煤焦燃烧反应动力学的通用规律研究

本文提出了有关煤焦燃烧反应动力学的新思想，即认为煤焦反应动力学参数Ｅ（活化能）与煤质无关，它只是煤焦温度的函数；但其反应频率因子ｋ０，ｃｈ与煤质有密切关系。本文中首次给出了煤焦燃烧反应动力学参数Ｅ／ｋ０，ｃｈ与煤的工业分析基值的通用关系。这样可以根据煤质的工业分析基值，就可获得一确定的Ｅ／ｋ０，ｃｈ值。从而避免了前人关于Ｅ／ｋ０，ｃｈ值与煤质无通用关系的状况。本文还揭示了反应频率因子不仅与煤质有关，而且还与其燃烧状态有关的物理本质，并给出了它们之间的定量关系。     

半焦加压燃烧特性研究

本文在自行研制的加压热重分析仪上对气化半焦的加压燃烧特性进行了较为系统的研究。讨论了五种半焦在不 同压力、不同粒径条件下的TG—DTG曲线,并对它们加以比较。分析了半焦种类、总压和试样粒径对最大失重速率、最 大失重峰温度、燃尽时间、燃尽温度等的影响,并使用平均质量反应性指数对半焦反应性加以评价。     

半焦燃烧特性的热重试验研究

针对目前提倡的煤部分气化燃烧系统集成优化联合生产煤气和热能的新概念,在不同温度下制得四种煤的半焦,通过热天平燃烧试验研究了半焦的燃烧特性,考察了煤种和制备温度对半焦燃烧特性的影响.试验结果表明:煤种不同,所制得半焦燃烧特性不同;相同煤种制得半焦,随制备温度升高,半焦着火温度上升,燃烧活化能增加,燃烧反应活性降低.     

灰对煤焦燃烧的动力学研究

基于表观动力学灰膜缩核模型,本文发展并利用耦合的灰膜与灰渗透本征动力学模型,详细研究焦炭颗粒燃烧特性。氧化反应与气化反应耦合能够高精度预测煤焦颗粒燃烧特性。随灰膜形成比例下降,焦炭颗粒燃烧温度升高,碳燃尽时间缩短;当碳转化率低于80%时,碳转化率主要受灰膜影响,灰渗透影响甚微;但当碳转化率大于80%时,灰膜与灰渗透同时起作用。     

聚甲基丙烯酸甲酯等温燃烧反应的动力学研究

使用锥形量热仪研究了 3mm厚、10 0× 10 0mm2 的透明聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)板在不同温度下的燃烧反应 ,采用化学动力学法拟合了PMMA燃烧过程中质量损失率a与时间t的单方程速率模型 .结果显示 ,在PMMA燃烧过程中 ,质量损失速率受产物的解吸附和扩散过程控制 .PMMA在 5 84～ 80 0℃燃烧时 ,合适的反应动力学方程为 [-ln(1-a) ]1/4=Ae-E/RTt ,其中指前因子A约等于 0 .12 39s-1,平均表观活化能E约为2 2 .81kJ/mol,并与温度的变化基本无关 ,计算结果与实验数据吻合较好     

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。     

煤粉的煤岩和燃烧特性研究

本文根据燃烧特性的差别将阳泉无烟煤分为不同比重段的样品,并分别进行了岩相成分和化学成分分析,而后通过沉降炉实验测定了这些样品的反应动力学参数．此外,本文还采用数值计算的方法得到了沉降炉内的气相流场、温度场和颗粒停留时间,提高了数据处理的精确性,并重新整理了神木烟煤和西山贫煤的反应动力学数据．     

进气中CO2浓度对预混合燃烧和排放影响的试验和模拟研究

本文研究了进气中CO2浓度对燃烧和排放特性的影响.研究表明在所有的预混合燃料比下,当CO2浓度增加时,NOx排放随之大幅减少,烟度排放有小的变化。利用KIVA3V和湍流与化学反应交互的燃烧模型对柴油机预混合燃烧进行了模拟研究,对缸内OH浓度的模拟计算表明,随着CO2浓度的增加,着火前期OH生成浓度明显向后推移,这表明燃料的氧化速率随CO2浓度的增加变慢,从而延长了着火滞燃期。进气中CO2浓度变大时,燃烧温度降低,有利于降低NOx的排放。     

O（^1D）＋H2非绝热碰撞动力学的Ehrenfest模型研究

本采用Ｈ２Ｏ的二个＾１Ａ１态的双值多体项展式（ＤＭＢＥ）势能函数，用Ｅｈｒｅｎｆｅｓｔ模型方法研究了反应（１）Ｏ（＾１Ｄ）＋Ｈ２→ＯＨ和（２）Ｏ（＾１Ｄ）＋Ｈ２→ＯＨ（Ａ＾２∑＾＋）＋Ｈ的非绝热碰撞动力学过程。讨论了电子非绝热跃迁对反应（１）的影响及Ｈ２振动能对反应（２）的促进作用。并求得反应（１）的室温速度常数为０．９４４×１０＾－＾１＾０ｃｍ＾３．ｍｏｌｅｃｕｌｅ＾－＾１．ｓ＾－＾１。     

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...     

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。     

煤粉与煤焦燃烧时颗粒物的生成特性研究

在实验室沉降炉中进行煤粉热解制焦、煤焦燃烧及煤粉燃烧实验,研究了煤焦燃烧过程对颗粒物生成的影响.研究发现,煤焦燃烧生成的PM1和PM10浓度均低于煤粉燃烧时,说明热解制焦过程对PM1和PM10生成的影响很大;随着温度由1073 K升至1573 K,煤焦燃烧生成PM1浓度与煤粉燃烧生成PM1浓度之比减小,而PM1-10之...     

基于Fe2O3载氧体的煤化学链燃烧试验

采用流化床反应器并以水蒸气作为汽化一流化介质,研究了800～950°C内以Fe2O3为载氧体的煤化学链燃烧循环反应特性.实验表明,气态产物CO2的体积浓度(干基)随温度单调递增;CO、CH4的浓度在反应时间内呈单峰特性且随温度单调递减,CH4浓度值高于CO;H2被载氧体完全氧化.载氧体与水煤气化产物在温度高于850°C体现了高的反应活性,CO2干基浓度接近95%.反应器温度900°C时,气态产物CO2体积浓度随循环数而逐渐降低,CO、CH4浓度增加.     

水蒸气作用下低浓度甲烷Cu/γ-Al_2O_3催化燃烧特性

实验研究了水蒸气对低浓度甲烷在Cu/γ-Al_2O_3催化剂上燃烧特性的影响规律,考察了低浓度甲烷转化率随水蒸气浓度的变化规律、催化剂的耐水稳定性及再生特性,通过催化剂的微观结构观测探讨了水蒸气对低浓度甲烷催化燃烧的抑制机理。结果表明,随着水蒸气浓度的增加,催化剂的催化活性逐渐降低,空气吹扫可使催化剂活性部分恢复;水蒸气存在的情况下,催化剂表面存在烧结,但烧结的程度受到温度和蒸汽浓度两方面的作用。水蒸气抑制作用的原因是水分子吸附在催化剂表面,占据活性位,并生成表面羟基,阻碍甲烷与催化剂的接触。     

甲烷/煤尘复合体系燃烧反应特性研究

利用高速摄像机、离子电流测试系统,长焦镜头等对管道内甲烷/煤尘复合体系中传播火焰进行了实验研究.实验研究结果表明,甲烷/煤尘复合体系中的燃烧反应可分为三个阶段构成,以甲烷燃烧为主的气相燃烧反应阶段、以煤尘多相燃烧为主的燃烧反应阶段和以炭燃烧为主的燃烧反应阶段.随着煤尘粒径的增大,复合火焰中以甲烷燃烧为主的气相火焰区的燃烧时间呈现小幅增大趋势,而以煤尘燃烧为主的多相燃烧火焰区的燃烧时间则有较大幅度的增大.     

CO_2和H_2O对合成气层流燃烧速度的影响

利用高速纹影摄像方法结合定容燃烧弹研究了CO_2和H_2O稀释对CO/H_2/air混合气层流燃烧速度的影响,获得了不同当量比、稀释气和CO/H_2比例下合成气的层流燃烧速度。结果表明,CO_2与H_2O对合成气层流燃烧速度的影响有显著差异。总体上来说,CO_2具有更强的稀释效果。从化学反应的角度出发,CO_2与H_2O对合成气的燃烧化学反应有着截然相反的效果,CO_2抑制燃烧化学反应,而H_2O起到促进燃烧化学反应的作用。     

溶胶凝胶Fe2O3/Al2O3氧载体与甲烷的循环反应性研究

高性能的氧载体是化学链燃烧技术实施的关键.本文采用溶胶凝胶法制备的Fe2O3/A12Oa氧载体,在固定床反应器中研究了它与CH4/空气在900℃下的循环反应性,并利用XRD、ESEM和BET对反应前后的氧载体进行了物化表征.试验结果表明,溶胶凝胶法制备的Fe2O3/A12O3氧载体具有良好的循环反应能力.随着循环次数的...     

混合工业污泥热解及动力学特性实验研究

工业污泥中一般都含有大量的病原菌、寄生虫、致病微生物,以及砷、铜、铬、汞等重金属和二恶英、放射性元素等难以降解的有毒有害物质,工业污泥处理与处置已成为我国突出的环境问题之一.文中针对三种典型工业污泥(制药、造纸、啤酒的工业污泥)及其不同的质量混合比,采用热重法研究了其单一及混合物的热解及动力学机理与特性,研究了其不同热解温度阶段的动力学参数,并得到不同条件下的热解特征温度和特征指数.研究结果表明,制药、造纸、啤酒工业污泥在低温区、中温区、高温区的热解反应级数分别为1.、2、1.