煤灰和生物质灰组成及灰熔融温度预测

炉内结渣是影响火电机组和气化工艺可靠运行的关键因素之一,准确及时测量灰熔融温度可提高火电机组和气化炉运行的安全性和经济性。但灰熔融温度测量过程中存在诸多不确定因素,建立灰熔融温度预测方法不仅能验证试验数据可靠性,也可在一定程度上代替繁琐复杂的试验。论述了煤灰和生物质灰的组成、分类方法及异同点,综述了不同氧化物对灰熔融性的影响。阐述了经验公式、机器学习模型、多元相图这3种主要煤和生物质灰熔融温度预测方法,并分析了各类方法的优缺点和适用范围。认为经验公式更适合品种单一且数量较少的煤灰数据集,但不适用于生物质灰熔融温度预测。机器学习模型对煤灰和生物质灰预测效果优良,但建模难度更大,所需训练样本数据更多。基于相图预测灰熔融温度受限于灰熔融性测试方法,预测效果并不优于经验公式和机器学习模型,但对4种典型煤种有较好的预测精度,而生物质灰相较煤灰而言特殊样本更多,能否用于生物质灰熔融温度预测需进一步研究。今后可考虑构建K近邻回归、随机森林等解决回归问题突出的模型,扩充生物质数据库样本,提升预测模型的精度和泛化能力。

SNCR脉动式喷射脱硝数值模拟研究

选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝技术,在无需催化剂的条件下直接将还原剂氨或尿素喷入烟气往往效率不是很高,还原剂与烟气的混合是制约脱硝效率的关键因素之一。以某90t/h层燃炉二次燃烧室为研究对象,运用Fluent软件对炉膛内的烟气流动、传热传质、脱硝反应进行数值模拟,并在不改变氨氮摩尔比和喷枪布置位点的情况下对还原剂喷射方式进行了优化研究。研究结果表明:当还原剂采用脉动速度喷射方式、喷枪角度水平向下45°时可以得到最好的脱硝效果,氨的均匀性指数为0.549,脱硝效率达到58.13%。研究结果为SNCR脱硝技术的优化提供了理论依据和技术参考。

浅谈生物质分布式能源

介绍以生物质热电三联产为基础的分布式能源站组织形式以及当今国内外相应技术的研究进展,并以1个小城镇为研究对像进行组织构建生物质分布式能源站,提出生物质分布式能源站增加产值、进一步发展的可行性建议。

磷酸二氢铵脱除气相氯化钾的模拟与实验

脱除生物质燃烧中气相氯化钾,有助于消除受热面的积灰和腐蚀。采用热力学化学平衡分析方法探索了磷酸二氢铵脱除气相氯化钾的反应特性,考察了温度和化学计量比对反应的影响,结果表明磷酸二氢铵在700～950℃范围内可以有效地将气相氯化钾主要转化为磷酸氢二钾。利用X射线衍射分析对沉降炉实验得到的反应产物进行物相分析,探索了磷钾摩尔比、停留时间、温度对磷酸二氢铵脱除氯化钾的影响,实验结果表明增加停留时间以及磷钾摩尔比均可以促进KCl的脱除,停留时间3 s,磷钾摩尔比为1时,700～1000℃下的反应产物中未检测到物相KCl,而生成了磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、偏磷酸钾、焦磷酸钾、磷酸钾铵、磷酸二氢铵钾等产物。结果有助于深入研究磷酸二氢铵用于脱除燃烧中碱金属离子。

O_2/CO_2气氛下稻秆添加磷酸二氢铵对固钾及灰熔融特性的研究

研究了21%O2/79%CO2气氛下,磷酸二氢铵对稻秆不同温度下的固钾能力及对灰熔融性的影响。利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)等检测手段,对稻秆燃烧灰中K元素含量、产物物相以及微观形貌进行分析。固定床燃烧固钾实验表明,添加NH4H2PO4能够有效提高稻秆固钾率,900℃下稻秆自身固钾率为14.65%,添加NH4H2PO4后固钾率为68.79%,可以有效抑制生物质燃烧过程中碱金属以气态形式析出,并缓解了灰结渣现象。700℃燃烧条件下NH4H2PO4和钾反应的主要产物为KPO3;900℃下反应的主要产物为高熔点物质K2Ca P2O7,从微观形貌可以看出NH4H2PO4能够抑制灰颗粒的烧结,添加NH4H2PO4能有效提升稻秆灰熔点。

木醋调质石灰石用于O_2/CO_2燃煤同时脱硫脱硝性能

采用管式炉和沉降炉分别研究了O2/CO2气氛下燃煤预混和烟气喷入木醋调质石灰石的同时脱硫脱硝性能.结果表明,在温度1173～1323K、钙硫比为2.0的条件下,木醋调质石灰石混煤燃烧脱硫效率91.0％ ～ 94.9％、脱硝效率23.5％～30.8％.随着钙硫比的增加,木醋调质石灰石混煤燃烧脱硫脱硝效率增大,适宜的钙硫比为1.5 ～2.0.相同的燃烧温度和钙硫比,含硫量高的煤预混木醋调质石灰石燃烧获得较高的脱硫、脱硝效率.木醋调质石灰石用于O2/CO2燃煤脱硫脱硝性能优于醋酸钙.O2/CO2燃煤烟气中喷入木醋调质石灰石、钙硫比为2.0、停留时间为0.8s、在1 223和1 323 K时获得最大脱硫效率和最大脱硝效率为75.8％和86.6％.在上述条件下将氨气喷入反应区,氨氮比为0.75、温度为1 223和1 323 K时,脱硫效率分别为73.2％和63.9％,脱硝效率分别为93.2％和94.8％.

正弦型微通道内液-液两相流型及流动特性实验研究

采用实验的方法对不混溶的液液两相流体在不同入口结构下的正弦微通道(直通道正弦、波峰正弦和波中正弦)内液滴的流动特性进行了分析。硅油作为离散相,含有0.5%SDS的蒸馏水作为连续相,观测到弹状流、滴状流和射状流。分析了两相流动参数及不同的微通道入口结构对流型和液滴长度的影响。流型受微通道入口结构影响较大,波峰正弦微通道能够生成最大范围的稳定的流型。液滴长度随离散相体积流量和离散相与连续相体积流量之比的增大而增大,随连续相的体积流量和毛细数的增大而降低。微通道入口结构对液滴长度有影响,直通道的正弦微通道内液滴长度最短,更有利于液滴的形成。三种通道生成的液滴中,最大的液滴尺寸是最小的液滴尺寸的1.15~1.39倍,但正弦流动段对液滴速度几乎没有影响。

生物质成型燃料添加剂的研究进展

文章综述了生物质成型燃料添加剂的研究进展,分析了添加剂促进黏结成型、提高热值、减排SO_(2),NO_(x)和颗粒物等污染物、改善灰熔融性、防止结焦和结渣等功能,并分析了添加剂的作用机理和影响因素。根据生物质成型燃料的发展趋势,提出了添加剂功能开发、研究及应用的建议。研究结果可以为生物质成型燃料提质和应用提供借鉴和参考。

生物质制氢技术研究综述

合理开发利用可再生清洁能源氢能,能够促进我国能源结构转变升级,推动社会绿色可持续发展。在“双碳”目标下,生物质制氢技术被认为是一种发展潜力巨大的绿色环保制氢技术,可分为热化学法与生物法。综述了这两种方法所涉及的蒸汽气化、超临界水气化、生物质热解重整、光发酵、暗发酵等制氢技术的原理、影响因素、优缺点及研究现状,并且综合分析常见生物质制氢技术存在的技术壁垒与发展障碍。对于生物质制氢技术的发展具有一定指导意义。

应用于燃气轮机余热回收系统的超临界CO_(2)径流式透平性能探究

为研究应用于燃气轮机余热回收系统的超临界CO_(2)(SCO_(2))径流式透平整机性能,基于RANS(雷诺时均)模型,对透平整机系统内部流场进行数值模拟,获得了SCO_(2)径流式透平整机在起动、升速、自持及额定工况下的运行情况,并针对出口压力变化分析了透平非设计工况下的性能。模拟结果表明:透平起动工况下会发生运行失稳,产生“倒吸”现象且通道内出现大面积的低速区域,但随转速增加流动趋于稳定;叶顶间隙的泄漏流会对透平的性能产生不利影响,额定工况下0.5 mm的间隙使透平减少近47 kW的功率输出,等熵效率降低6%左右;轮背密封可以起到良好密封作用,密封引入气还提高了透平整机的功率和效率;在偏离设计点工况运行时,透平可以有效应对出口压力的变化;通过对比简化通道和全周通道的仿真数据,透平轴功率和等熵效率的误差均在0.5%以内,可知应用简化通道模型仿真能够保证计算精度。因此,在SCO_(2)径流式透平的仿真与应用过程中,研究人员要注重透平低速起动工况下的运行,以及叶顶间隙对这种小尺寸高转速透平机性能的影响。

焦炭-NO异相还原的密度泛函理论研究进展

燃煤电站中煤炭高温燃烧时产生的氮氧化物(NO_(x))对环境产生严重污染,控制NO_(x)污染物排放成为全世界的共同行动。焦炭-NO异相还原反应在燃煤过程中普遍存在,但由于焦炭复杂的化学结构和成分以及燃烧反应中气固成分,焦炭-NO异相还原反应的机理尚不明晰。本研究通过总结焦炭-NO异相还原反应机理的密度泛函理论方面的研究,从焦炭模型、NO吸附方式、反应路径和反应路径中产生的不同中间体等方面对焦炭-NO异相还原反应的机理进行综述,还分析了CO和矿物质对NO异相还原反应的影响机制,指出焦炭模型边缘的含氧官能团和活性位点对NO还原有利,不同反应路径会产生HCN、N_(2)O和NH_(3)等中间体,CO和催化金属能通过增加反应活性位点、降低反应能垒和提高反应速率等方式促进焦炭-NO异相还原反应,为完善NO异相还原反应机理,控制NO_(x)排放提供理论依据。

装配隔热板的单罐储热罐性能模拟及㶲分析

单罐斜温层水储热技术的应用能够有效提高能源利用效率。在传统储热单罐中装配隔热板可以有效降低斜温层厚度,提高储热性能。以装配隔热板的储热罐为对象,建立不同工况下的模型并进行数值模拟。对比静止工况和蓄热工况下,装配隔热板前后储热罐内部温度场变化情况;研究隔热板材料物性对于储热性能的影响;基于静态工况下数值模拟结果进行储热罐㶲分析。数值模拟有效防止冷热流体掺混,从而提高储热罐储热性能;㶲分析结果表明加装隔热板可以降低储热罐系统㶲损失,提高系统能量利用率;选用导热系数小的材料作为隔热板能够增强隔热能力,优化储热罐性能。研究结果验证通过装配隔热板以降低斜温层厚度的可行性,对斜温层单罐储热技术的优化具有指导意义。

“双碳”背景下的大学生节能减排创新能力培养探索与思考

2022年我国向世界宣布了“双碳”目标,它开启了中国迈向碳中和的征程,也对高等学校大学生节能减排创新能力的培养提出了新的要求。紧扣“双碳”时代背景,文章首先分析了目前大学生节能减排创新能力培养中存在的问题与面临的挑战,然后从课程思政、教学设计、形成性评价、学赛相长等方面总结了创新能力培养模式的探索与实践,最后对未来大学生节能减排创新能力培养模式进行了深入思考,结合自身经验提出了改革建议。