组合叶片式浓缩器气固两相流动的数值模型

采用数值模拟方法对煤粉浓度连中调组合叶片式浓缩器的气固两相流动进行了研究，提出了可同时实现高浓度和煤粉浓度连续可调的浓缩器优化结构及其尺寸，并研究了来流中颗粒浓度的影响。     

煤燃烧过程中的热应力破碎的研究

从理论上分析了煤燃烧过程中热应力破碎的特性．结果表明煤颗粒的抗压强度越小、煤的热传导系数越小、颗粒越大、炉膛内的温度越高、烟气对颗粒的传热性能越好,煤颗粒越容易或越早破碎．对于小颗粒的情况,尽管颗粒内部的温度梯度很小,但是由于温度的瞬时巨大的变化,在极短的时间内颗粒内部还是产生很大的应力,使得颗粒可能发生破碎。     

利用CCSEM对煤中矿物特性及其燃烧转化行为的研究

利用计算机控制扫描电镜技术(Computer Controlled Scanning Electron Microscopy,CCSEM)研究了煤中矿物特性及其在燃烧过程中的转化行为.结果表明原煤中矿物主要为粘土和黄铁矿,且主要以外在矿物的形式存在,粒径多在10 μm以上,而内在矿物绝大部分小于10 μm.不同矿物具有不同的粒径分布和内在/外在特性,显示煤中矿物分布的非均一性.煤灰主要由莫来石、铁、钙和钠的铝硅酸盐组成.通过K、Fe、Ca和Na在原煤及其产物所含矿物中的质量分布对比,揭示了它们在燃烧过程中的转化行为.煤灰粒径的变大是矿物颗粒熔融聚合的结果.     

求解考虑颗粒凝并的通用动力学方程的多重MonteCarlo算法

Monte Carlo(MC)方法被广泛用于通用动力学方程的求解,然而普通MC方法的计算代价较高而计算精度不稳定．提出一种新的多重Monte Carlo(MMC)算法来求解GDE,该算法同时具有基于时间驱动MC方法、常数目法和常体积法的特点．首先详细介绍了该算法,包括加权虚拟颗粒的引入,MMC算法的计算流程,时间步长的设置,颗粒是否发生凝并事件的判断,凝并伙伴的寻找,凝并事件的后果处理．然后利用MMC算法对存在理论分析解的5种特殊工况进行数值求解,模拟结果与理论解符合很好,证明MMC算法具有良好的计算精度和较低的计算代价．最后分析了不同类型的凝并核对于凝并过程的影响,常凝并核和连续区布朗凝并核对小颗粒影响大一些,而线性凝并核和二次方凝并核对大颗粒影响大一些．     

燃煤锅炉PM10形成与排放特性的实验研究

应用低压撞击器分别对某50 MW和100 MW燃煤机组锅炉除尘器前后飞灰颗粒进行采样,研究了除尘器前后煤灰颗粒的排放特性及元素分布特征,对颗粒物形成机理进行了探讨。结果表明,粒径小于0．377μm颗粒可能是通过气化-凝结机理形成,煤灰中元素Na、Mg、S、Cu、Zn和Pb约有10％-30％分布在粒径小于0．377μm颗粒中, 元素Al、Si和Ca相应的值只有1％左右,元素Fe、Cr和Mn相应的值约为3％-8％。两台锅炉除尘器入口和出口 PM10的质量粒径呈双峰分布,其峰值分别在0．1μm和4μm左右。除尘器对不同粒径颗粒除尘效果的不同导致了除尘器入、出口处颗粒组成特征的明显不同。     

煤燃烧中无机矿物向颗粒物的转化规律

为深入理解燃煤颗粒物的形成机理,利用计算机控制扫描电镜技术对煤及其颗粒物中的无机矿物进行了详细表征,研究了煤燃烧过程中主要矿物向颗粒物的转化规律.结果表明煤中粘土矿物由于含有K、Na、Ca、Mg和Fe等杂质元素,容易在较低温度下发生熔融和聚合,从而使颗粒粒径变大.黄铁矿在燃烧中易发生分解、破碎而使颗粒粒径减小,Fe氧化物与硅酸盐发生反应形成富Fe硅酸盐.方解石和铁白云石在高温条件下分解生成对应的氧化物,也可与硅酸盐发生反应形成富Ca或富Fe硅酸盐.石膏在燃烧过程中会经历脱水和分解反应,生成的CaO可与SO3和熔融硅酸盐发生竞争反应.     

褐煤O2/CO2燃烧时可吸入颗粒物中碱性金属分布特性

通过沉降炉燃烧实验,研究了褐煤O2/CO2燃烧时可吸入颗粒物的生成和碱性金属元素在颗粒物中的分布特性.结果表明,燃烧气氛由O2/N2燃烧转变为O2/CO2燃烧时,亚微米颗粒物的生成量减少,但超细颗粒量增加.气氛对碱性金属元素分布的影响主要体现在亚微米颗粒范围内.与O2/N2燃烧相比,相同氧浓度下O2/CO2燃烧时所生成亚微米颗粒物中碱性金属向小粒径颗粒中富集.O2/CO2气氛下,低氧浓度燃烧时碱性金属元素对亚微米颗粒物的生成贡献大,而增加氧浓度其在亚微米颗粒物中质量份额则减小.     

O2/CO2燃烧方式下煤中有机/无机硫的释放特性

首先用重液浮选将一种烟煤分为高(＞2.0 g/cm3)、中(1.4～2.0 g/cm3)和低(＜1.4 g/cm3)三个密度段,并采用三态硫化学分析,发现无机硫(外在黄铁矿为主)主要赋存于高密度煤中,有机硫主要赋存于低密度煤中,几乎全部硫酸盐硫、部分有机硫和少量无机硫(内在黄铁矿)赋存于中密度煤中.其次在程序升温条件下研究了分密度煤中硫的释放特性以及含硫物相的浓度变化规律,探讨了有机/无机硫析出特性的影响机理.结果显示:在O2/CO2气氛下,高、中密度煤SO2析出曲线都有尖峰并呈双峰分布,在较短时间及较窄温度范围反应完全;与之相反,低密度煤释放曲线平坦且无明显峰,在较长时间和较宽温度范围均有析出;相对于O2/N2气氛,O2/CO2燃烧方式促进了硫以COS/SO3等物相生成,同时提高了煤灰中矿物质自固硫能力,从而降低了SO2的排放.