在静止O_2-N_2环境中激光点燃的碳粒的燃烧特性研究

一、引言 能源的合理利用是四化建设中的重要课题,煤占我国能源资源的70％,研究煤的燃烧具有重要意义。而固态炭的燃烧在煤的燃烧中起着主导作用。本文的内容就是关于碳粒燃烧特性的实验研究和分析,即对处于室温下、不同氧浓度静止环境中的98～170μm碳粒,用脉冲激光点燃,记录其燃烧的全过程,并把实验结果与理论分析对比。从中探讨了:     

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。     

燃煤易挥发微量重金属元素行为的试验研究

为了解煤燃烧过程中易挥发微量重金属元素的行为及其控制因素,对黔西南烟煤和无烟煤进行了层燃实验和流化床燃烧实验。结果表明,层燃实验,煤中Hg在150℃挥发率达50.25％。到815℃几乎全部释放,Se的挥发率平均在98％以上。950℃下煤中As、Sb的挥发率平均为36.77％和34.47％。流化床燃烧,煤中绝大部分Hg以气态排放到大气中,部分Se以气态排放;微细颗粒吸附Hg、Se、As和少量的Sb以吸附态排放。赋存状态、燃烧方式以及燃烧工况等对微量重金属的挥发性有明显的控制作用。     

煤浆燃烧特性的实验研究

一、前言 近年来已有许多学者对煤浆的燃烧特性进行了大量的理论及实验研究。 如黄兆祥、吴忆峰等研究了水煤浆粒度配比对流动性及着火温度的影响;岑可法等将水煤浆燃烧分为蒸发、挥发份析出及燃烧和固定碳燃烧三个阶段;付维标等认为在强迫对流下,随来流速度的增加水煤浆滴着火温度提高,着火时间提前;T.Sakai和M.Saito认为油煤     

水煤浆滴燃烧过程的简化数学模型

作者以前的工作表明水煤浆滴的燃烧过程可分为水份蒸发、挥发份析出燃烧和焦团燃烧三个有重迭的阶段。本文根据实验数据对这三个阶段进行分析的基础上提出了水煤浆滴燃烧过程的简化数学模型,并与实验结果进行了对照。     

煤燃烧过程中一次破碎的影响因素分析

本文从理论上分析了煤燃烧过程中的一次破碎过程,同时考虑热应力和内部压力积聚的作用,建立了简化的一次破碎模型,通过此模型分析了煤颗粒的粒径、炉膛温度、炉膛对煤颗粒的传热系数、煤颗粒的热扩散系数、煤颗粒脱挥发分的化学动力学参数、煤中对流孔直径、煤的孔隙率、挥发分的粘性系数以及挥发分含量这9个参数对燃烧过程中煤颗粒一次破碎的影响,分析所得结果与近年来报道的实验结论基本保持一致。     

压力对煤粒燃烬时间影响的研究

一、前言近年来国内外均在发展煤的加压燃烧技术。但是加压条件下煤的燃烧特性可供参考的数据很少,国内还是一片空白。本文介绍了一种加压燃烧炉的研制、调试和实验方法;测定了不同压力下煤粒燃烧过程中的温度变化曲线(T-t);得到了压力对煤的燃烬时间的影响规律;用煤粒表面扩散燃烧模型计算了不同压力下煤粒的燃烬时间,计算结果与实验结果符合得很好。     

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。     

煤燃烧过程中汞、砷、硒反应机理研究

本文以三种典型煤为对象,测定了煤及灰中汞,砷,硒的浓度,了解了元素的挥发性。对钱家营褐煤进行了不同温度的燃烧实验。测定了在不同温度下燃烧灰中汞,砷,硒的含量变化。将所得实验结果与化学热力平衡分析工具F~*A~*C~*T2.1模拟系统结果相比较。推测了其中可能发生的反应。     

煤中痕量元素在低温燃烧下的分布规律

为了解流化床燃烧过程中痕量元素的分布与富集规律,以流化床燃煤过程为研究对象,在实验室的小型机理性试验台架上进行实验,研究了煤中痕量元素的排放特点。实验模拟流化床低温燃烧的特点, 6种典型煤分别在650℃、800℃、950℃三个工况下燃烧,分析得到Pb、Cr、Cd等痕量元素大部分留在灰中。Hg在灰中的富集规律不明显。     

降低水煤浆雾炬燃烧氮氧化物(NO_x)排放的研究

一、前言 本文在水煤浆复合前置燃烧装置研究的同时,在研究煤及水煤浆NO,生成机理的基础上,开展了水煤浆雾炬燃烧过程中NO,生成的研究。 二、实验装置及方法介绍 试验是在复合前置燃烧试验装置上进行的,如图1所示。     

煤中氯对多环芳烃生成的影响研究

本文在管式炉上研究了煤中氯对多环芳烃生成的影响,测定了煤中氯含量不同时多环芳烃生成量的变化,并分析了在不同气氛下不同含氯量的煤燃烧时多环芳烃与二(?)英生成的相互关系.实验结果表明,在空气中燃烧及氮气气氛热解条件下,随着氯含量的增加,多环芳烃呈减少趋势;氯代反应是导致多环芳烃生成量减少的一个主要原因.     

铁系矿物对煤灰相变过程的内在影响规律研究

为深入研究煤燃烧与煤气化过程中煤中矿物的熔融变化行为对煤灰物理相变变化过程的内在影响规律,本文采用高温热显微镜、SEM-EDX等分析测试手段,实验研究了不同条件(煤燃烧与煤气化)下煤中矿物演变规律与煤灰物理相变变化行为间的内在联系和影响规律。研究结果表明:高铁含量的煤灰A在气化条件下发生初始熔融温度(T_(in))及快速熔融温度(T_(max))要比其在燃烧条件下对应的温度分别低144℃和113℃,而低铁含量的煤灰B则对应气化条件下的T_(in)和T_(max)分别比燃烧条件下的对应温度低25℃和62℃;不同气氛下灰中Fe的不同价态是导致这种差别的主要原因,高温下煤灰相变发生、发展过程中,灰中方铁石、铁铝榴石以及铁做榄石等铁系矿物是引发煤灰发生初始熔融的主要矿物。     

煤燃烧过程矿物质行为研究

１前言煤中矿物质行为直接影响到煤灰熔融特性,影响到燃烧锅炉的结渣程度。以前曾对单种煤煤灰加热过程中矿物质行为特征［１,２］,以及混煤煤灰熔融行为与矿物形态间的关系［３,４］进行过研究。但这些研究均是以煤灰做为试样,静态加热处理并分析的基础性研究,而未考虑到燃烧锅炉内煤灰颗粒的加热燃烧速度、空间分布情况以及炉内温度分布。本研究将在四角燃烧炉内,煤燃烧过程中不同位置取出友样进行矿物质形态分析,并与煤灰静态加热过程矿物质组成及含量变化进行比较分析。２实验方法试样采用株州煤。制成８００”Ｃ灰样,株州煤的…     

宏观煤岩分类及燃烧反应动力学参数

本文将神木、西山煤用重液分离法分为亮煤、暗煤和无机矿物质三种宏观煤岩类别并进行了燃烬实验。实验结果表明，显微组分存在形式的不同导致厂其在各宏观煤者类别中纯度的较大差异；宏观煤岩类别间燃烧反应动力学参数的明显差异要求对原有的将煤粉视为物理、化学性质均匀的颗粒的燃烧模型进行改进。     

水煤浆在沸腾床内燃烧过程的初步研究

本文介绍了对于水煤浆在沸腾床内燃烧过程的初步实验研究结果。实验表明水煤浆在沸腾床内的凝聚、结团特性,使得燃烧过程中的飞灰可燃物损失可以被控制得很低,因而其燃烧效率可达很高的水平,高于同煤种的干煤粒。实验还表明采用所提出的异重度床料沸腾燃烧的方案可以成功地消除凝聚、结团造成的大颗粒沉积现象,实现稳定地运行。燃用水煤浆的沸腾床与普通燃煤沸腾床相比还有NO_x排放量低和易于脱硫等优点,因此是一项有发展前途的新技术。     

铜矿石吸氧释氧及化学链氧解耦燃烧反应研究

化学链氧解耦燃烧是一种新型燃烧方式。本文在小型流化床实验台上,进行天然铜矿石吸氧/释氧循环反应和与高平煤的化学链氧解耦燃烧反应性能研究,发现氧载体具有良好的吸氧/释氧性能和煤化学链氧解耦燃烧性能,反应前后载体化学组分较为稳定,结构多孔,天然铜矿石适合用于高温制氧和煤CLOU过程。     

50 kW_(th)双循环流化床煤化学链燃烧系统热态CPFD模拟

本文对华中科技大学自主设计的50 kW_(th)化学链燃烧双循环流化床进行全床尺度的计算颗粒流体力学(CPFD)模拟。CPFD提供了反应器内气固流动和化学反应的详细信息,不仅是对实验难以测量的细节信息的补充,而且可用于优化实验操作条件和指导反应器设计优化和放大。该实验装置以天然赤铁矿为氧载体,以煤为燃料。首先对床内气固两相反应流动进行分析,比较实验和模拟得到的气相组分出口浓度,验证了CPFD模拟的可靠性。之后重点分析反应器间的固体循环流量、系统压力分布、固相浓度分布、煤转化过程关键信息。最后基于模拟分析,提出了优化操作工况,模拟结果显示可提高CO_2气产率和燃烧效率。本文结果表明CPFD模拟可为化学链燃烧反应器的设计和运行提供重要的参考依据。     

50 kW_(th)双循环流化床煤化学链燃烧系统

本文对华中科技大学自主设计的50 kW_(th)化学链燃烧双循环流化床进行全床尺度的计算颗粒流体力学(CPFD)模拟。CPFD提供了反应器内气固流动和化学反应的详细信息,不仅是对实验难以测量的细节信息的补充,而且可用于优化实验操作条件和指导反应器设计优化和放大。该实验装置以天然赤铁矿为氧载体,以煤为燃料。首先对床内气固两相反应流动进行分析,比较实验和模拟得到的气相组分出口浓度,验证了CPFD模拟的可靠性。之后重点分析反应器间的固体循环流量、系统压力分布、固相浓度分布、煤转化过程关键信息。最后基于模拟分析,提出了优化操作工况,模拟结果显示可提高CO_2气产率和燃烧效率。本文结果表明CPFD模拟可为化学链燃烧反应器的设计和运行提供重要的参考依据。     

CO_2和CF_3H抑制烟煤燃烧机理的对比试验研究

为研究二氧化碳和三氟甲烷对烟煤燃烧的抑制机理和抑制效果,采用自主研制的煤燃烧试验装置,对平煤八矿煤样进行了通入相同体积流量CO_2和CF_3H的煤燃烧灭火试验,测定了煤燃烧过程中温度场温度、标志性气体(O_2、CO和CH_4)组分和热释放速率的变化规律;并运用化学动力学软件CHEMKIN模拟了相同体积流量CO_2和CF_3H抑制CH_4/O_2火焰中主要自由基浓度、反应物与燃烧产物浓度随火焰高度的变化关系.结果表明:相比于煤粒空气条件下燃烧,在煤有焰燃烧阶段,通入CF_3H煤燃烧火焰中主要自由基生成速率、煤温上升速度、耗氧量、热释放速率以及CO和CH_4浓度下降速度比通入CO_2煤燃烧的更低;在煤阴燃熄灭阶段,通入CF_3H煤燃烧的煤温、CO和CH_4浓度下降速度比通入CO_2煤燃烧的更高,而通入CF_3H煤燃烧的耗氧量和热释放速率比通入CO_2煤燃烧的更低;说明CF_3H比CO_2具有更好的抑制烟煤燃烧的能力.