流化床燃烧中N2O生成机理与减排技术

循环流化床(CFB)由于煤种适应性好、负荷调节能力强、污染物排放低等优点近些年获得越来越广泛的应用,然而N_2O排放浓度较高成为制约循环流化床应用的一大因素,因此对N_2O的生成机理以及影响因素进行调研、总结N_2O的减排措施是十分必要的。本文探讨了在循环流化床燃煤中N_2O的生成机理,并对煤的各项性质、床温、过量空气系数等影响N_2O排放的因素进行分析,从各类影响因素出发对现有的N_2O减排技术进行归纳总结,最后对反向分级、混燃生物质及CFB解耦燃烧技术进行了前景展望。     

一维湍流模型对He平面羽流和CH4/H2/N2射流火焰的数值模拟

本文采用一维湍流模型（ODT）对氦气平面羽流和CH₄/H₂/N₂射流火焰进行数值模拟,和前人的实验结果进行定量地对比。结果表明,ODT模型能够准确地预测平面羽流基本特征,湍流涡团的分布同流场拉伸率之间具有密切的关系,涡团强度的分布能够直观地表明当地的湍流强度。ODT模型埘CH₄/H₂/N₂瞬态火焰的模拟定性反应了火焰特性及其与湍流作用的规律,对温度-混合分数的预测值和实测值进行比较,发现甲烷火焰燃烧在富燃料侧并未达到平衡状态,因而基元反应对火焰特性的预测具有重要作用。     

平面流分离循环流化床锅炉改造及其运行

出力不够是20世纪90年代初投运的第一代中国产循环流化床锅炉的主要问题。为改善75t/h平面流分离循环床锅炉的性能,在原分离器的位置空间采用入口带有加速段的方型分离器代替平面流分离器,适当调整受热面,保留现有炉型和钢构架。改造后的运行实践证明,锅炉出力可以稳定达到额定值,物料循环系统工作正常,主循环回路温度分布合理,改造是成功的。     

稀释剂对H2/CH4预混火焰熄灭特性影响

掺氢天然气在稀释气体作用下的熄灭特性研究对实际燃烧设备的设计和优化具有重要的指导意义。本文利用对冲火焰法测量了掺氢天然气层流火焰在N₂和CO₂作用下的熄灭拉伸率,并采用数值模拟耦合详细化学反应机理对N₂,CO₂和He的稀释剂效应展开研究。结果表明,Li、GRI Mech 3.0和FFCM-1机理均能定性反映燃料熄灭拉伸率随当量比的变化规律,且FFCM-1机理综合预测精度最高。实验和模拟发现,不同稀释剂气体对掺氢天然气熄灭拉伸率降低幅度满足:He22。进一步研究发现,CO₂由于热容大,在反应体系中会降低火焰温度,同时增强了链终止反应强度,通过热效应和化学效应两方面对火焰熄灭特性起作用。He则能显著改变燃料混合物的平均摩尔质量,从而改变体系中重要反应物和自由基的扩散特性,从扩散效应方面影响火焰的熄灭特性。     

Modeling of Sulfur Retention in Circulating Fluidized Bed Coal Combustors

IntroductionWith more and more stringent regulation of SO2emissions,desulfurization using circulatingfluidized bed combustion ( CFBC) technology isgaining increasing attention due to its lowinvestmentand operating costs.Extensive researchhas been conducted with both mechanisticinvestigations of the chemical reactions[14 ] andcomprehensive modeling of the sulfur retentionperformance in CFB combustors[510 ] . Thoughmechanistic studies have given many meaningfulresults,it is not yet able to a…     

煤流化床燃烧过程中大颗粒的碎裂行为

流化床燃烧中破碎特性影响了焦炭的燃烧．利用下行气流振动床代替流化床，研究了煤的碎裂特性．根据岩相的不同，把大同煤分为亮煤(C)和暗煤(D)，以了解床温、停留时间和振动强度对碎裂特性的影响．实验结果表明，不同煤岩的碎裂不同；较高的温度、较长的停留时间、较大的振动强度可以强化碎裂．     

基于颗粒粒径分布的褐煤烟气干燥过程建模

褐煤在制粉系统干燥下降管中的温度历程决定了其脱挥发份过程,影响了系统的安全和可靠性。粒径分布不均是下降管中的褐煤干燥过程的重要特点。该文基于颗粒内部的干湿区和退缩蒸发界面假设构建褐煤干燥模型,研究了不同粒径分布下褐煤的干燥过程,并对于实际工况和影响因素进行了分析。结果表明,干燥过程开始受到小颗粒控制,随后受大颗粒控制。小颗粒的干燥过程可以分为干燥阶段、升温阶段、降温和平衡阶段。实际情况下,毫米级小颗粒在干燥管中具有可燃挥发分析出的危险,其主要影响因素是初始烟气温度与平衡温度;窄粒径分布可以减少小颗粒份额,降低可燃挥发分析出的影响。     

焦油裂解循环灰的催化失活研究

在固定床反应器实验台上以焦油的两种主要组份苯和甲苯为对象,实验研究了焦油裂解过程中一种循环灰的催化失活特性,测定了该种循环灰条件下的失活系数,探讨了循环灰的失活机理．实验结果表明,裂解过程中随着积碳量的增加,裂解反应速率下降,裂解产物中碳析出量增加     

采用一维湍流模型对瞬态煤粉气化火焰的数值模拟

煤的气化火焰中,湍流脉动与煤颗粒气化过程间存在着强烈的相互作用。为了在全尺度范围内直接模拟这种相互作用,本文采用一维湍流模型(ODT)与煤的气化过程相耦合,在Kolrnogorov尺度下对煤气化火焰区域进行数值模拟,得到了二维平面煤气化火焰的瞬态结构。模拟结果表明,大尺度涡团能够显著改变火焰的结构,并诱发局部小尺度涡团的产生。颗粒粒径决定湍流-气化过程作用的尺度范围,粒径较小的煤颗粒容易受到气体温度和速度脉动的影响,从而改变其运动轨迹和气化反应进程。     

膜式水冷壁换热系数的有限元分析

将有限元用于水冷壁的换热分析,计算了鳍片结构对换热的影响,探讨了用测量壁面温差法求取炉内向水冷壁换热的可能性。计算发现,有限元计算与目前中国采用的标准吻合得非常好,但是标准给出的鳍片中间点温度偏大。增大管节距时,鳍片吸热份额和最高温度升高;较大的厚度可以降低鳍片最高温度,提高吸热份额。壁面上两点温差可以表征水冷壁受热状况,炉膛向受热面的换热系数与温差呈较好的线性关系。对几台商业运行的循环流化床锅炉的水冷壁进行了有限元测量,将有限元结果与热平衡结果进行了比较,表明有限元测量方法比较真实地反映了实际情况。有限元方法测量结果呈现偏大的趋势,主要与鳍片和母材的根部焊接出现附加热阻有关。