富氧气氛下生活垃圾及危废焚烧飞灰以及两者耦合体的熔融特性研究

本文首先利用ICP-OES/MS电感耦合等离子发射光谱/质谱联用仪、傅里叶变换红外光谱仪以及X射线衍射仪等仪器检测了垃圾飞灰、危废飞灰以及两者耦合体的元素及化学物质组成。然后利用富氧高温熔融炉在不同氧浓度下进行了氧浓度对不同飞灰熔融温度以及重金属迁移影响的试验。结果表明,富氧气氛下随着氧浓度的升高,上述三种飞灰熔融温度先降低随后逐步升高,综合考虑采用富氧侧吹炉高温熔融处置飞灰项目,最佳氧浓度为25%。富氧气氛下,氧浓度的提高对于大部分重金属而言有利于其被固化,其主要原因在于氧化性气氛下有利于大部分重金属转化为高沸点氧化物。

富氧气氛下循环流化床煤燃烧试验研究

在O2/CO2气氛和O2/N2气氛下,对氧浓度为2100～3500的循环流化床进行了煤燃烧的试验研究,比较了不同气氛下的煤燃烧特性和炉内温度分布以及NOx、NO2的排放规律和脱硫效率.试验显示富氧气氛下煤能够稳定燃烧,循环回路通畅;给煤量一定,随着试验气氛中氧含量的增加,燃烧效率逐渐增高.O2/CO2气氛下的燃烧效率略低于相同氧含量的O2/N2气氛下的燃烧效率;随着试验气氛中氧含量的增加,NOx排放量增加,SO2排放量略有减小,石灰石脱硫效率略有提高.

富氧气氛下生物质/煤恒温混燃SO_2释放实验

利用自建的SO2测量系统,对富氧气氛下生物质/煤恒温混燃过程进行了SO2测量实验,深入研究了气氛、掺混比、温度、煤种及生物质种类等因素对SO2释放的影响规律。结果表明:生物质/煤混合样品在富氧气氛和空气气氛下的SO2瞬时生成曲线形成1个剧烈释放峰和1个平缓的释放峰;在21%氧体积分数下,富氧气氛下的SO2双峰和总释放量均小于空气气氛,随着氧体积分数的升高,SO2总释放量增大;随着玉米芯掺混比的增加,SO2总释放量均呈下降趋势;随着温度升高,SO2总释放量增大,温度从900℃增加到1 000℃时,SO2总释放量的增加幅度大于从800℃增加到900℃下的情况;阳泉无烟煤、塔山烟煤、印尼褐煤3种煤在掺混玉米芯后,SO2总释放量均有不同程度的降低;阳泉无烟煤掺混3种生物质后的SO2瞬时生成曲线2个释放峰值均有所降低,SO2总释放量均明显降低,但降低程度有所不同。

富氧气氛下煤与生物质掺烧时污染物排放特性

利用管式炉实验系统对富氧气氛燃烧下煤掺烧生物质时污染物的排放特性进行测量分析，结果表明：随着燃烧温度和氧气浓度的提高，SO2和NO的排放曲线峰值及转化率增加；随着掺烧生物质比例的增加，SO2和NO的排放曲线峰值及转化率减小；掺烧的煤种和生物质种类对SO2和NO排放影响较大，烟煤掺烧玉米秆比贫煤掺烧时的SO2排放曲线峰值大，NO的排放曲线峰值小；烟煤掺烧玉米秆比掺烧锯末时的SO2排放曲线峰值大，NO的排放曲线峰值小。

富氧气氛下煤与生物质掺烧时砷的释放研究

利用化学试剂对富氧气氛下煤与生物质掺烧后的灰进行湿法消解,采用AFS-933原子荧光分度计对其中的砷含量进行了测量分析.结果表明:掺烧生物质后砷的释放受到一定的抑制,生物质掺烧比例越大,灰中砷元素的相对富集系数越大;随着燃烧温度的升高和O_2体积分数的增大,灰中砷的相对富集系数减小,有利于砷的释放;不同的生物质种类与不同煤种掺烧燃烧时,生物质种类对砷释放的抑制作用比煤种的影响明显.

氧气氛中紫外光辐照官能化HDPE的结构与性能研究

采用FT IR ,XPS ,WAXD ,DSC ,凝胶和表面自由能分析 ,研究了氧气氛中紫外辐照官能化高密度聚乙烯(HDPE)的化学结构、晶体结构和表面自由能的变化 .与空气相比 ,在氧气氛中紫外辐照HDPE能提高C—O ,C(O)O和CO等含氧基团的引入速度 ,同时又能降低HDPE中的凝胶含量 .在空气和氧气氛中紫外辐照后 ,HDPE的晶型没有发生变化 ,仍为正交晶系 ;HDPE的晶胞参数a ,b,c以及 (110 ) ,(2 0 0 ) ,(0 2 0 ) ,(0 11) ,(111)等晶面间距基本保持不变 ;HDPE的熔融温度下降 ,但熔融热焓升高 ,结晶度增大 ,表面自由能增大 ,且在氧气氛中辐照HDPE的变化幅度较大 .

氩氧气氛-直流电弧放电中的氟化反应及其应用

系统地研究了影响直流电弧放电中氟化反应的因素(氟化剂,电极温度,气氛,基体等)并得到了下列结论:①氟化铜(含两个结晶水)和碱式氟化铜是所研究的氟化剂中最为有效的氟化剂,它们的存在增强了La、Cr光谱线强度一个数量级;②基体对电弧放电中的氟化反应有很大的影响,而碳粉是测定La、Cr最有效的基体;③据此,分析了高纯Y_2O_3中非稀土杂质以及谷物试样中的微量元素,取得了满意的结果。

富氧气氛下生物质/煤恒温混燃特性及同步NO释放规律的研究

利用恒温热重及NO监测装置,进行了富氧气氛下生物质/煤恒温混燃实验,研究了不同气氛、掺混比、煤种、温度及生物质种类下生物质/煤富氧燃烧特性及NO释放规律,为生物质/煤富氧燃烧的实际应用提供一定的参考。结果表明:气氛变化对挥发分析出燃烧段的影响很小。在21%O2浓度下,富氧气氛相比空气气氛,样品燃烬时刻略有延迟,NO释放量减小。随着O2浓度升高,样品的平均失重率增大,NO释放量增大。掺混玉米芯后,样品燃烬时刻明显提前,且随着玉米芯掺混比的增加,玉米芯对煤粉燃烧促进作用增强,NO释放量呈下降趋势。随着煤阶降低,玉米芯对煤的促燃作用减小,3种煤在掺混玉米芯后,NO释放量均有不同程度的降低。随温度升高,样品燃烬时刻缩短,NO释放量增大。掺烧3种生物质后,样品燃烬时刻均明显提前,NO释放量均有下降。

贫氧气氛下固硫剂对煤燃烧特性及S和N释放规律的影响

考察了贫氧燃烧过程中,三种钙基固硫剂CaO,CaCO3和Ca(OH)2对燃烧和NOx生成的影响,以及在低氧体积分数燃烧条件下固硫作用的强弱规律。结果表明:针对研究所用煤种,氧体积分数的降低使两个燃烧阶段向一个燃烧阶段过渡;空气及15%氧体积分数时,CaO可促燃,而10%氧体积分数时,三种固硫剂都会抑制燃烧;三种固硫剂按固硫率和催化NOx能力由大到小均依次为CaCO3,Ca(OH)2和CaO,且Ca(OH)2与CaCO3的效果相差不大。燃煤中硫含量及形态与固硫剂分解速率之间的匹配关系决定固硫效果。硫释放速率快时,分解速率较快的固硫剂固硫效果较好;反之,分解较慢的固硫剂效果更好;随氧体积分数的降低,固硫剂煅烧速率几乎不受影响,但固硫剂的固硫作用逐渐减弱,钙对NOx的催化作用逐渐增强。研究认为Ca(OH)2及钙硫比(钙与硫的摩尔质量之比)等于3为较优化的固硫工艺。

高温下氧气氛对煤焦还原NO影响机理研究

利用高温刚玉管固定床反应器,研究了恒温条件下氧气氛对2种动力煤煤焦与NO异相还原反应的影响规律,以此探讨高温下氧气氛对煤焦还原NO行为的影响机理。实验结果表明,在高温条件下,氧气浓度对C-NO反应的影响也存在临界值,且与低温试验相比,在更低氧浓度时即达到临界值。氧浓度对高挥发分、低灰的煤焦样品的影响作用较为明显;同时,粒径对反应结果也有明显影响,中等粒径的还原效果好于小粒径和大粒径。

无氧气氛中生长K2Al2B2O7晶体及其性质的研究

本文采用助熔剂法在无氧气氛的条件下成功生长出了大块透明的紫外非线性光学晶体K2Al2B2O7。这种方法有效地克服了晶体在紫外区域产生的非本征光吸收,顺磁共振谱测试表明,晶体中Fe杂质已经降低到不影响紫外透过的水平。XRD物相鉴定证明得到了K2Al2B2O7纯相,但晶体生长过程中容易形成光散射颗粒,降低了晶体的激光损伤阈值。对晶体进行化学腐蚀,采用金相显微镜观察发现有光散射颗粒的KABO晶体表面有许多腐蚀坑,而无光散射颗粒的晶体没有腐蚀坑。最后讨论了KABO晶体中光散射颗粒形成的原因以及消除的办法。

氧气氛退火对TiO_2薄膜结构和成分的影响

采用电子束蒸发在硅衬底上制备TiO2薄膜,并在氧气氛下进行退火处理。分别使用X射线衍射仪和椭圆偏振仪分析退火前后以及不同退火温度下薄膜样品的结构、成分和折射率,研究氧气氛下进行退火对薄膜结构、成分和折射率的影响。结果表明:氧气氛下退火能够有效地改善薄膜缺氧的问题,提高TiO2薄膜的质量。

氧气氛下氧化铁基脱硫剂再生床层动态研究

在微分固定床上考察了反应物氧气含量、再生温度对氧化铁基脱硫剂再生床层动态行为的影响。采用气相色谱仪和快速智能定硫仪对反应物气体氧含量和固定床床层不同位置固体颗粒硫含量进行分析检测。利用获取的床层中脱硫剂固相硫分布曲线重点计算出不同操作条件下床层反应区高度及移动速率。实验结果表明,O_2含量增加提高了脱硫剂晶粒之间的有效扩散速率,反应区高度以及移动速率变化明显;而再生温度变化对脱硫剂晶粒间扩散系数影响不大,对反应区移动速率影响不及浓度的影响显著。

含氧气氛下的稻杆低温烘焙研究

以稻杆为原料考察了不同温度和含氧量下生物质的低温烘焙过程,研究了有氧烘焙的机理。对含氧气氛下不同停留温度时的质量残留率和微分热重分析(DTG)曲线进行分析发现,停留温度对质量残留率影响较大,是烘焙过程的主导因素。对6个不同含氧量下的质量残留率和DTG曲线分析可知,氧气加快了反应的进行,且随着含氧量上升发生分解的组分有所增加。建立了6个含氧量下稻杆低温烘焙的动力学模型并计算了动力学参数,发现稻杆表观活化能在1.33 k J/mol到2.01 k J/mol之间,且氧浓度与活化能的线性拟合度较好。

固定床富氧气氛煅烧脱除硅灰中残碳的研究

硅铁冶炼的副产品硅灰主要成分是SiO2,因含有一定量残碳杂质使颜色较深,影响了其使用范围,本研究采用在富氧气氛中煅烧方法脱除硅灰中残碳。实验研究表明当固定床煅烧炉内氧气浓度为32%时,在900℃条件下煅烧3 h硅灰最大白度可达71.9。通过SEM发现煅烧可有效去除硅灰颗粒表面残碳,但在煅烧过程中硅灰颗粒间发生团聚现象,粒径变大。本研究结论可为硅灰煅烧脱碳提纯提供理论依据。

氮/氧气氛和温度对蜈蚣草焚烧底灰中砷的固留影响

采用管式炉研究不同气氛和温度焚烧条件对蜈蚣草减重率和底灰中As等元素固留特征的影响。结果表明,气氛和温度对蜈蚣草焚烧减重率有显著影响,低氧(V(N2)∶V(O2)=4∶1)气氛下,400℃焚烧时蜈蚣草减重率仅为83.2%,500℃焚烧时减重率增至90.3%。中氧(V(N2)∶V(O2)=2∶1)和高氧(V(N2)∶V(O2)=1∶1)气氛下,400℃焚烧时减重率分别为89.2%和90.3%。蜈蚣草底灰中As、Ca、Mg、Fe含量均随着焚烧温度提高而增加。蜈蚣草焚烧优化条件为400℃、中氧气氛,此时底灰中As固留率高达85.9%,As主要以Fe8As10O23结晶相存在。

富氧气氛下受热面改造的经济性分析

富氧气氛下由于烟气量的减少以及锅炉热效率提高所带来的燃料量的减少使得烟气中的粉尘量得到一定的降低,为电站锅炉水平烟道烟气流速的提高带来了可能。增加烟气流速虽然强化了传热,但同时也增大了风机的电耗。采用基于初投资分摊费用和经营成本的动态费用分析法对不同烟气流速下对流受热面的换热进行经济性分析。计算结果表明,最佳工况比空气燃烧方式下的烟道更加紧凑,但是流速超过一定范围之后带来的引风机耗电量的增加超过了流速增加所带来的强化换热的收益,因此是不经济的。采用动态费用法为富氧燃烧方式下对流受热面最佳流速的选择提供依据,对新型富氧燃烧锅炉换热器的设计具有一定的指导意义。

脉冲电晕等离子体作用下甲烷偶联反应──Ⅰ.无氧气氛下

在常温常压下，对脉冲电晕等离子体应用于甲烷无氧气氛下脱氢偶联反应进行了研究．考察了脉冲电压极性和等离子体注入能量对甲烷脱氢偶联反应的影响，并引入能量效率对等离子体能量与甲烷脱氢偶联反应的耦合进行了讨论．结果表明，正电晕的能量效率高于负电晕．在正电晕条件下，当脉冲重复频率为 ６６ Ｈｚ和能量密度为 １７８８ｋＪ／ｍｏｌ时，甲烷转化率可达４４．６％， Ｃ_２烃单程收率可达３１．６％，其中乙炔单程收率达３０．１％．甲烷转化率与能量密度Ｐ／Ｆ的关系满足－ｌｎ（１—Ｘ）＝ｋ（Ｐ／Ｆ）．在实验考察的能量范围内，Ｃ_2烃收率与能量密度Ｐ／Ｆ呈顺变关系，但能量效率随能量密度的增加而降低．