改性活性炭对模拟燃煤烟气中汞吸附的实验研究

为了获得消耗量小、性能高效的燃煤烟气脱汞吸附剂,采用活性MnO2浸渍、FeCl3浸渍和不同温度下渗硫等方法,对活性炭进行了改性,制得一系列改性活性炭吸附剂。采用固定床吸附的方式,对吸附剂在不同条件下的吸附效果进行了测试,筛选出3种高效、廉价的吸附剂,分别为活性MnO2浸渍活性炭、FeCl3浸渍活性炭和600℃渗硫活性炭。和原活性炭吸附剂相比,改性活性炭吸附剂对汞蒸气的吸附能力有较大提高,有效吸附时间大大增加,在有效吸附时间内,穿透率大大降低。改性后的活性炭吸附能力大大提高的原因在于,其吸附过程中,除了物理吸附,还发生了化学吸附。

改性沸石对气态汞吸附的实验研究

为了获得消耗量小、性能高效的燃煤烟气脱汞吸附剂,采用活性MnO2浸渍、FeCl3浸渍和不同温度下渗硫等方法,对沸石进行了改性,制得一系列改性沸石吸附剂。采用固定床吸附的方式,对吸附剂在不同条件下的吸附效果进行了测试,筛选出一种高效、廉价的MnO2浸渍沸石吸附剂,和原沸石吸附剂相比,改性沸石吸附剂对汞蒸气的吸附能力有较大提高,有效吸附时间大大增加,在有效吸附时间内,穿透率大大降低。改性后的沸石吸附能力大大提高的原因在于其吸附过程中,除了物理吸附,还发生了化学吸附。

酸预处理对生物质热裂解规律影响的实验研究

在自制的热裂解机理实验台上进行了不同酸处理对稻壳以及白松的热裂解影响实验研究。经过盐酸浸泡后,稻壳中的金属离子含量明显降低;经盐酸洗涤后的稻壳热裂解焦油产量升高,由原始物料时的41.74%增加到7%盐酸洗涤后的52.88%,而气体和焦炭产量相应降低,并且随着盐酸浓度的增加,对应的趋势更加明显。酸洗涤后稻壳热裂解气体产物主要由CO和CO2组成,其产量相比原样都有所降低;不同种类的酸对生物质热裂解规律的影响存在差异,盐酸因其去离子效果最好而对生物质热裂解产物分布影响最强;对白松原样以及酸洗后白松的微观结构进行了电镜分析,结果发现,硫酸对白松的微观结构产生了明显的影响。

小型斯特林发动机不同外加热工况下运行的探索性实验

该文就其微型化可能产生的一系列问题,如:输出频率过高、产生转矩过小、冷热端差过小等进行了分析。提出自由活塞式斯特林发动机比热声式更具微型化的优势。并对一台长12cm、直径2.5cm 的小型活塞式斯特林发动机进行了实验。实验中发动机热端温度范围64～626℃,通过测量其外壁面温度和声信号随时间的变化,得到发动机的稳定性和输出功率随外加热功率变化规律。该发动机的理论最高功率密度为102kW/m^3。

循环流化床锅炉脱硫飞灰的水活化实验研究

以310 t/h循环流化床锅炉脱硫飞灰为原料,在不同的水活化条件下进行活化机理的实验研究,探讨了水活化温度、活化时间、活化水量对灰中游离氧化钙水合反应转化率的影响规律,并研究了水活化对孔隙结构的影响。结果表明:水活化过程中,水合反应与消耗氢氧化钙的胶凝反应同时进行;水活化过程中氢氧化钙含量呈现快速上升、慢速上升、缓慢下降的规律;随活化温度提高,水合反应与胶凝反应速率均提高,中期持续时间缩短,活化时间一定时,活化温度存在最佳值;活化水量的增加,可以加快水合反应与胶凝反应速率,活化时间处于后期时,活化水量存在最佳值。

制焦温度和停留时间对煤焦气化反应性的影响

煤焦的制备对煤焦的气化反应性有着明显的影响.研究了新汶煤在温度分别为800℃,700℃,600℃和停留时间分别为60min,30min,20min,10min下制得的焦样与CO2进行(在终温为1200℃下)不等温气化反应性.通过比较发现,在终温为800℃,700℃,600℃下停留时间为60min时煤焦的气化转化率都是最高的,分别为0.982,0.977和0.998,可见停留时间为60min,制焦温度分别为800℃,700℃,600℃对于新汶煤焦的气化转化率的影响并不是很明显.同时也发现半焦的气化反应性呈现先增后减的趋势,在停留时间为60min时到达最大,并且在800℃时气化反应性是最高的,可见在800℃下停留时间为60min制焦是合适的.用扫描电镜实验手段观察了新汶煤焦形貌结构,发现有较多的“斑点”和微孔,这些“斑点”和微孔在气化中起着活化中心的作用.

CaS氧化反应特性的热重研究

为了了解喷钙过程中硫元素赋存形态，研究了820～1400℃下CaS的氧化反应机理．采用热重实验研究了CaS质量变化特性，利用红外光谱仪定量分析反应析出气体．研究表明，在820～970℃，CaS氧化反应呈增重趋势；在1000-1150℃，反应呈先失重后增重趋势；在1200～1400℃，反应呈先失重后增重再失重的趋势．随温度升高，SO2析出速率及析出量也增大．在890℃以下，以SO2形式析出硫分不到全硫分的2％，CaS与CaSO4的固-固反应基本可以忽略．而在930℃～1150℃内，CaS与CaSO4的固-固反应加剧，SO2析出量占全硫分的10．16％～67.90％．当温度高于1175℃，CaSO4的高温分解也造成SO2的析出。

基于无模式法推断石灰石分解机理新方法

提出一种基于无模式法推断反应机理函数的新方法。首先分析反应发生的过程,对机理函数作初步筛选;然后采用Popescu法通过函数拟合的线性相关度对机理函数作进一步的推断;最后采用单个扫描速率的微分法与等转化率法相结合的方法,以活化能为判据确定最概然机理函数。此方法可以从根本上消除动力学补偿效应的影响,而且计算过程中几乎没有作任何假设和近似处理,多重扫描速率法也可以减小微分计算所带来的误差。以活化能作为反应机理最终的判据,可以对机理函数进行明显的区分,避免了仅依赖函数拟合线性的微小差别进行判断的问题。因此,此方法得到的结果是可靠的。采用热重分析技术对3种石灰石分解反应进行研究,结果表明相界面反应控制的收缩圆柱体模型是石灰石分解的最概然机理函数,进一步证明了此方法的可行性。

改性蛭石对气态汞的吸附效果

采用活性MnO2浸渍、FeCl3浸渍和不同温度下渗硫等方法,对蛭石进行改性,制得一系列改性蛭石吸附剂。采用固定床吸附的方式,对吸附剂的吸附效果进行测试,筛选出2种高效、廉价的吸附剂,它们是活性MnO2浸渍蛭石和FeCl3浸渍蛭石。在分析各种改性蛭石的吸附机理后认为,除有物理吸附功能外,还有化学吸附功能。

CFB垃圾焚烧炉烟道沿程烧结积灰的特性

使用扫描电镜、能谱、粉末X射线衍射等测试手段,分别对循环流化床(CFB)垃圾焚烧炉尾部烟道沿烟气流程不同受热面的烧结积灰进行了微观结构、元素和物相组成的分析对比,对Ca-S型烧结积灰的机理进行了讨论。结果表明,CFB垃圾焚烧炉受热面烧结积灰主要由亚微颗粒熔融团聚而成,烟气温度越高烧结积灰结构越致密。形成烧结积灰的主要元素是Ca、S等,600℃左右对流受热面积灰中Ca、S的富集达到最大。松散积灰中Si、Al是主要的成分,Ca、S也仍保持较高的水平。烧结积灰的物相组成主要是CaSO4,还有少量低熔点的钙的硅酸盐,化学反应烧结和传质作用的强化是积灰固化的重要原因。

N_2气氛下活性炭的汞吸附性能

为研究活性炭吸收烟气中单质汞的吸附机理和提高其吸附能力的方法,对3种原始活性炭和载硫改性后的活性炭在氮气气氛下进行了汞吸附性能试验.结果表明:经水蒸气活化法制备的椰壳活性炭和杏壳活性炭对单质汞的吸收主要为物理吸附,吸附效果较差;而经氯化锌化学法制备的木质活性炭由于表面残存Cl元素,对单质汞的吸收表现出化学吸附的特性,吸附性能较好;经200℃和600℃渗硫改性后的活性炭,其汞脱除效率均得到提高,且渗硫的温度越高,其吸附能力越好.

全国燃煤电站汞排放量估算

围绕全国燃煤电站汞排放量估算,建立了全国燃煤电站汞排放量估算模型。根据锅炉基本特征,将全国燃煤电站划分为27类。依据划分类别和实际汞排放测试结果,初步确定部分典型电站燃煤锅炉的排放影响系数TFi。对全国燃煤电站的汞排放量估算表明,2005年除港澳台地区外,全国电站燃煤锅炉气态汞排放量约为147.014 t,固态汞排放量约为46.630 t,总汞排放量约为193.644 t,约为世界人为燃煤汞排放量的10%。

酸性、碱性催化剂对生物质焦油催化裂解影响分析

为了研究催化剂的反应机理和对生物质焦油裂解的影响,在固定床反应器上,对硅铝催化剂、白云石催化剂和碳化硅惰性材料进行生物质焦油催化裂解和热裂解试验.根据三种材料作用机理的不同,研究探讨催化剂活性中心对热解气中焦油裂解率、催化裂解气体成分及反应速度(活化能)的影响.结果表明,酸性和碱性催化剂由于活性中心的存在,加快了反应速度和降低了反应活化能.当温度高于800℃时,其焦油裂解率达到90%以上,明显高于单纯热裂解.其中硅铝催化剂对温度的要求最低,且反应后气体成分中碳三(C3)碳四(C4)体积分数显著增加.

配煤提高神华煤成浆性能的研究

针对神华煤的难成浆性,以乌沙山神华煤作为研究对象,以定黏浓度作为评价指标,利用安阳双环添加剂厂的MC型添加剂对神华煤进行了阳泉煤、淮南B煤、阳城煤、俄罗斯B煤、神火煤和大会战煤等六种成浆性能好的煤与神华煤的配煤湿法制浆实验,利用malven激光粒度仪测定所制浆样的粒度,经过Rosin-Rammler粒度分析,表明浆样的粒度均符合水煤浆的粒度要求,并达到了较高的堆积效率.通过定黏浓度的测定,得到配煤的成浆浓度都较神华煤的成浆浓度有较大的提高,其中以淮南B煤配煤组合的成浆效果最好,定黏浓度为66.83%.

燃料气体预热温度对微燃烧器性能影响的分析

燃料在直圆管形状的微尺度燃烧器中进行预热燃烧,对比不同预热温度下的燃烧器工作性能,检验强化预热对促进微燃烧稳定的效果。实验选择燃料混合气体流量为0.12、0.24、0.36L/min,预热温度分别为室温23℃和250、500℃。实验结果显示,在室温,燃料混合气体流量0.12L/min下,燃烧器可燃极限当量比为0.339～3.639。预热温度上升到250℃时,可燃极限当量比范围增大到0.317～4.304。而预热温度500℃时,可燃极限当量比范围减小为0.453～1.706。在实验中测量燃烧器壁面温度,结合数值模拟研究内部燃烧过程。模拟结果显示,随预热温度上升,反应区域峰值温度上升。在流量0.24L/min,当量比为1,预热温度由室温上升至500℃时,峰值温度由1890K上升至2013K。实验结果证明适当预热可以提高反应温度,从而抑制热熄火。

我国典型电站燃煤锅炉汞排放量估算

围绕电站燃煤汞排放量估算，建立了典型燃煤锅炉汞排放量估算模型。在实测的典型电站燃煤锅炉汞排放数据基础上。确定了典型燃煤锅炉系统各部分的汞影响系数Fij同时，估算了典型电站燃煤锅炉汞的年排放量。我国100MW机组典型燃煤锅炉总汞排放量在40～50kg／a左右。当尾部烟气部位仅布置静电除尘器时气态汞比例高达80％左右；当静电除尘和湿法脱硫同时布置时，气态汞排放比例降低至30％左右；当选择性催化还原脱硝、静电除尘及湿法脱硫等装置联合使用时，气态汞的排放降低至总汞量的15％以下。

烟气湿法脱硫用石灰石溶解速率定量分析

利用EDTA络合滴定法测量了6种湿法脱硫用灰石中的CaCO3和MgCO3含量,其中CaCO3含量较为稳定,一般都在89%-93%范围内,而MgCO3含量的波动较大,可在1.0%-8.5%之间变化.依照我国电力行业标准（DL/T943—2005）,对石灰石反应速率的时间指标进行分析,其值在25-120m in之间变化.结合实验数据和颗粒溶解缩核模型,提出具有明确物理意义的石灰石溶解速率定量分析方法.以溶液温度50℃,pH值5.5为标准溶解条件,6种石灰石颗粒在单位半径（半径为1m）下的溶解速率为0.3-1.0μmol/s.该定量分析方法对烟气湿法脱硫用石灰石的选取与系统的优化具有一定的指导意义.

水煤浆气化炉的形式和新型气化炉的开发

对目前世界上3种主要的气化炉———德士古(Texaco)水煤浆气化炉、道(Dow)水煤浆气化炉和多喷嘴对置式水煤浆气化炉,从工艺流程到气化炉内流场结构都进行了比较说明,同时分析了各种气化炉的优缺点,在此基础上,结合各种气化炉的优点,自行开发设计了一种新型水煤浆气化炉.后期的冷态和热态数值模拟计算以及实验测试结果表明,该气化炉具有流场分布合理、颗粒平均停留时间长、出口粗煤气有效气成分高等优点.

水煤浆热解过程中HCN和NH_3释放特性的分析

采用固定床反应器对水煤浆及其制浆原煤在惰性气氛下,制浆原煤在水蒸气气氛进行热解试验,研究HCN、NH3的释放特性。结果发现,制浆原煤和水煤浆HCN的释放量,随温度增加变化缓慢,趋于稳定;而制浆原煤在水蒸气气氛下,HCN的量随温度变化增加迅速,析出量远远超出制浆原煤及水煤浆的释放量。制浆原煤NH3释放量随温度升高先增加后有下降,在1 000℃左右出现一个峰值,温度继续升高,NH3的量不再增加反而开始降低;水煤浆中NH3析出的量随温度增加,虽变化缓慢,但是仍比制浆原煤释放出的NH3量要多;制浆原煤在水蒸气气氛下,随温度的升高,NH3的量一直呈增加趋势,温度到达1 000℃后,增加更加迅速,释放量大于制浆煤和水煤浆的NH3释放量。综合考虑HCN和NH3的释放量以及燃料的着火、燃烧,显然水煤浆燃烧要优于煤粉的单独燃烧和煤粉喷水蒸气燃烧。

流化床垃圾焚烧过程受热面烧结积灰的生长特性

使用扫描电子显微镜、能谱、X射线衍射等分析手段,对流化床垃圾焚烧炉过热器的烧结积灰内部各部分的微观结构和成分组成进行研究。结果表明,积灰中富含钙和硫,主要的矿物成分是CaSO4。烧结积灰沿生长方向可分为根部和生长段,根部中元素钙和氯的质量分数高于生长段,而硅和铝的质量分数明显小于生长段,根部内层碱金属钠、钾的质量分数较高,含碳量也很高。积灰根部的结构较生长段致密,密实的根部内层主要是凝结沉积以及亚微小颗粒热迁移共同作用形成的,过渡层和生长段的形成主要是惯性沉积和气固高温反应共同作用下长时间烧结的结果,熔融相和化学反应的共同作用是烧结积灰生成生长的主要动力。