不同常压流化床煤气化方案的模型预测 Ⅰ. 模型建立及验证

为评价不同气化方案对常压流化床气化的影响，从化学动力学角度并结合化学平衡建立了流化床气化模型，该模型考虑了煤热解和气化所经历的各反应过程。模型预测结果与文献报道的试验数据吻合较好，气化组分的平方误差和在10%左右，表明该模型可以用来预测各种气化方案对常压流化床气化的气化过程、生成煤气组分和气化效率等方面的影响。     

生物质三组分热裂解行为的对比研究

在热天平上对比研究了生物质中的纤维素、半纤维素和木质素三种主要组分的热失重规律。结果表明，作为半纤维素模型化合物的木聚糖热稳定性差，在217℃～390℃发生明显分解；纤维素热裂解起始温度最高，且主要失重发生在较窄温度区域，固体残留物仅为6.5%；木质素表现出较宽的失重温度区域，最终固体残留物高达42%。在红外辐射机理试验台上对比研究了三组分热裂解产物随温度的变化规律。三组分热裂解生物油产量随温度变化先升后降。纤维素生物油产量在峰值上最高，但纤维素生物油热稳定性差，高温时挥发分的二次分解最明显；木聚糖和木质素生物油产量较低，表现出较好的热稳定性。三组分热裂解焦炭产量随温度升高而降低，最终纤维素热裂解焦炭产量为1.5%，而木聚糖和木质素分别为22%和26%。三组分热裂解气体产物随温度升高而增长，但在气体组成分布上因三组分的结构上的差异而不同。     

垃圾在流化床中焚烧NO排放特性研究

在Ф150 mm流化床上，研究了六类典型组分垃圾NO转化率与床温和过量空气系数(excess air简称EA)的关系。研究发现，纸渣与木块NO转化率最高，橡胶与塑料最低;织物、纸张、厨余、木块、塑料NO均具有中温生成特性，一般在800 ℃～850 ℃时即接近最大值，之后温度升高对NO的生成影响不大;橡胶与无烟煤由于含N化合物结构稳定，其NO转化率随床温升高而增大;由于挥发分析出的相互影响，较低的火焰温度，混合垃圾NO转化率一般低于单组分垃圾的线性叠加;少量水分不会对垃圾NO转化率造成很大影响，相反还会促进NO的转化，但过量水分会抑制NO的生成。     

煤液化残渣与褐煤混煤燃烧特性的实验研究

煤液化是提高煤炭资源利用率、减轻燃煤污染的有效途径[1].在煤液化工艺过程中,煤液化残渣的主体是由液化原料煤中未转化的煤有机体、无机矿物质以及外加的液化催化剂组成,是一种高炭、高灰和高硫的物质,在某些工艺中会占到液化原煤总量的30%左右,如此多的残渣量对液化过程的热效率和经济性所产生的影响是不可低估的[2].     

神府烟煤以及贵阳贫煤分别与木屑掺烧灰沉积特性研究

利用CCD相机和沉积探针组成的在线监测系统，在50 kW下行炉上研究了木屑与神府烟煤以及贵阳贫煤的掺烧灰沉积特性。灰渣沉积过程可分为三个阶段：缓慢增长阶段、快速增长阶段和稳定阶段。烟煤掺烧灰沉积厚度随着木屑掺烧比例的增加而增加，贫煤掺烧灰沉积厚度则随着木屑掺烧比例增加而减小。烟煤中掺烧木屑比例为0、6.7%、15%和22%时，渣层稳定厚度分别为1.37、3.85、11.50、20.56 mm，稳定相对热流密度分别为0.44、0.41、0.30、0.26。贫煤掺烧木屑比例为6.7%、15%和22%时，稳定厚度分别为18.65、10.97和9.78 mm，稳定相对热流密度分别为0.29、0.31、0.33。掺烧木屑之后，灰渣初始层中Ca、K元素显著增加。在相同温度下，随着木屑掺烧比例的增加，灰中熔融相比例增加，因为木屑灰分中含有较多的Na₂O、K₂O等碱金属氧化物，而Al₂O₃、SiO₂等含量较少，降低了灰的熔融温度。     

旋转滑动弧氩等离子体裂解甲烷制氢

采用切向气流和磁场协同驱动的旋转滑动弧氩等离子体,先通过光谱分析法计算了其电子温度和电子密度,了解其物理特性,将其应用于甲烷裂解制氢,研究了进气流量和CH_4/Ar比对反应效果的影响。结果表明,该滑动弧系统电子温度为1.0-2.0 e V,电子密度高达1015cm~(-3),是介于热与低温等离子体之间的一种等离子体形式,具有独特的物理特性,可以在达到较高反应效率的同时,保持较大的处理量;在CH_4裂解制氢实验中,CH_4转化率可达22.1%-70.2%,并随进气流量和CH_4/Ar比的增大均逐渐降低;H_2选择性为21.2%-61.2%,并随进气流量的增大先基本不变后有所增大,随CH_4/Ar比的增大逐渐降低;与应用于甲烷裂解的不同形式的低温等离子体对比(如微波、射频、介质阻挡放电等)可以发现,旋转滑动弧在获得较高甲烷转化率、较高H_2选择性和较低制氢能耗的同时,还可以保持较大的处理量,即进气流量可达6-20 L/min。     

Efficient inverse radiation analysis of temperature distribution in participating medium based on backward Monte Carlo method

An efficient numerical inverse radiation analysis based on the backward Monte Carlo (BMC) method is presented to determine the three-dimensional (3-D) temperature distribution in a large rectangular enclosure containing the participating medium, using radiative intensities in the visible range received by charge-coupled device (CCD) cameras. For large radiative sources and small detectors, when the radiation onto a small spot and onto a small direction cone is desired, the BMC method is more efficient than the forward Monte Carlo (FMC) method. Because the temperature reconstruction from the measured radiative intensities is an ill-posed inverse problem, least-square QR decomposition (LSQR) method is introduced to determine the meaningful temperature distribution. In order to gain insight into the effects on the accuracy of temperature distribution reconstruction, the detailed analyses are made using numerical simulations. The results show that the temperature distribution can be reconstructed accurately for the exact and noisy data.     

纳米碳酸钙微观特征及其促进燃煤脱硫特性研究

为了研究纳米碳酸钙和纳米添加剂在促进燃煤脱硫中的特性,在ZCS-1智能测硫仪中进行纳米碳酸钙脱硫实验研究。结果表明,在炉温900℃、钙硫比为2的条件下,脱硫效率高达90%;1 150℃时达到50%以上。三种纳米碳酸钙的脱硫效果明显好于普通碳酸钙。研究还表明,粒径越小,脱硫效果越好;不同煤种对脱硫效率有较大影响,主要和煤中硫分的含量和硫的分布形态有关;温度是决定脱硫效果的主要因素,900℃下效果最好,超过1 100℃后效果明显下降。SEM和BET分析结果表明,纳米碳酸钙促进脱硫主要是由于其较为丰富的孔隙结构。添加纳米Al2O3和纳米ZnO都能在一定程度上促进纳米碳酸钙脱硫。其中,纳米Al2O3的效果较好,1 150℃能使脱硫效率提高20%左右,达到62%以上。     

大型电站煤粉炉自身固硫灰渣的微观晶相分析

研究了电站1 025 t/h煤粉炉燃用Ca/S(摩尔比)=2.02的神木煤自身固硫灰渣的晶相组成,XRD分析表明,入炉煤中无定形的非晶相质量分数高达91.2%,CaCO3晶相质量分数为2.1%。满负荷下飞灰中因高温熔融形成的玻璃态非晶相质量分数高达70.5%,煤灰自身固硫产物CaSO4质量分数为3.4%,CaCO3和CaO质量分数为6.9%,使其仍具有进一步固硫的能力。满负荷下炉底渣中钠长石质量分数高达59.2%,非晶相质量分数为25.7%,未发现CaSO4、CaCO3或CaO晶相。当锅炉负荷降低时,飞灰中非晶相质量分数相应降低,炉底渣中非晶相质量分数升高。     

预混天然气在多孔介质燃烧器中的燃烧与传热

在一台小型渐变型多孔介质燃烧器上进行了预混天然气燃烧与传热试验研究,探讨了天然气速度和多孔介质厚度对多孔介质燃烧室的温度分布、排烟温度和流动阻力的影响。结果表明,天然气在渐变型多孔介质燃烧器中燃烧稳定,燃烧室与水冷夹套间的换热受天然气速度和多孔介质厚度影响,换热效果比空管中燃烧明显增强,同时预混天然气通过多孔介质的进出口压差随着天然气速度和多孔介质厚度的增加而增加。