可能使电站锅炉沉积得到缓解;氧燃烧气氛下灰中痕量元素相比空气气氛下在底灰中有明显的富集.     

柴油燃料HCCI燃烧影响因素的试验研究

本文采用在进气上止点附近进行柴油喷射,利用缸内高温残余废气促进燃油蒸发形成均质混合气,实现了柴油燃料的均质压燃(HCCI)。试验结果表明柴油燃料HCCI燃烧的放热规律呈现低温和高温放热两个阶段,并且NOx排放可以降低95%-98%。本文主要研究了影响HCCI燃烧的因素,指出负荷增大、进气温度增加和负气门重叠期的增加使HCCI着火提前,而外部EGR率的增大可以推迟着火。因此对于低温自燃性好的燃料,冷EGR是控制其HCCI着火燃烧过程的有效措施。     

甲烷/富氧扩散火焰燃烧区域的分层特性研究

本文对甲烷／富氧扩散火焰燃烧区域的分层特性进行了数值模拟和实验研究,结果表明氧化剂中氧浓度的增加加剧了火焰的分层现象(黄焰层与蓝焰层),使蓝色火焰变厚,并且使NOx生成大量增加;火焰面上的速度梯度主要影响黄色火焰厚度,蓝色火焰随着速度梯度的增加而减小, NOx生成也随之较少。对比温度及火焰结构还表明,研究中所采用的数值模拟方法可以正确地预测对向流扩散火焰特性。     

溶液燃烧法合成纳米ZnFe2O4晶体

采用溶液燃烧法合成了ZnFe₂O₄纳米晶体,系统考察了不同燃料,燃料/氧化剂的摩尔比对ZnFe₂O₄晶相组成和形貌的影响。采用XRD和SEM对产物的晶相组成、晶粒大小、晶体形貌以及表面形态进行了表征。结果表明:燃料种类和燃料/氧化剂比对合成产物晶相组成影响显著。以丙氨酸和甘氨酸为燃料合成所得的纳米晶相较好;以丙氨酸和甘氨酸为燃料时,都是在贫燃（—50%）时得到最好ZnFe₂O₄纳米晶型,尺寸分别为34.4nm和29.7nm。     

氧/燃料燃烧条件下高钙煤灰的碳酸盐化研究

利用水平管式炉对两种高钙煤灰在氧/燃料燃烧条件下的碳酸盐化特性进行了研究,重点探究了H_2O和SO_2浓度对煤灰碳酸盐化反应的影响规律,并利用HSC Chemistry对实验现象进行了合理解释。研究结果表明,在无SO_2的情况下,H_2O的存在促进了煤灰的碳酸盐化反应,且碳酸盐化程度随H_2O浓度的增大而增大;在相同H_2O浓度下,SO_2的加入对煤灰的碳酸盐化反应具有强烈抑制作用,且H_2O浓度越高,这种抑制作用越明显;同时,SO_2存在条件下,煤灰中Ca的反应程度明显降低。     

甲醇柴油比对二元燃料燃烧与排放特性的影响

在六缸电控单体泵增压中冷重型柴油机进气管上面布置电控甲醇喷嘴,采用柴油引燃甲醇均质混合气的二元燃料燃烧模式,开展了高甲醇柴油比的二元燃料燃烧特性与排放特性试验研究。研究结果表明;随着醇柴比的增加,二元燃料的滞燃期增加,放热率峰值、最大缸内压力和压力升高率峰值都变大;未燃HC和CO排放上升,NO_x排放则先下降后上升;烟度与颗粒物浓度排放都下降,低负荷下醇柴比为4.0时效果尤其显著;大负荷时二元燃料燃烧时热效率明显提高。     

船用氨燃料低速机缸内燃烧的数值模拟研究

针对一台520 mm缸径船用低速机进行三维全尺寸模拟,对比分析了氨/柴油两种运行模式不同喷油器方案对发动机燃烧排放的影响。结果表明：在爆发压力限值内,采用合适的氨燃料喷射策略可以实现同工况下与柴油机相当的功率水平;采用“2+2”喷油器方案对柴油模式的燃烧过程影响显著,功率相比原机有下降(<10%);当前“2+2”喷油器方案下,各负荷氨气模式可以达到原机柴油模式功率水平,但NO_x排放与气耗均略高于“3+3”模式。     

燃料空气供给条件对热声不稳定燃烧影响的研究

对Solar低排放预混燃烧系统的燃烧稳定性进行了数值研究.应用非定常N-S方程、雷诺应力紊流模型及涡团耗散燃烧模型,数值模拟了该类型燃烧器在不同的燃料空气供给条件下的气流流动特性和压力振荡特性,并给出了不稳定发生时压力和速度振荡的幅值和频率.根据供给条件的不同,燃烧可以是稳定的或是不稳定的,取决于燃料到火焰前沿的迟滞时间.采用CFD方法,可精确地获得燃料到火焰前沿的迟滞时间,证实了所采用的模型能够精确预测不稳定燃烧的出现及振荡特性.通过调整燃料与空气的供给条件,可使振荡激励或阻尼.     

加压富氧燃烧模式下SOx/NOx强耦合促进SO3形成的机理研究

加压富氧煤粉燃烧技术由于净发电效率高被认为是最有可能得到应用的燃煤CO2控制技术之一,但受燃烧压力影响,烟气中的酸性气体(SOx/NOx)分压显著提高,导致腐蚀风险加剧,而目前对该问题相关的基础研究很少。本文利用详细反应机理(72组分,428反应),基于实验数据对照,揭示了加压富氧模式下SOx/NOx强耦合促进SO3和NO2形成的协同效应。动力学机理计算结果表明:SOx/NOx的交互作用可促进SO2和NO向SO3和NO2的转化,并且该促进效应在一定的温度和加压条件下十分显著。基于反应路径和敏感性分析,本文最终发展了一个能用于准确预测加压富氧燃烧模式下SO3和NO2在后火焰区形成特性的9步骨架反应机理。     

弱点火条件下炸药燃烧转爆轰的数值模拟

考察颗粒炸药从传导燃烧到对流燃烧再到爆轰的过程.对装填密度为85%的HMX颗粒炸药的燃烧转爆轰过程进行数值模拟,分析传导燃烧、对流燃烧和爆轰的发展过程.点火早期燃烧速度很低,火焰面在8.16 ms之内只前进了不到0.2 mm;形成对流燃烧之后燃烧速度快速增加,只用了0.1 ms就形成了速度为8 165 m·s^-1的稳定爆轰.当炸药颗粒直径或点火压力减小时,形成稳定爆轰所需的时间增加.     

高温条件下甲醇喷雾的燃烧特性

高温条件下甲醇喷雾的燃烧特性杨长林，舒国才，刘月辉，王懿铭（天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津３０Ｏ０７２）关键词高温环境，甲醇喷雾，燃烧特性１前言甲醇作为一种内燃机代用燃料，已经受到了人们的广泛重视，但由于甲醇的十六烷值低，着人性能差，因此在柴...     

污泥粉燃烧无机成分的转化和成灰行为

沉降炉中燃烧两种污泥研究温度对灰行为的影响。结果表明：随温度升高颗粒直径向大尺寸范围移动,在熔融聚集作用下1300℃时颗粒直径略微减小;灰形态随温度升高熔化程度增加,球颗粒数目增多,结合1300℃的灰平均圆度与EDS结果,推测Fe和球形灰颗粒的形成有关;泥样主要矿物相分是SiO₂、AlPO4、Na/K-硅酸盐、白云母、水钙沸石,随温度升高转变为CaAl₂Si₂O₈、NaFe₃Si₂O₆等辉石矿物,1300℃时晶峰面积减少,熔融现象明显。     

燃料抛撒成雾及其燃烧爆炸的光滑离散颗粒流体动力学方法数值模拟研究

燃料在炸药爆炸驱动下形成燃料空气爆炸云团, 进而引燃爆炸, 对目标造成毁伤. 本文在前期提出的光滑离散颗粒流体动力学方法(SDPH)的基础上, 引入描述炸药由爆轰到膨胀整个过程的Jones-Wilkins-Lee状态方程及描述气体快速燃烧过程的EBU-Arrhenius燃烧模型, 建立了求解战斗部起爆、燃料抛撒和燃料二次引燃爆炸问题的新型SDPH方法. 设计了圆环形燃料颗粒在炸药爆炸驱动下运动抛撒的算例进行数值验证, 结果与理论相符; 对燃料空气炸药(FAE)云雾的形成和发展过程进行了数值模拟, 分析了云雾的形态, 并与实验结果进行对比, 符合较好, 同时分析了不同起爆方式对云雾团成型的影响; 最后, 在云雾团成型的基础上, 引入蒸发燃烧模型对FAE的燃烧爆炸过程进行了模拟研究. 结果表明, 本文建立的数学模型和计算方法可以较好的模拟燃料空气炸药抛撒成雾及云雾燃烧爆炸过程, 为该类武器装备的设计研究提供了较好的数值方法.