激光刻蚀缺陷增强Pt/TiO_(2)光催化还原CO_(2)性能的实验研究

针对二氧化钛(TiO_(2))在光催化反应中光响应能力差、光生载流子易复合等问题,采用激光刻蚀方法对锐钛矿TiO_(2)进行改性,并对其由于激光刻蚀造成的结构和性质变化,以及Pt负载后的金属-载体相互作用特征进行研究。实验结果表明:激光刻蚀导致锐钛矿TiO_(2)的晶粒尺寸增大,形成金红石相,并在TiO_(2)中产生了氧空位(O_(v))和Ti^(3+)缺陷,导致其带隙缩小以及对可见光的响应增强;与原始TiO_(2)中存在的缺陷相比,激光刻蚀诱导的缺陷更稳定,还原性更强,因而以缺陷型TiO_(2)作为载体制备的缺陷型Pt/TiO_(2)催化剂中的金属-载体相互作用也更剧烈,具有更强的电子转移能力和载流子分离性能,在光催化还原二氧化碳(CO_(2))过程中表现出极佳的反应活性和产物选择性。该结果可为激光刻蚀催化剂载体及催化剂在光催化中的材料特性和催化应用研究提供理论支持。

基于烟气酸露点动态预测的天然气净化尾气焚烧炉节能技术研究

普光气田12列高含硫天然气净化处理装置尾气焚烧炉余热锅炉,由于原设计燃烧后的烟气含硫量高(在400~800 mg/m^(3)),导致烟气酸露点温度高,所以余热锅炉原设计排烟温度较高,导致整个余热锅炉热效率偏低,只有62%~70%。但焚烧炉实际运行的烟气含硫量在150~370 mg/m^(3),实际的酸露点温度在185℃以下。因此提出了根据烟气含硫量动态预测排烟酸露点温度的算法,建立焚烧炉和余热锅炉的热分析平台,并针对“两进一出”特殊水侧流程的余热锅炉过热器吸热量远大于蒸发器和省煤器的情况,提出“必须同时增加过热器和省煤器才可保证蒸汽品质”的思路,给出了不同工况下动态降低排烟温度的改造方案,可以实时控制合理排烟温度防止酸露点腐蚀,最大程度回收焚烧炉烟气的热能,实现保证过热蒸汽产量和品质的情况下年节约燃气量3.69%。

我国自主开发的湿法脱硫技术及其应用

分析了我国现在电站烟气脱硫市场情况,介绍了国内湿法脱硫技术研发状况,对我国湿法烟气脱硫技术的研发和应用提出了建议,包括:国外技术并非绝对完善;实现技术自主的突破口在于推出全新的、实用的气液接触方式;产业界应使自主开发技术得到足够的实践和完善的机会;高校应加快教材的编写和人才培养工作;我国几大电站成套公司和锅炉制造厂是自主脱硫技术的骨干力量。

高钙粉煤灰直接应用于烟气脱硫的试验研究

在一维热态煤粉炉上进行了粉煤灰干法、尾部增湿以及灰浆湿法烟气脱硫试验。结果表明。利用高钙粉煤灰组织炉内或尾部烟气的脱硫都能取得一定的效果。研究发现：干法脱硫效果是粉煤灰对SO2的物理吸附和化学反应吸收两个过程共同作用的结果；在增湿和湿法脱硫中，自由水分的存在是提高脱硫率的关键因素，而湿法中钙硫比对脱硫的影响占据主导地位。试验结果表明：干法脱硫效果最差；增湿脱硫效果明显提升，灰浆脱硫效果最优，当钙硫比为0．864—1．86时，脱硫率为53％～78％，达到了中等脱硫效果，具有工程应用前景。

液固反应微观-宏观关联模型及实验验证

当液-固反应为流体扩散控制时,以缩核模型为基础,得到了单颗粒消溶时粒径的变化规律,满足平方反比定律;在单颗粒消溶的基础上,建立了颗粒群消溶模型,得到了单颗粒微观反应模型和颗粒群宏观反应特征的关联关系。以不同种类的石灰石在不同温度和pH值下的消溶过程为例,对液固反应的微观-宏观关联模型进行了实验验证,实验和数学模型吻合较好。该关联模型对完善液固反应理论体系,实现宏观实验数据反推微观化学反应参数的测量技术具有重要意义。

大容量锅炉灰斗改型的实验研究

研究的目的在于为优化大容量锅炉灰斗的设计提供依据．根据对灰斗气固两相流的受力分析设计了冷态模化实验，着重研究灰斗简单改型的可行性及分离机理．研究结果发现，重力分离和二次夹带是灰斗气固现象中的主要矛盾，灰斗简单改型可以提高灰斗分离的效率。

关于加权组合旋流强度的研究

通过理论分析表明,传统的组合旋流强度定义不能充分体现组合旋流的流体动力学规律.在冷态实验中,用热线风速仪测量研究了旋流燃烧器喷口的流场特性.通过对实验结果的分析,严格证明了组合旋转射流的各层射流对流场的贡献并不相同.对射流的最大回流率而言,燃烧器内层的射流贡献大于外层的射流.在此基础上,提出了"加权组合旋流强度"的概念,使用权函数来体现各层风对流场特性影响的作用大小.实验数据的分析证明,加权组合旋流强度可以将实验范围内各工况的最大回流率分布拟合为一个线性的公式,相关系数的数值约为0 9,这优于使用传统的组合旋流强度拟合的公式.

液幕状气液两相流流动特性的实验研究

提出了一种名为"液幕状气液两相流"的新流型。对液幕状气液两相流的流动特性进行了实验研究,着重研究液幕状气液两相流的床层高度和阻力特性以及气相和液相流动速度之间的关系,得到了当量床层高度、实际床层高度以及液幕床层阻力系数计算的关联式。这些关联式为液幕状气液两相流的研究提供了基础性的科学实验数据。

反切配风对大容量锅炉炉内流场特性影响的研究

通过实验测量和数值模拟研究了大容量锅炉的炉内流场特性。实验测量和数值模拟的结果完全吻合 ,并得出如下结论 :大容量锅炉的炉膛出口存在由残余旋转引起的速度偏差 ;大容量锅炉的燃烧器区域的实际切圆有贴壁倾向 ;二次风反切的配风方式可有效降低炉内旋转动量流率矩的水平 。

四角切向燃烧锅炉炉内冷态与热态流场特性的对比研究

通过冷态和热态实验测量研究了四角切圆燃烧锅炉的炉内流场特性。得出如下的结论 :1热态的实际切圆直径相比冷态有增大的趋势 ;2炉内气流的旋转动量流率矩沿高度下降 ,热态工况旋转动量流率矩衰减速度比冷态工况慢 ;3一次风反切的配风方式可有效降低炉内旋转动量流率矩的水平、明显削弱炉膛出口的残余旋转和减小水平烟道入口的速度偏差。图 8表 3参

大容量锅炉灰斗分离特性的实验研究

根据对灰斗气固两相流的受力分析设计了冷态模化实验、着重从以下３个方面进行了相关工作：①灰斗的流场特性与气固两相流特性；②灰斗的阻力特性；③分离下灰样的筛分特性。发现灰斗分离效率低下的原因在于流场结构不合理，并对如何提高灰斗分离效率提出了建议。

煤热解与挥发份燃烧时SO_2与NO的交互作用

为研究煤热解与挥发份燃烧过程中SO2对NO的影响,在燃烧综合实验台上研究了硫含量、煤种等因素在煤热解与挥发份燃烧过程中对SO2生成量、NO生成量等的影响。结果表明,SO2的生成对燃烧过程中NO的生成具有一定影响和作用。但不同的煤种硫的析出与氧化对NO的生成影响和作用有所不同,挥发份含量高、活化能低的煤,与NO之间的交互作用较强。铜川贫煤和宜宾无烟煤,原煤中的固有硫和添加硫总量分别达到4.34%和5.17%以上时,硫的热解和氧化过程才对NO的生成有较明显的影响;而对神木烟煤,原煤中的固有硫和添加硫总量达到2.0%时,硫的热解和氧化就对NO的生成起到了明显的作用。

一种煤粉着火的数学模型——(1)模型的建立

综合考虑影响煤粉气流着火的主要因素,基于锅炉中的能量平衡,建立了煤粉气流着火的数学分析模型.通过对煤粉气流着火的物理过程进行分析简化,引入燃烧器结构、煤种特性、运行工况等重要参数,推导出1个无量纲准则数Co来研究着火温度.结果表明:当Co增大时,煤粉气流的着火特性得到改善;为了使着火准则数Co增大,应减小煤粉粒径,调整燃烧器结构,提高烟气的回流率,并降低二次风率,延缓二次风与一次风的混合.

几种生物质的TG-DTG分析及其燃烧动力学特性研究

采用热重分析技术对木屑、麦秆、玉米秆和玉米芯4种生物质的燃烧特性进行了研究,考察了其着火、燃尽特性和综合燃烧特性,研究了升温速率对生物质燃烧特性的影响,同时在热天平上对其进行了动力学试验研究。研究表明:生物质燃烧过程大致可以分为3个阶段,即水分析出阶段、挥发分析出燃烧阶段、固定碳燃烧与燃尽阶段;生物质具有着火温度低、燃尽温度低、燃尽率高等优点;随着升温速率的提高,着火温度、各试样挥发分最大释放速率、燃尽温度均呈升高趋势,燃烧特性随升温速率的提高而变好。采用一级反应动力学模型和积分法对生物质燃烧动力学参数的研究表明,生物质具有较低的活化能,有利于点燃。

金属元素对木屑快速热解的影响

采用傅立叶红外光谱(FTIR)分析,以木屑为研究对象,在管式炉中研究了Al/Ca/Fe/K/Na/Zn金属元素对生物质快速热解过程中热解速率以及CO和CH4析出规律的影响。FTIR分析表明:加入含金属元素添加剂抑制了CO和CH4的产量,添加剂对CO产量和CH4产量的抑制能力依次为Fe2O3>ZnO>NaCl>CaO>KCl>Al2O3;Al2O3/Fe2O3/ZnO作为添加剂可缩短CO和CH4的析出时间,其中Fe2O3作用最为显著,其他添加剂对析出时间的影响相对较小。对热解速率的统计分析表明:加入金属元素降低了生物质的快速热解速率,热解反应速率大小依次为:不加添加剂>Al2O3>Fe2O3>ZnO>KCl>CaO>NaCl。

电容式气固两相流浓度测量系统

本文介绍一种电容式气固两相流浓度测量系统,给出了具体的测量电极和测量电路。并采用所设计的电容式浓度测量系统在自行搭建的气力输粉系统上以面粉为媒质、在水平管道上对稀相气固两相流浓度进行了在线测量,获得了5×10-5%体积百分比的面粉浓度分辨率。应用该系统对锅炉气力输粉管道中的气固两相流浓度进行实时在线检测与控制,对确保燃烧过程稳定,节能降耗和减少污染排放具有重大意义。

300MW煤粉锅炉低NO_x正反切同轴燃烧试验研究

该文对300MW四角切圆煤粉锅炉采用低NOx正、反切同轴燃烧系统进行了详细的炉内空气动力场模拟试验研究。通过对比分析偏置二次风与反切一次风对炉内气流相对切圆直径、旋转动量流率矩、湍动度和水平烟道沿宽度方向的速度偏差比等的影响,以及燃尽风布置方式对炉内气流特性的影响进行的分析研究,得出了大容量四角切圆煤粉锅炉采用同轴反切燃烧系统、配以高速分离墙置燃尽风,对降低NOx排放、保证锅炉较高燃烧效率、减轻锅炉过热器和再热器热偏差均有利的结论。

纯低温余热发电系统的优化分析

通过建立纯低温余热发电系统的热力学模型,计算分析了过热蒸汽压力、进口烟气温度和节点温差等因素对纯低温余热发电系统发电性能的影响.结果表明:在设计纯低温余热发电系统时,存在一优化过热蒸汽压力,使得纯低温余热发电系统的单位烟气发电功率最大;随着进口烟气温度的升高,系统单位烟气发电功率增大,对应的优化过热蒸汽压力升高;而随着节点温差的增大,系统单位烟气发电功率减小,对应的优化过热蒸汽压力降低.

煤模型化合物混合热解时HCN和H_2的析出特性

以吡啶、吡咯为煤的含氮模型化合物,利用红外烟气分析仪和气相色谱研究二者在873～1473K下混合热解时产物的析出规律。结果表明:吡啶和吡咯的热解是两种不同的热解开环方式,吡啶的热稳定性强于吡咯,其氢气产率高于吡咯,但其氰化氢产率较低;混和热解时的氰化氢产率明显小于单独热解,氰化氢产率在1073K时随混合物中吡啶含量增大而减小,在1373K时随吡啶含量增大而增大;氢气随温度和混合物中吡啶含量的变化趋势与氰化氢相似,并且热解产物中还检测到少量的甲烷。

液固撞击的非线性波动模型的研究

推导了可用于研究液固撞击问题的非线性波动模型 ,并将其应用于水锤过程及球形液滴与刚性固体平面法向撞击过程的数值分析 .通过对水锤过程的模拟分析 ,给出了液固接触面压力随时间的分布 ;对球形液滴与刚性固体平面撞击过程的模拟 ,给出了不同时间液固接触面上无量纲压力分布 ,以及液滴内无量纲压力的等值线 .结果表明 ,非线性波动模型可以给出详细的液固撞击过程的各物理参量 ,为液滴侵蚀固体表面问题的研究提供了可靠的依据 .结果与精确解吻合良好 ,从而对非线性波动模型进行了验证 .