单颗粒流化床富氧燃烧特性研究

在二维热态可视化流化床实验平台上深入研究了O_2/N_2和O_2/CO_2气氛下单个煤颗粒燃烧特性。实验中流化床床温为1088 K,O_2浓度为10%~40%,拟球形煤颗粒粒径为6 mm,两根热电偶分别记录煤燃烧过程中颗粒中心及表面温度的变化规律。实验结果表明:O_2/CO_2气氛下O_2扩散速率低于O_2/N_2气氛,使得煤颗粒的平均表观燃烧速率、升温速率及温度峰值降低,燃尽时间延长;提高O_2浓度后燃烧特性得以改善。为获得与空气气氛相近的燃尽时间,O_2/CO_2气氛下O_2浓度约需25%,但O_2浓度需30%才可达到和空气气氛相近的燃烧温度峰值。     

O_2/CO_2气氛下不同密度煤粉燃烧特性研究

本文将大同烟煤分为低(1.4 g/cm~3)、中(1.4～2.0 g/cm~3)、高(2.0 g/cm~3)3个密度段,进行不同密度原煤的工业和元素分析,利用热重分析仪研究了O_2/N_2、O_2/CO_2气氛(不同氧气浓度下)各样品的燃烧特性,并开展了反应动力学分析。结果显示在O_2/CO_2气氛下,随煤粉密度增加,煤粉最大失重速率减小,最大放热速率减小,燃尽温度升高;提高氧气浓度可降低燃尽温度。与O_2/N_2气氛相比,在氧气浓度相同的条件下,各样品在O_2/CO_2气氛下的着火温度、燃尽温度、表观活化能均升高。     

低氧浓度下煤燃烧特性的热重实验研究

煤燃烧的部分过程是在低氧浓度下进行的,本文利用热重实验研究煤在低氧浓度下燃烧特性的变化,重点研究着火特性、燃尽特性和燃烧速率的变化;同时计算分析低氧浓度下,煤燃烧反应动力学参数的变化。实验结果表明,低氧浓度下煤燃烧反应的TG和DTG曲线均向高温区靠近,着火温度基本不变,燃尽温度提高,燃烧速率下降;低氧浓度下燃烧反应的动力学参数活化能E和频率因子k_0之间存在着补偿效应。     

钾基CO2吸收剂再生反应特性

通过热重分析试验研究了钾基 CO2 吸收剂的再生反应特性.深入分析了气氛、分解终温和升温速率对再生转化率和分解反应速率的影响.通过热分析方法求取了反应动力学参数.研究发现,其分解终温最佳值为 200℃;CO2 和H2O 在分解终温较低时对反应过程的影响较大;升温速率对反应的影响程度在其高于 10℃/min 后明显减弱;KHCO3分解反应的表观活化能为 90～120 kJ/mol.本文为干法 K2CO3/KHCO3 循环脱除 CO2 的研究提供了一定的基础数据.     

聚-α-甲基苯乙烯热降解动力学研究

利用热分析技术(TG/DTG)对聚--甲基苯乙烯(PAMS)在氮气气氛下以不同升温速率为条件进行热降解动力学研究。研究结果表明：PAMS的热降解步骤为一步反应,在升温速率为10 ℃/min时,主要失重温度区间为302～343 ℃,热失重速率最大时温度为325 ℃。在同一温度下,随着升温速率的不断提高,主要降解温度向高温区移动。采用了Kissinger,Flynn-Wall-Ozawa及Coats-Redfern方法研究其动力学参数,确定了PAMS的降解活化能在160～220 kJ/mol之间、反应级数为一级。     

O_2/CO_2条件下焦炭氮向NO的转化特性

本文以大同烟煤在固定床上制得的焦炭为研究对象,利用卧式管式反应器对不同工况下焦炭氮向NO的转化特性进行了实验研究。主要开展了18%O_2/N_2和18%O_2/CO_2气氛,分别在973 K、1073 K、1173 K、1273 K和1373K下的焦炭燃烧试验。实验结果表明:在18%O_2/N_2和18%O_2/CO_2气氛下,从973 K到1373 K,焦炭氮向NO的转化率呈现先增大后减小的趋势,在1073 K出现峰值。和O_2/N_2下相比,O_2/CO_2下焦炭氮向NO的转化率均有所下降。     

煤的热天平燃烧反应动力学特性的研究

采用热天平获得同一种煤在不同升温速率下的TG、DTG曲线,可求出燃烧速率、燃烧温度随燃烬度的变化曲线,根据两个不同升温速率下的数据,可计算出化学动力学参数活化能和指前因子随燃烬度的变化曲线。根据实验数据计算得到四个煤种的反应动力学参数随燃烬度变化的曲线,并预测其中一种煤在第三个升温速率下的燃烧速率随燃烬度的变化曲线,计算结果与实验结果符合较好。用此模型预测了在不同的恒定温度下试验煤种的煤粉燃烧速率随燃烬度的变化趋势。     

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。     

褐煤和煤矸石混合热解研究

对某煤矿的褐煤和某煤矿煤矸石的混合物按2:3的比例进行热解。本实验采用热重分析法(TG)和差示扫描量热法(DSC)。将试样分别在同一条件下进行试验,气氛为氮气,升温速率分别为10℃·min~(-1)、30℃·min~(-1)、50℃·min~(-1),压力为0.055 MPa,粒度分别是80目、140目和200目,反应终止温度为1000℃。通过对试验结果分析,研究分析混合比对试样热解的影响,并得到最佳升温速率和粒度。     

O2/CO2燃烧方式下煤中有机/无机硫的释放特性

首先用重液浮选将一种烟煤分为高(＞2.0 g/cm3)、中(1.4～2.0 g/cm3)和低(＜1.4 g/cm3)三个密度段,并采用三态硫化学分析,发现无机硫(外在黄铁矿为主)主要赋存于高密度煤中,有机硫主要赋存于低密度煤中,几乎全部硫酸盐硫、部分有机硫和少量无机硫(内在黄铁矿)赋存于中密度煤中.其次在程序升温条件下研究了分密度煤中硫的释放特性以及含硫物相的浓度变化规律,探讨了有机/无机硫析出特性的影响机理.结果显示:在O2/CO2气氛下,高、中密度煤SO2析出曲线都有尖峰并呈双峰分布,在较短时间及较窄温度范围反应完全;与之相反,低密度煤释放曲线平坦且无明显峰,在较长时间和较宽温度范围均有析出;相对于O2/N2气氛,O2/CO2燃烧方式促进了硫以COS/SO3等物相生成,同时提高了煤灰中矿物质自固硫能力,从而降低了SO2的排放.     

装药结构对固体火箭发动机烤燃温度分布的影响

为研究装药结构对固体火箭发动机烤燃特性的影响,以装填HTPE推进剂的固体火箭发动机为研究对象,建立了复合、单孔管形及星孔形3种装药结构的固体发动机烤燃模型。以1和2℃/min的升温速率对小尺寸HTPE推进剂烤燃试样进行烤燃实验,以实验结果为基础,修正了推进剂材料参数。利用Fluent软件对3种装药结构在不同升温速率(β)下的烤燃行为进行了数值模拟。结果表明:装药结构对固体火箭发动机的烤燃响应时间、点火点和快/慢速烤燃的划分都有影响;星孔形装药会导致点火点出现跳跃性变化的临界升温速率效应,而单孔管形装药不存在此现象。在本研究条件下,包含星孔段的复合装药发动机的临界升温速率为0.2℃/min,星孔形装药发动机的临界升温速率为0.3和0.5℃/min,即当0.3℃/min≤β≤0.5℃/min时点火点发生跳跃变化。     

热重分析技术研究聚-α-甲基苯乙烯降解温度

采用热重分析技术研究了4种聚-α-甲基苯乙烯原料和其它微球壳层材料的热降解温度。研究表明,聚-α-甲基苯乙烯原料主要失重温度范围为220～340℃,等离子体辉光放电涂层材料的降解温度为350～450℃。升温速率在20℃/min和30℃/min时,降解温度基本相同,升温速率不影响降解的温度范围,低于20℃/min时,随着升温速率升高,降解温度升高。     

热重分析技术研究聚-α-甲基苯乙烯降解温度

采用热重分析技术研究了4种聚-α-甲基苯乙烯原料和其它微球壳层材料的热降解温度。研究表明,聚-α-甲基苯乙烯原料主要失重温度范围为220～340 ℃,等离子体辉光放电涂层材料的降解温度为350～450 ℃。升温速率在20 ℃/min和30 ℃/min时,降解温度基本相同,升温速率不影响降解的温度范围,低于20 ℃/min时,随着升温速率升高,降解温度升高。     

用多个速率升温热重法测定MgB_2的氧化活化能

用热分析仪研究了 Mg B2 在高温空气气氛下的热稳定性和氧化情况 ,结果表明 Mg B2 在 4 0 0℃开始氧化 ,70 0℃后氧化非常强烈 ,用多个速率升温热重法测定 Mg B2 的氧化活化能为 80 k J/ mol左右。     

煤粉加压燃烧过程中氧气可达比表面积的实验研究

针对煤粉燃烧SCT模型中的氧气可达比表面积,进行了不同煤种的加压热重分析(PTGA)和不同燃尽度下煤焦N2/BET比表面积的测试,研究表明:煤粉加压燃烧过程中,当平均孔径大于2 nm时,累积比表面积和氧气可达比表面积均随燃尽度的增加而增加,说明该孔径以上的比表面积与燃尽度有很好的相关性;常压下TGA中不同燃尽度下煤焦氧气可达比表面积是PTGA下的1.5～2倍,这部分说明了加压反应速率不可能与压力等倍数增加.     

O2／CO2气氛下添加剂对澳煤燃烧特性的影响

本文利用热重差热综合分析仪（TG—DTA），在O2／N2及O2／CO2气氛下，研究了添加剂在不同氧浓度时对澳煤燃烧特性的影响；同时利用X-射线衍射仪分析了添加剂的物相组成。结果表明：此添加剂为典型的碱土／碱金属氧化物添加剂；在氧摩尔体积浓度为20％时，加入添加剂后澳煤在O2／CO2气氛下的燃烧特性优于O2／N2气氛；在...     

铜基氧载体制取O_2-CO_2混合气体的实验研究

采用溶胶-凝胶燃烧法制备了铜基氧载体CuO/CuAl_2O_4,利用热重分析仪研究了铜基氧载体的释氧性能,并在固定床反应器内对铜基氧载体的释氧和吸氧特性进行了实验研究。结果表明,CO_2气氛下,铜基氧载体能够释放出O_2,随反应温度增加,O_2-CO_2混合气体中O_2含世增加,反应时间减少.释氧后的铜基氧载体能够吸收N_2-O_2混合气中的O_2,吸氧速率及转化率同时受到热力学和动力学控制.880℃为铜基氧载体最佳释氧与吸氧温度。     

多种复合炸药装药的慢烤特性及其机理

为研究不同结构复合装药在慢速烤燃过程中的响应规律,分别设计了JH-2和JHB炸药的?19 mm单独药柱装药和?30 mm复合药柱装药烤燃弹,通过慢速烤燃试验分别获得了单独药柱烤燃弹在1和2℃·min^-1升温速率、复合药柱烤燃弹在1℃·min^-1升温速率下的温度-时间变化曲线,并结合数值模拟进一步分析了烤燃弹内部温度场的变化。研究结果表明:单独药柱装药情况下,低敏感炸药能明显降低弹药在热刺激下的响应等级;而在复合药柱装药时,烤燃弹响应点均位于外层低敏感药柱靠近壳体的环状区域,响应温度随高能药柱直径的增加而升高,响应等级随外层低敏感药柱厚度的增加而增加,复合装药由于药柱接触面存在接触热阻,烤燃弹传热受到阻滞,使得内部高能药柱极少参与反应。     

基于TG-FTIR的落叶松木材热失重与热解气相演变规律研究

采用热重红外光谱联用分析法考察了落叶松木材在不同升温速率下的热失重特性及气相演变规律,并与其组分模混物的热解特性进行了对比分析。结果表明,落叶松的主要失重区域相对于模混物较宽,落叶松残炭率(18.97%)相对于模混物(29.83%)较低;在低温段,模混物的活化能高于落叶松木材,而在高温段二者差别不大;落叶松木材热解过程经历了水分析出、主成分热分解、后期炭化等阶段,气体析出主要集中在375℃左右;落叶松在热解反应过程中,主要气体产物生成量顺序为CO2>H2O>CH4>CO,随着升温速率的增加,上述气体产物的生成量明显增多;模混物与落叶松木材热解生成气体规律基本相似,但模混物中各气体析出强度均相对较高。     

O_2/CO_2气氛燃煤半焦孔隙特性分析

在沉降炉上制备了不同燃烧气氛、不同燃尽程度的半焦,采用低温氮吸附仪和扫描电子显微镜测定了其孔隙结构和表面形态.结果表明,所取的半焦试样均具有完整且连续的孔结构体系;但在相同的操作条件下,O_2/CO_2气氛下半焦试样的孔结构参数及其分形维数均小于相同O_2浓度的O_2/N_2气氛下的情况;两种气氛下煤焦的燃尽过程中,孔隙结构参数(S_(BET)、V_(BJH)和d_(pore))随燃尽率的增加均呈减小趋势;SEM图像的定性分析结果与N_2吸附的定量测量吻合较好.研究结果为深入认识O_2/CO_2气氛下煤粉的孔隙结构与其燃烧特性的关系提供了基础.