加压富氧燃烧模式下SOx/NOx强耦合促进SO3形成的机理研究

加压富氧煤粉燃烧技术由于净发电效率高被认为是最有可能得到应用的燃煤CO2控制技术之一,但受燃烧压力影响,烟气中的酸性气体(SOx/NOx)分压显著提高,导致腐蚀风险加剧,而目前对该问题相关的基础研究很少。本文利用详细反应机理(72组分,428反应),基于实验数据对照,揭示了加压富氧模式下SOx/NOx强耦合促进SO3和NO2形成的协同效应。动力学机理计算结果表明:SOx/NOx的交互作用可促进SO2和NO向SO3和NO2的转化,并且该促进效应在一定的温度和加压条件下十分显著。基于反应路径和敏感性分析,本文最终发展了一个能用于准确预测加压富氧燃烧模式下SO3和NO2在后火焰区形成特性的9步骨架反应机理。     

生物质灰结渣机理研究

纯烧生物质锅炉高低温过热器都不太结渣而中温过热器结渣非常严重。为了探索中温过热器结渣的机理,本文对中温过热器上沉积了一年的完整焦块做了详细的SEM线扫描分析及XRD检测,得到了焦块沿渣体高度方向元素和物相分布,发现了焦块沿高度方向有明显的分层结构。文中详细探讨了生物质灰结渣机理,表达了结渣的形成发展过程,解释了中温过热器相对高低温过热器结渣严重的原因。     

W型火焰燃烧的实验研究

本文设计了1 MW“W型”火焰煤粉燃烧实验台,并对焦作无烟煤进行了热态试验,分析了炉膛最高温度(火焰中心)的位置对W火焰的稳定形成的重要性,通过实验测得了其合理的相关位置。实验结果表明: W型火焰燃烧有很强的低负荷稳燃性,特别适合于低挥发份煤的燃烧。当火焰中心位置处于最下层二次风处时,炉内才能形成较好的W火焰;下炉膛中前后墙的壁面热负荷较为均匀,而左右墙的壁面热负荷分布呈“中间温度高两边温度低”的特性;上炉膛左右墙与前后墙的壁面温度分布基本一致。     

飞灰含碳量与微波功率衰减关系特性的实验研究

为了更精确地对锅炉飞灰含碳量进行在线监测,本文搭建了1.～4. GHz微波在线检测实验平台,研究了飞灰含碳质量与微波功率衰减的关系.实验发现:飞灰含碳质量与微波功率衰减关系有三种趋势;第一种是正比线性趋势,主要分布频段为1.～1. GHz和2.～2. GHz;第二种是波动趋势,主要分布在频段2.～4. GHz内;第三种是反比线性趋势,主要分布在频段1.～1. GHz内.文中从电导率损耗以及谐振吸收理论出发,对其形成机理做了详细的分析.     

粉尘-CO/H2杂混合物爆燃特性研究

实验研究了半开放环境下煤粉-CO/H₂杂混合物中粉尘种类、粒径、质量浓度对其爆燃特性的影响规律。结果表明:杂混合物中粉尘颗粒对爆燃特性的影响主要是挥发分析出吸热和挥发分参与反应两种作用相互竞争的结果。对于高挥发分煤粉,挥发分析出参与反应占主要地位,混合物的爆燃强度随着挥发分含量升高而逐渐升高;对于低挥发分煤粉,挥发分析出的吸热作用大于挥发分参与反应的作用,导致了爆燃强度的降低。对于银北煤等普通烟煤,随着粉尘质量浓度的增加,混合物的爆燃强度呈U型变化趋势;对于低挥发分的焦炭粉末,其爆燃强度随粉尘质量浓度的变化不明显。     

四墙切圆燃烧方式壁面热负荷

本文将燃烧器布置在四墙中心附近,试验发现:四墙切圆燃烧方式可大大提高燃烧器区域壁面热负荷分布的均匀性。对宜宾无烟煤,四墙中心布置方式其壁面温差Tmax-Tmin平均值为四角切圆方式的24.7%; 对神木烟煤,其壁面温差Tmax-Tmin平均值为四角切圆方式的58.7%。这对防止燃烧器区域壁面结渣和高温腐蚀有重要意义。     

亚微米颗粒湍流团聚特性的实验研究

燃煤电厂亚微米颗粒物排放是造成大气环境污染和影响人体健康的重要因素。本文搭建亚微米颗粒湍流团聚实验平台,通过场发射扫描电镜(FESEM)对亚微米颗粒的团聚形貌进行微观表征以及扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)对亚微米颗粒团聚前后的粒径分布特性进行宏观测量。结果表明:亚微米颗粒湍流团聚形成多分叉颗粒树聚团结构,进口流速为0.8?5.3m/s条件下,PM1和PM0.1的脱除效率分别为5.6%?18.6%和7.0%?21.4%,且PM1和PM0.1的脱除效率曲线随速度变化呈现二次函数规律。     

浓盐酸水解生物质的实验研究

利用非粮作物制备生物燃料的研究方兴未艾。本文在实验条件下,制备浓盐酸,采用两步法对生物质进行水解实验研究。在盐酸浓度为43.4%、反应温度为20℃、时间为24h时,纤维素水解为糖类的转化率为95.5%,并且产生副产物较少。     

燃煤过程中Na对微细颗粒物生成特性的影响——合成焦炭法

以合成焦炭为载体,研究不同种类的钠元素在煤粉燃烧过程中对微细颗粒物生成特性的影响,并通过向载体中添加煤中常见的矿物元素的氧化物(SiO_2、Al_2O_3),反映煤粉燃烧过程中钠与煤中常规矿物的相互作用。结果表明,无机水溶性钠更容易生成稳定的亚微米颗粒物;在缺少氯元素的情况下,有机态钠更容易与煤中的超微米硅铝矿物反应;化学反应和物理捕捉是硅铝矿物捕捉钠元素的两种方式,其中,对于PM1-10的硅铝矿物颗粒,化学反应固定的钠含量是物理捕捉过程的2.4倍。