石油烃污染土壤阴燃反应特性及修复效果研究

石油开采和运输过程中会产生大面积的石油污染场地,亟需修复。本研究以石油烃污染土壤为研究对象,采用自制的阴燃小试装置研究土壤热值、含水率和空气流量等因素对污染土壤阴燃反应特性及修复效果的影响,并探究了石油烃污染物在阴燃过程中降解路径。结果表明:石油烃污染土壤的阴燃反应温度区间为200~600℃,修复率普遍高于98.5%。当含水率增加5%时,阴燃峰面传播速率约减小46.3%,土壤含水率越高则阴燃峰面传播速率越小;当热值增加1.81 MJ/kg时,阴燃平均峰值温度会升高300℃。阴燃峰值温度随污染土壤热值的升高而增加;当空气流量为15~25 L/min时,阴燃峰面传播速率随空气流量的提高而增加。污染土壤阴燃过程中烯烃类物质的双键基团易被氧化断裂生成醛类物质,同时长链烷烃类物质的碳键易断裂生成中链烷烃类物质。研究显示,阴燃对石油烃污染土壤的修复效果显著,并且可以通过对影响因素的调控实现对阴燃过程的控制,相关结果将为有机污染土壤阴燃修复技术的工程化应用提供理论支撑。

含表面活性剂溶液的雾化特性及对细颗粒物的强化去除效果

喷雾技术在气体净化、粉尘控制、化学合成等领域应用广泛,其中液滴尺寸控制及提高喷雾均匀性是该技术面临的挑战。为此,本文拟利用表面活性剂对水雾的雾化特性进行调控,以提高喷雾均匀性,并进一步探究其对细颗粒物去除的促进作用。本文采用实验研究,首先对三种不同性质表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、吐温80)溶液的雾化特性进行了分析,探究了表面活性剂的种类和浓度对于雾化特性的影响。结果表明,与去离子水相比,表面活性剂的加入可以显著提升喷雾的均匀性,喷雾总体粒径减小,并且非离子型表面活性剂吐温80雾化形成的小液滴数量占比最高。当表面活性剂溶液浓度达到临界胶束浓度(CMC)时,三种类型表面活性剂溶液的液滴数达到峰值,以此作为最佳雾化浓度。此外,通过喷雾去除细颗粒物实验表明,含表面活性剂溶液喷雾可以加快细颗粒物去除速率。

烘干炉内易开盖升温特性试验及数值模拟研究

目的易开盖刻线修补涂层在烘干过程中易出现气泡、开裂和剥落等问题,为此需对易开盖在烘干炉内的升温特性进行研究。方法采用现场试验和数值模拟方法,首先对炉内温度分布及易开盖表面温度变化进行测定,随后基于CFD仿真技术,利用动网格模型对易开盖在炉内运动加热过程进行模拟,并采用动态边界条件对单片易开盖表面温度分布进行计算。结果炉内温度变化特性为沿盖体运动方向先上升后下降,两侧各存在一个温度突降区域;易开盖在炉内加热过程呈现快速升温、缓慢升温和快速降温3个阶段,125、130和135℃3个烘干炉设置温度工况下,易开盖表面最高温度分别为148、152和155℃,温度越高涂层气泡越多;加热初期易开盖表面温差较大,最高达5℃,后期温差逐渐降低至1℃以下。仿真结果与试验数据吻合较好,平均相对误差MRE值为0.1。结论获得了易开盖在炉内的升温特性及最优加热工况,同时构建了基于动网格模型的易开盖运动加热CFD仿真方法,对烘干炉的设计和运行具有指导意义。

基于区域分割的枝切与最小二乘法相位解包裹融合算法

针对纳米台阶物体的形貌测量要求,设计与搭建了部分相干光离轴像面干涉测量系统。相位解包裹作为干涉测量的关键环节,要求速度快、精度高、适应性强。分析了5种常用相位解包裹算法的特点,并结合纳米台阶的形貌特点提出了一种基于区域分割的融合算法。该算法通过光强度图与枝切线结合求解各分割区域的质量,在高、低质量区域分别用无权最小二乘法与枝切法相位展开,以满足测量实时性与精确性的要求。实验结果表明:所提算法具有较强的抗噪性,其计算耗时仅为枝切法的27.92%,对65.1纳米台阶高度样板测量相对误差仅为1.1%,对残差点具有一定抗干扰性,在纳米台阶形貌测量方面具有一定应用价值。

防结渣复合陶瓷涂层在燃用准东煤锅炉上的应用研究

针对某台670t/h燃用准东煤锅炉出现的沾污、结渣问题,在水冷壁和屏式过热器区域受热面喷涂复合陶瓷涂层.采用热力计算方法,并结合复合陶瓷涂层试验数据,对水冷壁和过热器的吸热量进行计算,确定了水冷壁与过热器的最佳喷涂面积.结果表明:喷涂复合陶瓷涂层后,锅炉运行一年后的沾污、结渣情况得到明显改善,吹灰器月投运时间和减温水量分别减少了58.2%和75.2%,但由于水冷壁与过热器的吸热量比例失调,出现了过热汽温偏低问题;在水冷壁与过热器的最佳喷涂面积下过热汽温达到设计值,减温水量适中.

一种新型燃用煤粉工业锅炉燃烧器流场特性研究

针对一种新型的燃用煤粉工业锅炉燃烧器,利用计算流体力学软件,通过改变一、二次风速及内二次风旋流强度以及钝体流通阻塞率等参数,模拟燃烧器出口附近流场分布,研究不同参数下回流区大小及回流量的变化,分析流场的湍流强度分布.结果表明,回流区长度与内二次风速、内二次风旋流强度及钝体阻塞率成正比,与一次风速成反比.回流量总体上随着内二次风旋流强度、内二次风速、一次风速的增加而增大;改变钝体阻塞率,则有较复杂的变化.湍流强度沿径向呈先增后减的变化,沿轴向则在某个截面后不断衰减.

双钩波形板分离器的冷态试验研究

对双钩波形板分离器进行了冷态试验研究,对不同入口速度下波形板的总分离效率、单级分离效率和压降进行了分析,并对不同入口湿度下的总分离效率进行了研究。结果表明:在低速时,提高入口速度有助于提高分离效率,但流速超过临界破膜速度(6m/s)后,二次携带现象明显,导致分离效率降低;增加波形板入口湿度时,总分离效率呈先增后减的趋势;波形板前三级的分离水量显著高于后三级;入口速度对波形板压降的影响较为明显。试验结果对波形板分离器的优化设计具有一定的指导意义。

燃煤锅炉防结渣复合陶瓷涂层技术应用

针对某台260 t/h燃煤锅炉沾污结渣问题,在受热面喷涂防结渣复合陶瓷涂层,根据结渣部位,结合热力计算方法,得出最佳喷涂区域为从下二次风底部往上12 m的四周水冷壁,面积约为400 m2。喷漆后运行3个月的统计结果显示:锅炉的沾污结渣情况明显改善,炉膛温度显著降低,月吹灰频次下降95.5%,减温水量下降34.5%;但存在飞灰及炉渣含碳量增加问题。对此,可采用降低煤粉细度等方式改善。本文研究结果可为解决锅炉结渣问题提供较好途径。

热能与动力工程专业实验室的建设与探索——以可再生能源与流动测试实验室建设为例

介绍了中国计量学院可再生能源与流动测试实验室的建设策略和建设内容,并以此为例,对热能与动力工程专业实验室的建设进行了分析和思考,主要从本科教学、研究生教学和教师科研活动三个方面对实验室建设存在的问题进行了分析,并提出了相应的解决策略。

小型工业锅炉燃用林业废弃物产生的问题及解决方法

林业废弃物作为一种价格低廉的燃料,其生产成本比煤低很多,这使得许多燃煤工业锅炉改烧林业废弃物。通过对林业废弃物的燃烧特性及燃烧组织(挥发分、锅炉通风量和烟气量、燃料水分)进行分析,并对其应用于工业锅炉燃烧后可能出现的司炉劳动强度大、受热面积灰、烟囱冒黑烟等问题进行了探讨,提出了一些相应的技术措施供有关人员参考。

喷雾对促进细颗粒物声波团聚的影响

以燃煤烟气为对象,实验研究了各参数对喷雾促进声波团聚的影响。结果表明,添加喷雾后,声波团聚效率提高了25%~40%。无论有无喷雾,声波团聚均存在相同的最佳频率,为1400 Hz左右。较低液气比时,团聚效率随液气比的增加而明显增大,但超过0.10后,团聚效率趋于稳定。添加喷雾时,团聚效率随停留时间的增加而提高,但达到4.2 s时基本达到最大值。分析了喷雾提高团聚效率的机理,在喷雾作用下,颗粒之间形成比范德华力更强的液桥力,增大了有效碰撞系数;同时,雾化液滴的加入为气溶胶团聚提供了种子颗粒,周围的细颗粒易与之发生碰撞团聚,使团聚效率提高。研究表明,喷雾方法可以大幅降低声波团聚工艺的操作能耗。

锅炉受热面复合陶瓷涂层抗高温SO_2腐蚀性能

针对燃煤锅炉受热面存在的高温腐蚀问题,采用料浆法在20G钢材表面制备复合陶瓷涂层,烧结后的复合陶瓷涂层表面较为致密,涂层与基材具有良好的结合状态。对喷涂及未喷涂陶瓷涂层钢片在SO_2腐蚀气氛环境下的抗高温腐蚀性能进行试验,并采用热分析动力学方法对试验数据进行处理,结果表明,在400~500℃温度范围内,两种试样的腐蚀过程均符合一维扩散反应动力学模式,计算求得喷涂涂层钢片腐蚀反应活化能低于未喷涂涂层钢片,涂层具有较好的抗高温腐蚀性能。对腐蚀试验后试样的形貌、成分和物相分析结果显示,涂层在SO_2气氛下腐蚀后,表面生成K_2SO_4晶粒,但由于涂层较为致密,阻止了S的扩散,内部基本没有检测到K2SO4的存在。

铁铈氧化物SCR脱硝催化剂的制备及性能

采用浸渍法制备了Ce O2-Fe2O3/Ti O2催化剂,研究了Ce O2负载量对其选择催化还原NO性能的影响,并将其中效果最好的催化剂按照同样组分配比采用溶胶凝胶法制备进行比较。采用BET、XRD、SEM和XPS等手段对催化剂进行表征。实验结果表明,采用浸渍法制备的负载10%Ce O2、3%Fe2O3的催化剂脱硝效率最优,最高可达96.65%。采用溶胶凝胶法制备催化剂效率更优,最高为99.36%。结果表明,浸渍法和溶胶凝胶法制备的10%-3%Ce O2-Fe2O3/Ti O2催化剂均具有较大的比表面积、活性成分分散度好、储氧能力强等优点。

焦糖色素的色率与红色指数的关系及应用

该文从理论上对焦糖色素的色率与红色指数的关系进行了论述 ,提出通过改变反应温度、时间、pH值、添加催化剂的种类和用量等因素 ,生产出满足不同需要的 ,颜色鲜艳、亮丽、质地均匀 。

铁铈氧化物催化剂脱硝性能及抗碱金属盐中毒性能研究

采用浸渍法制备了CeO_2-Fe_2O_3/TiO_2脱硝催化剂,研究了反应温度对不同铈钛摩尔比催化剂脱硝效率的影响,以及负载10%CeO_2和3%Fe2O_3的催化剂的抗硫性能和抗钾、钠碱金属盐中毒性能。试验结果表明:CeO_2-Fe_2O_3/TiO_2催化剂最佳反应温度为350℃;铁铈氧化物催化剂的最佳组分配比为CeO_2摩尔分数10%,Fe_2O_3摩尔分数3%,NO脱除率可达95.65%;10%-3%CeO_2-Fe_2O_3催化剂具有良好的抗硫性能;钾、钠碱金属盐对催化剂均有一定的毒化作用,但未对催化活性成分的晶相产生影响,只是削弱了活性成分与载体间的相互结合作用,且钾盐对催化剂活性的影响大于钠盐;钾、钠碱金属盐使催化剂中毒失活可能是由于催化剂NH3吸附能力下降,吸附量减少。

示踪气体混合均匀性的试验研究

为探讨示踪气体与被测气体实现均匀混合的条件,以CO作为示踪气体,以空气作为被测气体,在直径为0.300 m的90°弯曲管道内对示踪气体与空气的混合均匀性进行了试验研究.结果表明,在本试验条件下,当混合气体流速大于3.2 m/s时,在弯管下游的12D(D为管道内径)和15D处,示踪气体的径向和轴向平均体积分数误差小于4%,示踪气体的实测平均体积分数与理论值趋于一致,可认为示踪气体与空气的混合达到了均匀.因此,工业气体的管道输送过程中采用示踪法校准气体流量计时,可在满足上述条件的位置处作为取样点.

双油枪微油点火技术在燃用褐煤锅炉上的应用

某200MW机组燃用褐煤的HG-670/13.7-HM18型锅炉通过在微油燃烧器内布置双油枪和在高温炉烟风道上加装油枪加热器等,解决了微油点火难的问题。实际运行结果表明,冷炉起动时,在给煤量为2～12t/h范围内,微油燃烧器内煤粉稳定着火和燃烧,锅炉升温升压速率在规程允许范围内。与采用传统的大油枪点火起炉方式相比,节油率可达到76%。

90°弯管内示踪气体混合均匀性的数值模拟与实验研究

示踪气体在管道内的混合均匀性,对示踪法测量气体流量的准确性或者在线校准管道气体流量计的校准精度影响很大.在直径为300mm的90°弯曲管道内,对示踪气体CO与空气的混合情况进行了数值模拟研究,并与实验结果进行了对比分析.结果表明,五孔释放混合效果明显要好于单孔释放,且五孔释放时弯管下游9D处示踪气体与空气混合基本均匀.数值模拟结果和实测结果基本吻合,可为示踪法测量气体流量和在线校准管道气体流量计提供参考.

载体与活性成分对铈基催化剂影响的研究进展

介绍了铈基SCR脱硝催化剂的研究进展,分别综述了催化剂载体及活性成分对铈基催化剂的影响,分析了不同载体及活性成分催化剂研究情况,阐述了铈基催化剂脱硝机理、耐水耐硫性能及抗碱金属中毒能力,指出了铈基催化剂的研究方向和需要解决的问题。

能源与动力专业CFD课程教学模式改革

随着计算流体力学(CFD)技术的日益成熟和广泛应用,CFD课程已渐渐被很多高校纳入常规教学。结合以往教学经验,实施了"自主探索"教学改革,采用CFD基础构建、上机实验与自主探索实践相结合的教学方式,并建立了较合理的考核标准。采用新的教学模式后,课堂教学效果与学生的CFD实际应用能力显著提高。