流化床内重金属蒸发特性的动力学模型

在流化床内煤燃烧烟气中重金属浓度的实时监测基础上,发展动力学模型来研究重金属蒸发释放的动力学特性.该方法包括出口烟气中的重金属浓度变化的实验数据和一个反应器尺度的模型.在反应器的气体出口安装了在线分析系统,该在线分析系统可连续测量烟气中的重金属浓度变化规律.将烟气重金属在线分析的实验结果作为模型的输入参数,根据重金属的蒸发率和固体颗粒中重金属浓度的关系得到其蒸发的动力学规律,对于煤得到2级反应动力学规律.     

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。     

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。     

利用激光击穿光谱检测大气中的重金属成分

大气中的重金属成分对人类健康有严重的危害,有必要对其进行检测和控制,利用自行搭建的一套激光击穿光谱大气监测系统,对煤燃烧烟气和烟花爆竹燃烧烟气污染的大气作为研究对象,通过软件进行处理,获得了大气中的多种重金属元素的L1BS光谱图。利用模拟的被Cd元素污染的大气进行了定量分析,配制含Cd不同浓度的大气样品进行了实验,得到了Cd元素的校准曲线,其线性拟合相关度为0.9938,计算得到其检出限为1mg/m~3。这些研究结果有效地促进了激光击穿光谱在大气污染物检测实用化技术方向的发展。     

准东煤灰沉积与无机元素迁徙特性研究

本文在一维沉降炉实验系统中进行准东煤燃烧实验,在沉降炉底部不同烟气温度处采用沉积取样探针收集灰样,采用低压撞击器(DLPI)与水冷稀释取样探针收集微细颗粒物,并采用扫描电镜(SEM)与X射线能谱仪(EDS)对灰样及细颗粒物进行分析获得准东煤燃烧过程中灰沉积特性与微细颗粒物形成机理,进而得到Na、Ca及S的迁移规律及其在结渣过程中所起作用。结果表明,准东煤中Na、Ca一共分为两类,一部分Na、Ca与硅铝结合形成硅铝酸盐,在燃烧过程中不可气化;剩余含Na、Ca化合物释放到烟气中并与S结合形成气相Na2SO4与CaSO4。随着烟气温度降低,Na、Ca的硫酸盐一部分在灰颗粒表面凝结,一部分形成气溶胶颗粒直接释放到大气中或发生团聚黏附在灰颗粒表面。     

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。     

西部低阶煤中铬赋存形态及燃烧排放特性研究

对典型西部低阶煤进行逐级提取、热解/燃烧实验及热力学计算,研究煤中重金属Cr的赋存形态、燃烧排放特性及金属氧化物对铬迁移转化的影响。结果表明,BCR逐级提取法相比常用的水铵-酸逐级提取法对研究低阶煤中Cr赋存形态有很大优势,四种西部低阶煤中Cr主要以有机态和残渣态形式存在,其中万向煤中有机Cr含量高达65.36%。与N_2相比,CO_2对煤中Cr的分解释放有一定的抑制作用,燃烧过程中O_2的加入对Cr的释放影响不大,燃烧温度对煤中Cr释放的影响与煤种有关。CaO和MgO对剧毒Cr(Ⅵ)的生成有一定的促进作用,而Fe基矿物对捕获Cr蒸汽同时抑制燃煤六价铬的生成有很大优势。     

高浓度CO2气氛下燃煤氮、硫污染物的释放特性

采用污染物在线分析仪、气相便携红外分析仪研究了程序升温条件下改变氧化介质时煤中氮,硫的释放特性以及含硫物相的浓度变化规律,探讨了不同气氛,CO2浓度与O2浓度单独变化时对NO、SO2析出特性的影响机理.结果表明:O2/CO2燃烧气氛下NO、SO2排放峰值及总量均低于O2/N2气氛.CO2气氛下烟气中存在大量的CO,有利于NO的降解,同时也促进了烟气中其他含硫物相的形成,随着CO2浓度的增加,特别是在燃烧后期,NO、SO2的排放显著降低.O2浓度改变对NO和SO2的释放影响不同:O2浓度升高促进了SO2的析出;但是O2浓度在一定范围内增加对NO的排放并无明显影响,随着O2浓度进一步增加,NO的释放峰向低温区迁移,同时排放量降低.     

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。     

城市干化污泥循环流化床燃烧过程中NO和N2O的排放特性

在15 kW循环流化床实验台上进行了城市干化污泥的燃烧实验,研究了污泥含水率、燃烧温度、过量空气系数、二次风比率等因素对NO和N₂O排放特性的影响。实验结果表明:污泥含水率从4.5%增加至17.5%时,NO排放浓度明显降低,N₂O排放浓度明显升高;燃烧温度升高,NO排放浓度呈上升趋势,N₂O排放浓度则呈下降趋势;增大过量空气系数会促进NO和N₂O的生成;提高二次风比率可以降低NO和N₂O的排放浓度。城市干化污泥在循环流化床燃烧过程中NO和N₂O的排放浓度高于污泥与煤混烧时的排放浓度,但燃料N向NO和N₂O的转化率低于与煤混烧过程。     

ICP-MS法同时测定涉水材料浸泡水中的11种元素

研究了用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对涉水材料浸泡水中的11种元素Ag,As,Ba,Cd,Cu,Sb,Sn,Mn,Ni,Pb和Hg进行同时测定的方法.优化了ICP-MS的工作参数:RF功率为1 350 W、冷却气流量为13 L·min-1、辅助气流量为0.70 L·min-1、载气流量为0.8 L·min-1、雾化气流量为1.02 L·min-1、样品提升速率为1.48 mL·min-1.11种元素的检出限在0.003～0.170μg·L-1之间,相对标准偏差(RSD)(n=6)均小于7%,回收率均在92.4%～108.2%之间.该方法用于涉水材料浸泡水中元素的测定,结果令人满意.     

Ferro-electric pellet shape effect on C/sub 2/F/sub 6/ removal by a packed-bed-type nonthermal plasma reactor

Ceramic dielectric material pellet shape effects on the performance of perfluoroethane (C/sub 2/F/sub 6/) gas removal from simulated semiconductor process gas using packed-bed reactor are experimentally investigated. The bench-scale cylindrical shaped (plasma part: 30-mm inner diameter and 20-mm length) plasma reactor consists of two metal mesh electrodes packed with spherical, cylindrical, or hollow cylindrical shaped ferro-electric pellets with various dielectric constants. The 60-Hz ac high voltage was applied to the mesh electrode. The 3000 ppm C/sub 2/F/sub 6/ gas diluted with nitrogen was used as simulated gas with flow rate of 30 mL/min. The C/sub 2/F/sub 6/ concentration was monitored using Fourier transform Infrared absorption spectroscopy measurements. The results show that the packed-bed plasma reactor with the hollow cylindrical-shaped pellets removed the C/sub 2/F/sub 6/ gas with energy efficiency of 3.7 g/kWh. This value was almost 1.5 times higher than the efficiency 2.5 g/kWh in case of the spherical pellets. The discharge characteristics in the reactor were also changed with the pellet shape. The discharge onset voltage decreases by changing the pellets shape from sphere to hollow cylinder. The quantity of charges accumulated with the microdischarge currents increases by changing the pellet shape from sphere to hollow cylinder in spite of fact that the energy consumed in the reactor decreases.     

激光熔覆中金属粉末粒子与激光相互作用模型

为了对同轴激光熔覆过程中运动的金属粉末粒子的速度和温度进行理论分析,并研究各工艺参量的影响,建立了运动中金属粉末粒子的运动模型和热模型.模拟结果表明,粉嘴几何尺寸、粒子直径以及气/粉两相流初始速度是影响粒子运动行为的重要因素;粉嘴几何尺寸、激光焦点位置、激光发散角、激光功率、粒子直径以及气/粉两相流初始速度是影响粒子热行为的重要因素.在相同的工艺参量下(粉嘴出口内径r=2 mm,粉嘴倾角α=60°,初始气流速度v0=0.8 m/s),基于数字粒子图像测速(DPIV)技术,对316L不锈钢粉末粒子运动模型进行了实验验证.结果表明,运动理论模型是可靠的.该模型是掌握同轴激光熔覆过程中金属粉末粒子运动行为的有效工具;同时,热模型也是分析粉末粒子温度随不同参量变化的重要工具.     

大气压氦气多路低温等离子体射流

为了研究大气压低温等离子体多路射流阵列的放电特性,设计一个实现7路低温等离子体射流的放电装置,采用单电极放电结构,在开放的大气环境下通入氦气。采用高压窄脉冲重复频率电源激励驱动该放电装置,电源脉冲宽度约230 ns,脉冲上升沿约为120 ns。在重复频率为500 Hz的条件下,通过高速摄影初步发现放电电流脉宽约为110 ns,且无反向放电。试验结果表明:平均射流长度随电压幅值增加而增加,在一定电压幅值时射流长度有达到饱和的趋势,这是由于射流通道尾部有空气进入,电压幅值已不再是主要原因;只有在合适的气体流量值时,才能够获得较长的平均射流长度,这是由于气体流量过大或过小时射流均不足以维持形成的放电通道;此外,中心电极放电射流长度受气体流量影响较大,气体流量在一定值时可以观察到中心电极有较长的射流,射流放电强度较弱,气体流量过大或过小时中心电极几乎无放电,这是由于四周电极更易形成放电射流,削弱了中心电极放电。 ,     

Production of Capacitively Coupled Atmospheric Plasma Jet With Multiring Electrodes for the Medical Plasma Tool

An atmospheric capacitively coupled plasma jet has been developed by using multiring-electrode configurations for medical applications. It was found that the discharge conditions for plasma-jet production expanded with the increase of the number of pairs of multiring electrodes. The length of the plasma jet increased with the increase of the injected power and helium-gas flow rate. The temperature of the plasma jet, measured by a thermocouple, decreased with the increase of gas flow rate and was then attained to be around 50 $^{circ}hbox{C}$ at a helium flow rate of 30 L/min. Optical measurements of plasma-jet emission showed various optical emissions from helium atoms, nitrogen atoms, hydroxyl radicals, and metal atoms originating from the electrode material.      

多孔介质水合物中储存二氧化碳的实验研究

为了研究多孔介质中CO₂水合物的生成速率和储气量,利用1.8 L的水合反应釜研究了孔隙为13.8 nm和26.7nm的石英砂中CO₂水合物的生成过程,结果表明:孔径为26.7 nm石英砂中,1 m³的石英砂可以储存64.4 m³标准状况的二氧化碳气体,平均生成速率为0.001703 mol/min;孔径为13.8 nm石英砂中,1 m³的石英砂可以储存118.8m³标准状况的二氧化碳气体,平均生成速率为0.001803 mol/min;在多孔介质孔径范围为13.8 nm至26.7 nm之间时,粒径越小,储气量越大。     

The gas response enhancement from ZnO film for H2 gas detection

ZnO thin films were prepared by thermal oxidation of Zn metal at 400 °C for 30 and 60 min. The XRD results showed that the Zn metal was completely converted to ZnO with a polycrystalline structure. The sensors had a maximum response to H₂ at 400 °C and showed stable behavior for detecting H₂ gases in the range of 40 to 160 ppm. The film oxidized for 60 min in oxygen flow exhibited higher response than that of the 30 min oxidation which was approximately 4000 for 160 ppm H₂ gas concentration. The sensing mechanism was modeled according to the oxygen-vacancy model.     

聚变堆用CLF-1 钢与316L 钢TIG 焊接接头组织与性能初步研究

对用W19123L 为焊丝的聚变堆用低活化CLF-1 钢与316L 钢的钨极氩弧焊(TIG)焊接接头金相组织及性能进行了初步研究。结果表明：焊接接头成型良好、无缺陷;金相组织表明焊接接头由CLF-1 侧(母材区、热影响区、熔合区)、过渡层、焊缝区、316L 侧(母材区、热影响区、熔合区)组成;室温拉伸试验结果优于母材的最低要求值;弯曲试验后的焊接接头内外表面完好,无裂纹产生,变形均匀;焊接接头冲击值成凹型分布,焊缝区冲击值最低,焊缝两侧热影响区冲击值次之,母材冲击值最高,316L 侧冲击值略高于CLF-1 侧,均满足焊接接头设计值;焊接接头上表面1.6mm 硬度波动较大,略高于1/2T 和下表面1.6mm 处,焊接接头1/2T 和下表面1.6mm 硬度分布较均匀,从CLF-1 侧到316L 侧有下降趋势。整体焊接性能基本稳定,满足异种钢焊接性能匹配要求。     

等离子体发射光谱测定燃油中钠、钒和铝的研究

利用等离子体发射光谱,通过试验优化,确定了影响钠、钒和铝元素的背景等效浓度各因素的最佳工作参数：入射功率、载气流量和辅助气流量,其中钠的入射功率(P)950 W、载气流量(N)0.6 L·min-1、辅助气流量(A)1.0 L·min-1;钒的入射功率1 150 W、载气流量0.5 L·min-1、辅助气流量1.1 L·min-1;铝的入射功率1 150 W、载气流量0.6 L·min-1、辅助气流量1.0 L·min-1。结果表明,该方法具有重现性好、灵敏度高、线性范围宽和精密度高等优点。本方法的精密度在1.7％～2.2％之间,线性范围0～100 mg·L-1,加标回收试验的回收率在96％～105％之间。     

滑动弧低温等离子体放电特性的数值模拟研究

滑动弧等离子体的电弧温度场、电场和导电区域尺寸是确定电子温度、电子密度、化学反应速率以及能量效率的重要参数.对气流量为1.43 L/min和6.42 L/min时50 Hz交流滑动弧放电的电参数进行了测量;用瞬态的电弧模型描述滑动弧的能量传递,并用近似的介质电导率和热扩散系数对模型进行简化,解决了由于电弧结构变化所导致的移动边界问题;模拟求得等离子体的电弧结构、电场强度和动态温度场等参数的演化.其中,电弧电场的模拟值与实验值基本符合,计算得到电弧轴心温度可以达到5700—6700 K.研究结果表明,气流直 关键词： 滑动弧等离子体 温度场 电场强度 导电半径