添加高岭土对准东煤燃烧PM_1生成影响的研究

准东煤在中国能源利用中具有重要地位,由于特性独特,对准东煤燃烧颗粒物的生成特性和相应控制方法的研究十分必要。本文在沉降炉中研究了1000~1300℃下准东煤高岭土添加对PM_1(空气动力学直径小于1μm的颗粒物)生成的影响。实验结果表明,随着温度的升高,准东煤PM_1的生成量先急剧减少后略微增加,并向小粒径偏移。高岭土的添加对PM_1的作用在不同温度下差异明显,1000℃时高岭土添加大幅降低了PM_1的生成量;1100℃时,PM_1的生成量较原煤有一定的降低;1300℃时反而略微增加了PM_1的生成。     

基于Raman与FTIR对掺甲烷乙烯/氢气扩散火焰碳烟有序度和官能团的研究

以甲烷、乙烯、氢气混合扩散火焰碳烟为研究对象,采用激光共聚焦拉曼光谱（Raman）和傅里叶红外光谱（FTIR）研究了不同掺甲烷比例下乙烯、氢气混合火焰碳烟有序度及官能团的分布特性,分析了碳烟石墨化和官能团分布,揭示了掺甲烷对乙烯/氢气（氢气比例30%）层流扩散火焰的碳烟生成影响规律。Raman研究表明在甲烷掺混比为3%和7%时,在火焰高度低于4cm位置生成的碳烟有序程度显著降低,表明在此区域存在明显的碳烟生成协同效应;甲烷掺混比增大超过10%时,协同效应基本消失,碳烟有序度上升。FTIR研究表明掺混甲烷对碳烟官能团组成影响明显。掺混甲烷后脂肪族官能团相对含量整体提高。随着甲烷掺杂比的增大,CH₂相对含量增大到一峰值后减小。碳烟中芳香族官能团含量随着火焰高度的上升含量下降明显。掺混3%和7%甲烷,芳香族官能团在2和3 cm火焰高度时,芳香族官能团的含量明显上升。掺混甲烷比高于10%时,芳香族官能团的含量则有所降低。表明少量甲烷掺混使得CH₃和C₃H₃生成有了新的途径,CH₃和C₃H₃增加,而C₂H₄和C₂H₂减少不明显,从而促进了多环芳香烃(PAHs)的生成。继续增加甲烷因为稀释作用会抑制C₂H₂生成从而减少PAHs的生成,芳香族相对含量降低,因而降低了碳烟的生成。研究揭示了甲烷对乙烯/氢气层流扩散火焰中碳烟形成的相互作用：在低甲烷掺混比时存在协同效应促进碳烟生成,而在高甲烷掺混比时协同效应消失。     

燃煤源PM_(10)的CCSEM单颗粒分析

借助计算机控制扫描电镜(CCSEM)技术实现了对PM_(10)和PM_(2.5)的单颗粒物化特性分析。选用一种典型无烟煤在沉降炉内开展燃烧实验,分别收取PM_(10)和全灰。通过将CCSEM所测全灰中灰颗粒的几何粒径换算为空气动力学直径,发现全灰空气动力学直径为0.5~10μm的细颗粒与低压撞击器(LPI)收取的PM_(0.5-10)的物化性质较相似。随后对全灰中细颗粒的CCSEM单颗粒分析表明,PM_(0.5-2.5)的矿物组成与PM_(2.5-10)、全灰相差较大,其Fe硅铝酸盐、混合硅铝酸盐等成分的含量为三者最大,而莫来石相成分含量为三者最低。相比PM_(2.5-10)和全灰,PM_(0.5-2.5)中Fe分布在莫来石相成分中的比例最小。     

改性硅藻土脱除燃煤超细颗粒物的研究

本文分别采用盐酸和羟基铝溶液对硅藻土进行改性处理,将原硅藻土和两种改性硅藻土作为添加剂与煤粉按质量比3:100均匀混合后,在高温沉降炉1500℃下进行燃烧实验,利用低压撞击器(LPI)取样系统分级收集10μm的颗粒物,研究超细颗粒物的生成特性;此外,将改性硅藻土与醋酸钠混合后在相同条件下燃烧,利用高温取样的方法(避免Na蒸汽物理冷凝),在950°℃下收集燃烧产物,消解后进行ICP-AES测试样品中Na的含量。实验结果表明:原硅藻土、酸改性和羟基铝改性硅藻土减排PM_(0.2)比例分别为:19.76%、28.77%和30.32%;在硅藻土及改性硅藻土与醋酸钠的反应实验中,与原硅藻土原土相比,酸改性和羟基铝改性硅藻土化学吸附Na的能力分别提高3.26%和22.18%;经分析后认为,盐酸改性主要使硅藻土比表面积增加、改善表面结构特性,提高了其物理吸附碱金属Na的能力;而羟基铝则会与硅藻土表面结合形成新的吸附表面,促进了硅藻土与.Na的化学反应,从而有效减少了PM_(0.2)的生成量。     

CFBC混烧城市污泥与煤:N2O和NO的排放

在0.15MWth CFBC试验台上混烧城市污泥与煤,当城市污泥的含水率和混烧率分别变化在30％～60％和25％～100％之间时,可以实现稳定燃烧。分析了炉膛温度和城市污泥混烧率对NO和N_oO生成浓度的影响。结果显示,在焚烧氮含量很高的城市污泥过程中,通过适当提高炉膛温度,可以控制N_2O的生成,但是NO的生成浓度主要与混烧率有关。     

预混火焰条件下生物柴油羰基物的生成与影响因素分析

羰基物是低温燃烧过程中产生的不完全氧化中间产物,主要产生在预混燃烧阶段。从化学反应动力学角度,分析了预混火焰条件下,燃油量、过量空气系数和调合比例等因素对生物柴油羰基物生成的影响。通过改变空气稀释比进行空气预处理,通过掺混氢气、掺混一氧化碳、掺混甲烷进行燃料预处理,对生物柴油羰基类污染物的排放控制进行了数值模拟。研究结...     

混煤燃烧减少细微颗粒物生成的实验研究

本文将一种褐煤和一种烟煤进行不同混合比例(9∶1、7∶3、1∶1、3∶7和1∶9)和不同燃烧气氛(O2/N2和O2/CO2气氛)的沉降炉燃烧实验,采用低压撞击器(LPI)对燃烧生成的颗粒物进行收集,并对所收集的颗粒物开展生成浓度、元素组成等分析,研究了混煤燃烧减少细微颗粒物生成的作用机理及混煤比例、燃烧气氛对其的影响....     

一类阴离子自由基液态电极材料研究

将碱金属溶于含有芳香化合物的醚类溶剂,碱金属的一个电子转移给芳香化合物形成一个碱金属离子和一个阴离子自由基,同时溶于醚类溶剂得到一类具有高电子电导率和离子电导率的蓝黑色液体.当碱金属为钠、芳香化合物为联苯、醚类溶剂为乙二醇二甲醚时,其电子电导率和离子电导率分别为8.4×10~(-3)S.cm~(-1)和3.6×10~(-3)S.cm~(-1),电极电位为0.09 V vs.Na/Na~+,适合作为负极材料,具有原材料低廉、易于制备等优点.我们将该液体作为负极,分别以苯醌和蒽醌(AQ)溶液作为正极构建了一种新型二次电池,结果表明以AQ溶液作为正极的电池具有长循环寿命、低成本的优势.该阴离子自由基液态负极材料的提出为开发新型的储能电池提供了新思路.     

傅里叶变换显微红外光谱技术研究大气SO2/NO2与MgCl2单液滴的非均相氧化反应

硫酸盐是我国大气PM_(2.5)的重要成分之一,当前大气化学模型普遍严重低估雾霾期间大气硫酸盐的浓度,说明我们对SO_2大气转化机制的认识仍然不足。SO_2与NO_2在气溶胶微液滴内的协同氧化,被认定是一种硫酸盐颗粒物的关键额外来源。然而,在变化氛围(反应气体摩尔比、相对湿度)条件下,SO_2/NO_2与微液滴反应的关键动力学参数,目前仍然得不到准确的测定。本研究利用傅里叶变换显微红外光谱技术,在变化SO_2/NO_2摩尔比的条件下,原位测定了海盐气溶胶MgCl_2液滴中SO_4^(2-)与NO_3(2-)与NO_3^-浓度的时间演化。我们发现：MgCl_2单液滴与SO_2/NO_2反应生成了SO_4-浓度的时间演化。我们发现：MgCl_2单液滴与SO_2/NO_2反应生成了SO_4^(2-)和NO_3(2-)和NO_3^-,并且在SO_2/NO_2摩尔比为1∶5时SO_4-,并且在SO_2/NO_2摩尔比为1∶5时SO_4^(2-)的生成速率最快。本研究将为大气模型提供可靠参数,为制定有效的PM_(2.5)防控政策提供支撑。     

一种新的NMR法测定溶液中碱土金属混合物的方法原理(英文)

本文研究了碱土金属离子-锶、钡及钙可以形成在NMR标尺上是稳定配合物的条件。找到了最适合得到这样的配合物的配体-C222穴醚。研究并归属了碱土金属离子以及碱金属-钠、钾及锂配合物在氯仿中的~(13)C NMR谱。检测出了可用于分析自由配体及其与碱土金属配合物的~(13)C NMR信号,还研究了不同比例混合物的碱土金属及碱金属在氯仿中的~(13)C NMR谱,得到了当自由配体过量时在钡、钙及锶每种金属浓度为1×10~(-3)M的谱中可观测到相当于自由配体及每种离子配合的配体的分立信号。这些信号的积分值的精度可以定量地表征金属离子的浓度,所得结果为首次观测到的。它可以作为用~(13)C NMR波谱建立新的无机分析方法。文中并阐明了作溶液中碱土金属混合物NMR测定方法的具体条件,并讨论了将这一方法扩展到包括一系列碱金属在内的更复杂的混合物的可能性。试验在VARIAN XL-200波谱仪上进行。     

影响聚合物离子导体电导率的一些因素

本文研究了极性基团浓度、碱金属盐阳离子和阴离子尺寸对均聚物聚环氧氯丙烷(PECH)和共聚物聚环氧氯丙烷-聚环氧乙烷(PECH-PEO)电导率的影响。对锂盐络合物,极性基团浓度增高,电导率降低。钠盐络合物则正好相反,极性基团浓度越高,电导率越高。碱金属盐阳离子和阴离子尺寸对聚合物离子导体电导率都有明显影响。所研究的聚环氧氯丙烷与三种碱金属盐络合物PECH-MI(M=Li,Na,K)的电导率数据表明,钠盐络合物的电导率最高,锂盐和钾盐络合物的电导率较低。碱金属盐阴离子越大,PECH络合物的电导率越低。此外,还 关键词：     

水田污染区稻壳与糙米中铬元素的LIBS分析可行性

为验证激光诱导击穿光谱(LIBS)对江西省环鄱阳湖水田污染区稻谷中铬元素的分析可行性,本试验以在该区收集的稻壳、糙米和白米作为研究对象,分别对所有样品进行LIBS测试,并利用火焰原子吸收法(AAS)对铬元素进行真实浓度检测。LIBS图谱显示稻壳中明显地检测到了铬元素的特征谱线,而糙米和白米则检测不到。AAS结果显示稻壳中Cr浓度远高于糙米,而白米中Cr未超标,同时,稻壳与糙米Cr浓度比率具有一定的梯度关系。结果说明,Cr在稻壳中的富集量高于糙米和白米,利用LIBS技术对稻壳中Cr进行检测具有一定的可行性,最终有望实现通过采集稻壳LIBS光谱信号,预测出糙米中重金属元素的分布规律,进而采用类似的方法获取大米中重金属元素含量。     

湍流强旋流预混火焰大涡模拟研究

本文采用合成涡方法生成湍流进口条件,对非受限强旋流甲烷/空气贫燃预混火焰进行了大涡模拟研究。模拟结果和实验以及DNS数据符合良好。基于此模拟方法,本文对甲烷火焰掺混氢气和水蒸气,进行了比较研究。研究发现,掺混氢气提高了火焰抗拉伸灭火能力,火焰在外剪切层强湍流作用下形成较厚火焰刷。掺混水蒸气,火焰降温明显,流场轴向速度加速较小,形成较大的当地旋流数。因而,相比于掺混氢气,其回流区更强、更宽。相比于掺混水蒸气,流场轴向速度加速较大的掺氢火焰,其轴向脉动在更强的Kelvin-Helmholtz不稳定性作用下,下游剪切层双峰结构得到了保持并增强。     

城市垃圾与煤在CFBC试验台上的混烧试验

城市垃圾的焚烧处理一直是人们关注的研究领域。本文详细报告了一种城市垃圾与劣质煤在0.15兆瓦CFBC试验台上的混烧试验。试验结果表明,城市垃圾与劣质煤在循环流化床中的混烧可以很好地满足稳定和高温燃烧的要求,通过添加石灰石等含钙物料可以有效地在燃烧过程巾控制SO2、HCl和二(?)英类污染物的生成。     

基态原子与理想金属Au表面间的范德瓦尔斯作用

研究了基态碱金属原子与理想金属Au表面间的范德瓦尔斯(vdW)作用.通过分析电四极跃迁对vdW的贡献,构建了计算超精细能级碱金属原子与理想金属表面间vdW作用系数C3的理论模型.以85Rb、133Cs为例,计算了其基态原子超精细能级的C3系数.其中85Rb: 52S1/2 (F=2)及52S1/2 (F=3)对应的C3系数分别为:2.2409 及2.2425 ;133Cs: 62S1/2 (F=3)及62S1/2 (F=4)分别对应 2.4480 及2.4538 .研究还发现随着 的增大,C3增大,z (原子与金属表面之间的距离)不变时,原子与理想金属表面间vdW作用增强. 这一研究在实现原子囚禁及介质表面量子反射等方面具有重要意义     

基态原子与理想金属Au表面间的范德瓦尔斯作用

研究了基态碱金属原子与理想金属Au表面间的范德瓦尔斯(vdW)作用.通过分析电四极跃迁对vdW的贡献,构建了计算超精细能级碱金属原子与理想金属表面间vdW作用系数C3的理论模型.以85Rb、133Cs为例,计算了其基态原子超精细能级的C3系数.其中85Rb: 52S1/2 (F=2)及52S1/2 (F=3)对应的C3系数分别为:2.2409 及2.2425 ;133Cs: 62S1/2 (F=3)及62S1/2 (F=4)分别对应 2.4480 及2.4538 .研究还发现随着 的增大,C3增大,z (原子与金属表面之间的距离)不变时,原子与理想金属表面间vdW作用增强. 这一研究在实现原子囚禁及介质表面量子反射等方面具有重要意义     

携带流燃烧时SCR催化剂碱金属失活机理研究

采用携带流燃烧法研究了不同的碱金属种类、碱金属浓度、K和Na混合对催化剂脱硝活性的影响,并通过多种物理化学表征方法对催化剂碱金属失活机理进行了分析。结果表明,碱金属K、Na使得催化剂失活机理类似,且K盐对催化剂的失活效果要强于Na盐,Cl~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)三种阴离子使得催化剂脱硝活性降低的能力顺序为:Cl-SO_4~(2-)CO_3~(2-);掺烧碱金属使催化剂失活后,催化剂表面有所掺烧的碱金属盐沉积,并堵塞表面孔道,造成比表面积下降。催化剂碱金属失活后其表面活性成分V的含量大幅下降。     

红外光谱探测离交色谱分离硼同位素的树脂柱吸附机理

研究离交色谱法分离硼同位素的过程机理对于实现~(10)B同位素高效富集与分离具有重要的意义。针对前人工作提出的树脂柱吸附10B同位素过程机理无法解释盐酸洗脱过程中的耗酸量与实验现象不符的问题,本文提出一种新的硼同位素吸附过程机理。研究结果表明,Amber IRA 743树脂官能基团中的氨基可能与硼酸根离子发生反应,生成新的物种。实验采用红外光谱法证实了在1 467cm~(-1)处有新峰(N—B键)的生成。研究为深入认识硼同位素吸附-洗脱过程的分子层次行为规律奠定了基础。     

非设计攻角下气膜冷却掺混损失模化研究

气膜冷却能够对涡轮叶片表面起到良好的保护作用,但是在非设计状态下,边界层、冷气与主流的相互作用对涡轮气动性能产生不利影响。采用数值模拟的方法,研究了不同来流攻角下冷气的气动参数对掺混损失的影响规律。根据冷气与主流的动能比将主流与冷气的掺混过程分为低吹风比和高吹风比两种典型的模式。当动能比大于1时,掺混损失与动能比存在着线性关系;当动能比小于1时,掺混损失与吹风比存在着线性关系。基于主流与冷气不同的掺混模式并考虑攻角的影响,发展了一种预测非设计攻角下掺混损失的模型进行了初步验证。结果表明,大部分工况下掺混损失的预测结果与数值模拟结果的偏差在10%之内。     

流化床中垃圾与煤混烧的技术经济分析

本文对城市生活垃圾在流化床中与煤的混烧技术进行了分析;根据垃圾热值;讨论了低热值垃圾焚烧中添加煤混烧的必要性;给出了垃圾处置收费和售电价格对于混烧电厂的经济影响。结果表明:对于所给定焚烧项目的垃圾来讲,其垃圾的低位热值近似为 4200 kJ/kg,需要进行混烧,其中煤的比例应小于10～20％;垃圾量的提高,垃圾收费带来的收益九;而垃圾热值的提高,售电价格带来的收益大。增加垃圾收费补贴可鼓励焚烧厂焚烧更多的垃圾。