油煤混合燃料(COM)燃烧特性的试验研究

本文介绍了高温炉中的单颗COM液滴和在筒形燃烧室中的COM雾炬的燃烧试验结果。试验表明COM 和渣油的着火温度相近,但其着火时间较短。从燃烧过程和燃烧速度来说,COM 介于渣油和煤粉之间。COM 中煤粉的燃烧速度比煤粉快。加入适量水份,并使COM 处于乳化状态,对提高雾化质量,增加着火和燃烧的速度都是有利的。文中还提出了着火预热时间的半经验公式。     

油煤混合燃料稳定性的研究

油煤混合燃料的稳定性受很多因素的制约。本文主要阐述了添加剂、煤种及油种、粉煤粒径及含水量和贮存温度对油煤混合燃料稳定性的影响。本文提出,以～50%煤(70—80%通过200目),～45%油,3—5%H_2O和适量的添加剂制成的COM,在70℃下贮存10天后,其各层的煤浓度变化率均<±5%。     

用超声技术测定油煤混合燃料的煤浓度

本文介绍用超声技术在实验室装置及实际燃烧装置上在线测定COM中煤的浓度。实验表明,温度、COM的流速、油料品种,添加剂和水的加入量对测量的影响较小。测量误差为±2%。此装置能及时发现在输送系统中的不正常现象,如漏气及泵空转等。     

石油焦与煤混合燃料热重分析研究

石油焦与煤混合燃烧是高效处理石油焦的有效方法，作者对选用的石油焦和煤不同配比的混合燃料进行了热重分析研究。使用常压高温热天平研究、分析了各配比混合燃料的热解特性和燃烧特性。并根据化学动力学方法计算了各过程的化学动力学参数，即活化能E和频率因子A0。结果表明，各混合燃料热解起始温度大致相同，随煤焦比减小，挥发分析出速率变缓，最大释放速度所对应的温度升高，最终失重率减小，挥发分释放特性指数减小；随煤焦比增大，混合燃料着火温度和燃尽温度逐渐降低，最大燃烧速率所对应的温度降低，燃烧特性指数增大；随煤焦比减小，活化能和频率因子增大。     

稳定剂对COM燃料流动性的影响

ＣＯＭ(油煤混合燃料 )燃料是将煤粉分散在燃油中 ,加入稳定剂制得的一种流体燃料。由于使用方便、热值高、价格便宜。因此 ,作为廉价的石油替代品具有广阔的用途。ＣＯＭ燃料的质量指标主要有 :稳定性、流动性、碳含量的高低。前文已讨论了稳定剂结构对ＣＯＭ稳定性的影响[1] ,至于影响ＣＯＭ流动性的主要因素 ,至今文献报道的很少。中昭广、杉山浩等较详细地讨论了多支链高分子量非离子型表面活性剂对水煤浆 (ＣＷＳ)流动性的影响[2 ] 。他们的研究结果表明 :稳定剂的支链越多、分子量又较大时 ,ＣＷＳ的流动性就越好。本文以多元醇 -ＰＯ…     

生物油/乙醇混合燃料燃烧性能研究

在空气气氛下采用热失重技术研究生物油及其与乙醇混合燃料的燃烧性能,利用Achar微分法和Coats-Redfern积分法结合的方式进行动力学分析,并对热解焦炭的物化特性进行了测量。结果表明,生物油及其与乙醇混合燃料的燃烧可分为三个阶段,即轻组分挥发、重组分裂解和焦炭燃烧;随着升温速率的升高,生物油的挥发性能和燃烧性能提高;随着乙醇质量分数的增加,挥发段和焦炭燃烧段的活化能都呈先减小后增大的趋势;混合燃料中乙醇质量分数不宜超过26%,否则其燃烧段的活化能增大,且热解焦炭所含有机官能团强度变弱,燃烧性能反而变差。     

低温燃料化学特性对湍流预混火焰传播的影响

大分子碳氢燃料的低温化学反应及两阶段点火特性会显著影响火焰的分区及燃烧情况。本文采用数值模拟的方法探究了正庚烷/空气预混混合气在RATS燃具上的湍流火焰传播,与试验结果具有一致性。模拟使用的是44种物质,112步的正庚烷简化动力学机理。使用Open FOAM的reacting Foam求解器建立了简化模拟流道及出口的三维模型,模拟了在大气环境下,初始反应温度450–700 K、入口速度6 m·s~(-1)与10 m·s~(-1)、焰前流动滞留时间100 ms及60 ms、当量比φ=0.6的正庚烷/空气混合气湍流火焰燃烧情况。结果发现,标准化湍流燃烧速度与混合气初始温度以及流动滞留时间有关。在低温点火阶段,正庚烷氧化程度受到初始温度与速度的影响,燃料分解并在预热区中产生大量中间物质如CH_2O,继而会影响湍流火焰燃烧速度。随着初始反应温度的升高,湍流燃烧火焰逐渐由化学反应冻结区过渡到低温点火区;温度超过一定数值后,燃料不再发生低温反应,此时燃烧位于高温点火区域。     

煤直接液化油中混合酚的分离研究

利用分子筛择形特点，对煤直接液化油中的混合酚实施高效分离。本研究选取间甲酚和对甲酚作为分离煤直接液化油馏分段混合酚的模型化合物，采用化学液相沉积法对HZSM-5吸附剂的孔口结构进行改变，分析分子筛硅铝比及颗粒粒径对模型化合物间甲酚和对甲酚吸附分离性能的影响，以获得高性能固相吸附剂，并将其应用于180-190℃馏分段混合酚分离。结果表明，当分子筛硅铝比为25、粒径为3-5 μm时，分子筛的孔口结构调节效果最优；当正硅酸乙酯的最小用量为0.2 mL/g时，固相吸附剂的吸附量为0.03 g/g，对甲酚选择性高于95%。由于外表面沉积物对吸附剂的孔口结构变化，导致对甲酚选择性的提高。进一步采用HZSM-5（1）吸附剂对真实煤直接液化油混合酚的分离中发现，苯酚和对甲酚的选择性均达到100%。     

长治煤与生物质混合灰熔融特性研究

采用灰熔点测定仪、X射线荧光仪、X射线衍射仪和Fact Sage软件相结合对生物质(花生壳、稻壳)与高灰熔点长治煤混合灰的熔融特性及其熔融机制进行了研究。结果表明,两种生物质灰都可以降低长治煤的灰熔融温度,花生壳灰助熔效果优于稻壳灰,这主要与它们的化学组成和赋存形态有关。低熔点长石类矿物(钙长石、钠长石)和白榴石的生成是花生壳与长治煤混合灰熔融温度降低的主要原因;长石类矿物的生成及其与SiO_2结合生成的低温共熔物引起稻壳与长治煤混合灰熔融温度降低。热力学计算表明,在碱性氧化物Na_2O、CaO、K_2O存在时,SiO_2和Al_2O_3优先与其反应生成低熔点硅铝酸盐,一定程度上抑制了高熔点莫来石矿物的生成,从而起到助熔作用。混合灰的熔融过程可以分为含钾矿物熔融和含钙矿物熔融两个阶段,两类矿物熔融顺序:含钾矿物先于含钙矿物。     

长治煤与生物质混合灰熔融特性研究

采用灰熔点测定仪、X射线荧光仪、X射线衍射仪和FactSage软件相结合对生物质（花生壳、稻壳）与高灰熔点长治煤混合灰的熔融特性及其熔融机制进行了研究。结果表明,两种生物质灰都可以降低长治煤的灰熔融温度,花生壳灰助熔效果优于稻壳灰,这主要与它们的化学组成和赋存形态有关。低熔点长石类矿物（钙长石、钠长石）和白榴石的生成是花生壳与长治煤混合灰熔融温度降低的主要原因;长石类矿物的生成及其与SiO₂结合生成的低温共熔物引起稻壳与长治煤混合灰熔融温度降低。热力学计算表明,在碱性氧化物Na₂O、CaO、K₂O存在时,SiO₂和Al₂O₃优先与其反应生成低熔点硅铝酸盐,一定程度上抑制了高熔点莫来石矿物的生成,从而起到助熔作用。混合灰的熔融过程可以分为含钾矿物熔融和含钙矿物熔融两个阶段,两类矿物熔融顺序：含钾矿物先于含钙矿物。     

以丁烷为燃料的便携直接火焰固体氧化物燃料电池堆的研究(英文)

以丁烷液化气为燃料,以固体氧化物燃料电池为电源,可以进行全天候的充电,是未来理想的充电模式。研究了以丁烷为燃料的可以便携的直接火焰燃料电池堆。该电池结构和电性能分别用扫描电子显微镜SEM和电化学工作站进行了表征。该电池堆由3片以Ni/YSZ为阳极支撑形的单电池构成。该电池堆操作开路电压为2.1 V,最大输出功率为0.24 W,可带动小风扇连续运行超过4 h。运行4 h后电池阳极没有积炭发生,说明该电池可以连续运行多个小时,可用作便携充电电源。     

煤的模型化合物混合燃料气流床气化中N的迁移研究

将吡啶配入柴油中模拟煤中氮的存在形式,考察了混合燃料在四喷嘴对置式气化炉中,轴径向位置HCN、NH3、NO和N2的浓度分布。结果表明：氮污染物(HCN、NH3、NO)在喷嘴平面处即产生且浓度最高,远离喷嘴平面时其浓度大幅降低,N2也裂解参与了气化反应,且出口浓度N2>HCN>NH3>NO;氧燃料比增高,NO、N2增加;氧燃料比1.3时HCN、NH3浓度最高,0.9和1.7时浓度较低;流场的分布使靠近出口处径向浓度基本一致,而上部各平面位置浓度靠近炉壁处最低;水汽的加入使HCN、NH3浓度增高而NO浓度降低。     

COM流变特性及沉降特性的试验研究

本文研究了油煤混合燃料(COM)的流变及沉降特性。用旋转粘度计求得COM中煤粉浓度为10—69%、温度在40°—120℃时的流变特性和用管道压降法求得的流变特性是一致的,并得出了流变特性和表观粘度、煤粉浓度与温度的关联式。试验表明,COM是一种拟塑性流体。不同温度、不同煤粉浓度和颗粒尺寸分布的粉粒沉降特性是采用沉降天平法、比重法、灰化法及电容法测定的。试验结果表明:(1)煤粉沉降的雷诺数Re《1,其不稳定沉降距离很短。(2)随着煤粉浓度的增加及温度的降低,沉降速度明显降低。(3)煤粉尺寸提高2倍,对窄筛分来说沉降速度增加3—4倍,对宽筛分相应增加1—2倍。     

精制废木屑热解油/柴油新型混合燃料制备实验研究

为提高废木屑热解油品质,使其能够作为发动机燃料使用,提出了一条新的热解油提质路线。首先将热解原油进行基于组分分离的乙醚萃取和化学催化相结合的精制过程,得到精制热解油;其次,利用超声反应器制备了精制热解油/柴油新型混合燃料,以单位体积柴油所溶解的精制油的体积定为S值,作为判断乳化效果的准则,考察了不同的影响因素对S值的影响。研究结果表明,乳化剂添加量对S值影响较大,在V_{精制生物油}:V_柴油:V_乳化剂=10:30:5条件下,存在最佳的乳化超声操作条件:超声时间、超声电功率、乳化温度分别为20 min、540 W、50℃。制备了不同S值的乳化燃料,通过对燃料物理指标的分析发现,该燃料性质稳定、燃烧性能优良,有望成为柴油的替代产品。     

生物柴油-柴油混合燃料的理化及排放特性研究

对生物柴油-柴油混合燃料的表面张力、运动黏度、抗磨性、氧化稳定性以及碳烟排放等特性进行了测试和研究.结果表明,生物柴油-柴油混合燃料的表面张力随生物柴油含量的增加呈抛物线趋势变化,并随温度升高呈幂函数曲线下降.生物柴油的磨斑直径小于柴油,最大卡咬极限压力大于柴油.生物柴油的质量分数为40％-70％,混合燃料的氧化稳定性...     

用示差热天平测定油煤混合物的燃烧特性

为节约燃料油,在部分燃油设备中改用油煤混合物(COM)是目前可能采取的一种有效措施。因煤与油的燃烧特性不同,而油煤混合物并非简单的机械混合。因而,进行一些测定与分析,可为改造设备及以后操作提供部分依据。本文简要介绍了煤粉及油雾燃烧的一般机理,并分析影响其起燃及燃尽因素。通过示差热天平对烟煤煤粉、渣油及不同比例的COM在一定加热条件下失重与差热试验,认为COM的燃烧情况与煤粉不尽相同。在同样加热条件下,掺入煤粉越多,所需燃尽时间越长,但并非正比关系。在COM的热整曲线上,在450°—500℃间出现激烈的热量波动,文中对此进行了讨论。在采用COM代替燃油时,可根据原燃烧空间情况及燃料油、煤与COM的差热失重曲线的数据,来分析燃烧中的问题。     

污泥热解油中类汽油组分组成和燃料特性分析

采用蒸馏工艺对污泥热解油进行加工,得到较轻的类汽油组分,利用气质联用对此部分进行化学成分分析,发现类汽油组分是由碳原子个数为6～13有机物组成的复杂混合物,其中含有烷烃24.32%、烯烃36.33%、芳烃22.96%、N、O有机物16.39%.将类汽油组分的燃料性质与车用汽油标准进行对比,发现除难闻气味和硫含量较高外,...     

工业、生活污泥与煤混合燃烧的灰熔特性研究

针对煤粉锅炉掺烧污泥后污泥对混合燃料灰熔特性的影响行为,利用矿物三元相图、XRD等分析手段,研究了不同特性污泥(生活污泥、工业污泥)与煤掺混燃烧过程中不同矿物组分的相互作用机制及灰渣的灰熔融特性变化特征。结果表明,三元相图能够有效预测煤和污泥掺混后灰熔融温度的变化趋势;低含量的氧化铁形成低温共熔体以及透辉石、钙长石会降低煤和污泥混合后的灰熔融温度;而钙镁橄榄石、莫来石和单体形式存在的氧化铁能提高煤和污泥混合后的灰熔融温度。工业污泥中的高硫组分在混烧过程中易形成硫酸盐的低温共融体。生活污泥中磷对灰熔点的影响与氧化铝及碱金属的比例有关,当氧化铝的含量占主要成分时,磷的存在趋向于降低灰熔点,而当碱金属占主要成分时,磷的存在趋向于提高灰熔点。     

煤中镓的火焰原子吸收光谱法测定

煤试样灰化后,经碱熔、酸浸,在乙酸丁酯-四丁基氯化铵萃取后用乙二胺四乙酸热溶液萃取,在6 mol·L-1 HCl介质中用火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定镓.该方法的检出限为0.030 mg/L(S/N＝3,n＝11),样品的加标回收率为95% ～102%,RSD在3.4% ～6.0%范围内.用该法测煤样品中微量镓,结果满意.     

油页岩和煤的混合干馏

美国和中国有丰富的油页岩资源。由于燃烧式干馏炉处理低品位的油页岩时.一部份产物油被烧掉以补充干馏所需的热量,从而降低了油收率。因此,采用添加少量煤的方法,以补充热量,提高油收率。本文研究煤的添加量对不同空气流速和不同品位油页岩干馏的影响。试验表明,当添加3w%的煤时,油收率可增加40%。此外,由于煤的加入使燃烧段和干馏段之间的距离增大,因此,还可改善干馏条件。