X射线光电子能谱确定铜川煤及其焦中氮的形态

利用X射线光电子以谱（XPS）,实验研究了铜川煤及其煤焦中氮的形态,探讨了煤受热放出挥发分过程中氮的迁移规律,实验研究结果表明：铜川煤中的氮有4种形态,即吡啶（N-6）、吡咯（N-5）、质子吡啶（N-Q）和氮氧化物（N-X）;在煤的低温热解过程中,N-Q可以转化为N-5,而N-5在热解温度不高时,较难释放出来,其释放量取决于热解温度,随着热解温度的升高,N-X在煤焦中的含量下降,在煤的高温热解过程中,N-X将全部进入挥发分中。     

利用欧拉-拉格朗日方法预测层流泡状流的含气率分布

利用欧拉-拉格朗日方法，提出了用于预测竖直管道内绝热层流泡状流中含气率分布的三维模型。该模型能够跟踪单独的气泡轨迹，从而获取更多的界面力信息；同时气泡尺寸可以作为参数之一引入模型，使含气率分布的计算更为方便。模型中分析了绝热层流泡状流中气泡的各项受力表达式，建立了两种描述方法下的气液两相间的耦合关系。利用现有实验数据对模型进行的检验表明，该模型能够预测一定尺寸范围内气泡的分布；气泡径向分布主要取决于气泡所受侧向提升力。对于更大尺寸的气泡，气泡变形和气泡尾迹与当地流场间相互作用将对侧向提升力产生很大影响。     

倾斜上升管内气液两相弹状流壁面传质特性研究

采用VOF模型对倾角为45°、80°、85°三种情况下倾斜上升管内弹状流的壁面传质特性进行了研究.传质特性通过其与壁面切应力的类比关系来体现.数值模拟结果表明,低混合物流速时,上管壁面切应力在液膜区有明显波动,而下管壁面切应力分布则比较光滑.随着混合流速的增大,液膜区上下壁面切应力分布趋于一致.管子下壁面切应力平均值大于管子上壁面,在Taylor气泡运动速度较低时较为突出.随着Taylor气泡速度的增大,管子上下壁面的切应力平均值趋于相同.相同的混合流速下倾斜角度越大,上下管壁的切应力分布越趋于近似.下降液膜区的壁面切应力平均值大于Taylor气泡尾迹区域.根据Chilton-Colburn的类比关系,壁面切应力的规律完全适用于壁面传质系数.     

煤中吡啶型氮氧化规律实验研究

本文选择单一结构的模型化合物吡啶进行氧化实验研究,来模拟煤燃烧过程中的NOx生成机理。实验发现:N2O的浓度在650—850℃范围维持最高水平,这一点与煤燃烧实验结果非常一致;温度高于850℃时, N2O显著向NO、NO2转化;氧气与毗啶的摩尔比a是决定NOx生成量的重要因素,a大于6.0开始,随着氧气量的增加,NOx的生成量急剧增加;高浓度一氧化碳造成的还原气氛中,NOx生成受到很大程度上的抑制。     

基于密度泛函理论的CO2氧化含氮焦炭的机理研究

本研究基于密度泛函理论,选取简化的含吡咯氮（N-5）或吡啶氮（N-6）焦炭模型,在分子水平上对CO₂氧化含氮焦炭的异相反应机理进行研究。结构优化采用B3LYP-D3/6-31G（d）方法,单点能计算采用B3LYP-D3/def2-TZVP方法。计算结果表明,CO₂氧化含氮焦炭过程分为CO₂吸附、CO脱附和NO脱附三个阶段。CO₂异相氧化含吡咯氮焦炭的反应中,CO₂分子倾向于以C-O-down模式（N-O结合、C-C结合）吸附形成含氮和氧的五元杂环结构。然后五元环中原CO₂分子的C-O键断裂形成表面羰基和表面氮氧结构,分别解吸附出CO和NO。该反应吸热401.2 kJ/mol,决速步能垒为197.6 kJ/mol。CO₂异相氧化含吡啶氮焦炭的反应中,CO₂分子以C-O-down和C-C结合、C-O结合模式吸附后倾向于先形成含氮和氧的六元杂环,再发生CO和NO分子的脱附。该反应吸收598.6 kJ/mol的热量,决速...     

微气泡形成过程及温度影响

运用平衡态分子动力学理论对含有液氩分子微正则系统的微气泡的形成过程进行模拟.采用五阶预估-校正有限差分法对每个分子的牛顿运动方程进行求解,该方法能够较好地满足能世守恒特性.通过统计各时刻系统的动能,势能以及总能量,得到了气泡生长过程中各相分子的分布形貌,并且分析了温度对气泡生长过程的影响及相界面不稳定的原因.模拟得到:气泡形成过程可分成四部分:团聚段、成核段、等温成长段以及等压成长段,以此粗略估计气泡的成核时间大约为0.2×10-11s.温度对于沸腾的团聚和成核时间没有影响.当过热度大于22 K时,随着过热度增大,两相区域数密度波动特别大.相界面不稳定是气泡的破碎引起的.     

成灰温度对准东煤灰理化特性影响的实验研究

将3种新疆准东煤和4种对比煤种在不同温度下制灰,研究了成灰温度对灰理化特性的影响,并分析了准东煤的积灰结渣特性。研究表明:灰分量、灰成分、灰熔融性、灰挥发特性均与成灰温度密切相关,成灰温度过高会导致碱金属挥发,过低则灰中含有可燃成分。过高或过低的成灰温度均不能准确反映准东煤灰的理化特性,655℃成灰温度比较适合准东煤.提出了采用ST与碱金属含量相结合的结渣判定方法,提高了准东煤结渣判别的准确性.     

煤热解过程中焦炭氮变化规律的试验研究

为研究煤中氮在燃烧第一阶段随挥发分析出进入均相反应与残留煤焦发生异相反应的比例,评估均相反应与异相反应对最终氮氧化物排放贡献的大小提供依据,建立了固定床反应系统并在低加热速率条件下研究了煤阶、温度、脱灰以及不同灰成分在热解过程中对焦炭氮转化率变化规律的影响.研究发现:当高阶煤热解时,氮更多地保留在煤焦中,而低阶煤中的氮则容易析出形成气态含氮产物;高温利于氮从煤焦中析出;脱灰对低阶煤中氮的析出有强烈的抑制作用,脱灰对高阶煤的影响不如低阶煤明显;煤中含Ti、Na、K、Fe和Ca等类矿物质在温度高于800℃时促进氮从煤焦中析出,Mg的存在使焦炭氮的转化率略有提高,Si和Al类矿物质对于氮的析出无明显作用.     

管道内气液两相泡状流k—ε—kg—εg模型

从标准的单相湍流k-ε模型出发,提出了一个任意非正交曲线坐标系下模化管道内气液两相泡状流的k-ε-kg-εg模型。在该模型中,气泡湍动能的耗散受其自身耗散方程的制约,并全面考虑了气泡湍动能本身的对流、扩散、生成和耗散以及与液体之间的耦合作用。该模型在理论上比k-ε模型和k-ε-kp模型更加完善。采用该模型的数值模拟结果与试验数据吻合良好,二者相对误差在计算范围内不超过20％。