氨/氢燃料射流点火船用发动机燃烧特性

为突破氨在发动机中的燃烧局限性,促进氨燃料高效快速燃烧,提出了一种利用氢气射流火焰点燃氨燃料的方案。通过向主动式预燃室供给氢气,进气道内预混氨/氢燃料,实现氨在大缸径船用发动机上的稳定高效燃烧。基于数值模拟计算方法,在改进了Otomo氨/氢机理基础上,探究了进气温度、掺混氢气的质量分数和主燃室当量比对氨/氢燃料着火与燃烧特性的影响。研究结果表明,射流火焰可以在主燃烧室形成燃烧所需的热力学环境和高活性热射流。在当量比为0.4、不掺混氢气的条件下,450 K进气温度可以实现氨燃料发动机的稀薄燃烧,在掺混氢气的质量分数较低时,射流点火对火焰发展促进作用更显著;掺混氢气的质量分数提高至10.0%可以使燃烧相位提前18°,但爆震风险增加;在进气温度为320 K和掺混氢气的质量分数为2.5%条件下,主燃室在当量比最小为0.45时可正常着火,但随着更接近理论空燃比的燃烧,指示热效率略有提升,主动预燃室氢射流点火的燃烧模式在实现氨发动机高效快速燃烧方面具有良好的潜力。

氨气射流卷吸特性的数值仿真

基于Ansys Fluent软件进行三维数值仿真,研究了氨气射流贯穿距特性及卷吸特性,分析了射流形成的亚膨胀区结构及涡流特点,并利用控制截面法对氨气射流的卷吸质量特性进行了研究.结果表明:氨气射流贯穿距的发展分为三阶段,这种三段式特点由氨气射流形成的一次涡及剪切层的特性所引起;第一阶段(0<t<0.14 ms)为线性阶段,在亚膨胀区及其边界氨气射流对空气无卷吸;第二阶段(0.14 ms≤t≤0.40 ms)为过渡阶段,在该阶段内一次涡及剪切层快速发展,卷吸质量增加了50%以上(喷压比R为8.0);第三阶段(t>0.40 ms)为准稳态阶段,卷吸质量较最大值减少30%(喷压比为8.0).平均卷吸空气总质量随喷压比增加而增大,第一、二阶段一次涡存在时平均瞬时卷吸空气质量较大,剪切层充分发展时平均瞬时卷吸空气质量达到最大值,卷吸质量最多增长58%(喷压比为8.0).

分级空气高速射流对煤掺氨燃烧中氨预分解与NO_(x)生成影响

氨作为零碳清洁燃料,对碳减排有重要作用,但其燃烧过程中NO_(x)生成倾向大。针对煤掺氨燃烧NO_(x)生成控制问题,以某50 kW一维试验炉系统所用旋流燃烧器为原型,提出一种内置高速空气射流阵列结构的新型煤掺氨旋流燃烧器结构,以实现炉内氨预分解后燃烧和分级燃烧。进一步用CFD燃烧数值模拟探究空气分级比、过量空气系数及氨燃料喷口尺寸对氨煤掺烧火焰结构及NO_(x)排放影响,优化新型燃烧器结构及运行参数。结果表明,相比于原型燃烧器,采用空间分散高速三次风射流会导致燃烧区域滞后,加深空气分级,减小主燃烧区域局部过量空气系数,抑制氨过度氧化形成NO_(x),也降低火焰温度峰值,利于抑制热力型NO_(x)产生。同时通过调控总过量空气系数使氨热解发生区域沿炉膛轴向逐渐延伸,火焰前部高温欠氧区增大,促进氨受热预分解为N_(2)和H 2,进一步减少氨中燃料氮直接转化形成NO_(x)。空气分级比20∶22∶58时,NO_(x)生成体积分数由原燃烧器的3309×10^(-6)降至新型燃烧器的1069×10^(-6),降幅达67.69%。增大过量空气系数,或过量空气系数不变、控制一次风率不变而增大三次风率将促进上述效应,进一步减少NO生成。氨管内径变化范围仅考虑5~9 mm,氨喷射速度和分散高速三次风带来的协同效应有待进一步研究。

电力设计企业开发氢氨醇油一体化项目的对策探讨

近年来,绿色氢氨醇油一体化项目得到越来越多关注,产能不断提升,各大央企均积极布局,作为战略性新兴产业加快推进。本文从氢氨醇油一体化项目的特点出发,分析电力企业开发此类项目的优势和主要风险,提出针对性的开发对策。

氨/氢/柴油三燃料燃烧机理构建及研究

使用Chemkin软件中的Reaction Workbench模块,构建了由70种物种和392步基元反应组成的氨/氢/柴油(ammonia/hydrogen/diesel, AHD)三燃料燃烧机理。利用Chemkin软件对AHD机理进行化学动力学验证,同时通过将AHD机理与计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模型耦合的方法,对发动机不同燃料燃烧模式下的燃烧过程和排放进行对比验证。结果表明,AHD机理对氨、氢、柴油的点火延迟时间、层流火焰传播速度、射流搅拌反应器(jet stirred reactor, JSR)氧化关键组分浓度变化的预测值与试验结果吻合较好,平均误差均在一个数量级内;通过CFD模型与AHD机理耦合,在纯柴油、氨/柴油、氨/氢/柴油三种燃烧模式下,发动机缸内压力和放热率的模拟值与试验结果的变化趋势一致,最大误差均在10%以内。在标定工况(1 800 r/min)下,随着氢能比增大,点火延迟期缩短,燃烧速率加快,CO和碳氢化合物排放逐渐下降,NOx排放呈上升趋势。

喷孔直径对水力喷射空气旋流器传质性能的影响

水力喷射空气旋流器(WSA)是一种高效的超重力气液传质设备,为了进一步提高其传质效率,通过理论分析和吹脱氨实验研究,对其喷孔直径进行了优化研究。采用因次分析法对实验数据进行了归纳,得到了脱氨传质系数KLa的经验公式为:KLa=2.77×10-9uLI0-1Reg0.37ReL1.18Wel-1.05,运用该式可较好地预测喷孔直径对WSA脱氨传质性能的影响。研究发现,当废水射流流速恒定时,KLa随喷孔直径增大而增大,但当超过某一直径时,其增幅减小。综合考虑过程的能耗与传质效果之间的关系,喷孔直径的最佳取值应按dh=l06.39设计计算,l0为WSA的环隙宽度。

基于PHAST软件的化工厂液氨储罐泄漏模拟

以某化工厂液氨储罐为研究对象,基于PHAST软件模拟了液氨泄漏的扩散、燃烧及爆炸过程,研究了液氨泄漏后园区气体扩散情况、喷射火热辐射影响范围、蒸气云爆炸冲击波影响距离。研究结果表明:液氨泄漏后,人员应该向下风向的两侧方向逃离,以避免最大程度地接触泄漏的有毒气体。人员应该逃离至1700 m外,才能保证自身的安全。在下风向0~15 m内,随着距离的增加,辐射强度增长速率较快;当距离超过107 m时,为安全距离。因液氨泄漏导致的蒸气云爆炸,当距离超过85 m时为安全距离。

催化氧化-喷氨法从低SO_2烟气中回收铵盐

利用TG-01型催化剂进行了催化氧化-喷氨法从低SO2烟气中回收铵盐的研究。研究了各影响因素对SO2氧化效率和喷氨成盐过程的影响。结果表明,空速对SO2氧化效率影响较大,而氨硫比对成盐过程有较大影响。在空速1 500 h-1、氨硫物质的量=1.85条件下,SO2平均氧化效率达98.02%,产物为硫酸铵和硫酸氢铵的混合物。SO2、硫酸雾及氨气均达标排放标准。

三效错流降膜真空蒸发低浓度氯化铵废水工艺

离子交换法生产碳酸钾流程中排出的废液严重污染环境。分析了含氯化铵工业废水蒸发回收过程中的技术难点,确定了回收的工艺流程,采用三效错流降膜真空蒸发工艺,有效地解决了能耗过高、设备腐蚀严重、氯化铵升华等技术难题。该工艺具有流程简单、设备和运行费用低的特点,经实际应用,取得了很好的经济效益和社会效益。

立式壳管式氨冷凝器的高压水射流清洗

介绍在不停机状态下,采用高压水射流清洗技术清洗立式壳管式氨冷凝器。

氨分解装置火灾危险分析与安全评价研究

以某金属加工企业氨分解装置为例,分析氨分解装置带压管道内混合气的危险性及事故模式,采用FLUENT软件仿真模拟了管道喷射火事故发生的情况。结果表明:火焰最高温度达590℃,最高辐射热值12kW/m2,如果喷射火焰持续燃烧,对周围设备和人员有一定危害,还有可能导致其他更严重的事故发生。

菱形小提花织物的设计与生产

总结一款菱形小提花织物的设计与生产要点。以JC 11.8tex集聚纱为织物的经纬纱,介绍了其质量指标;设计了织物组织、经纬密等指标;总结了整经、浆纱和织造中的生产要点;对下机后的坯布进行了一些后整理,以提高织物的舒适性、抗皱效果和附加值;对成品织物性能进行了测试,结果表明:织物成品各项性能均达到了较好的水平。认为:生产的菱形小提花织物可以做为夏季高档衬衫面料。

氨燃料在内燃机的应用技术综述

氨作为一种储氢物质,具有单位热值高、便于贮运、廉价易得,完全燃烧不产生有害物质及温室气体等优点,是发动机的理想清洁燃料之一。文章综述了氨射流研究与氨燃料燃烧领域的进展以及氨燃料在发动机中的应用,进一步讨论了氨燃料发动机在今后发展中所面临的挑战,指明了氨燃料发动机未来的趋势由进气道喷射(PFI)转变为缸内直喷(DI)并侧重于压缩点火式(CI)发动机。氨燃料发动机在船运和商用汽车发动机的应用方面都有很广阔的前景。

喷气燃料热氧化安定性不合格原因分析及对策

中国石油化工股份有限公司武汉分公司0.4 Mt/a喷气燃料加氢装置产品由于热氧化安定性不合格,导致喷气燃料产品不能顺利出厂。对生产中造成热氧化安定性不合格的因素进行排查并分析原因,确定喷气燃料产品热氧化安定性不合格的原因系分馏系统存在铵盐结晶,腐蚀喷气燃料分馏系统所致。通过对喷气燃料分馏系统水洗,除去其中的铵盐结晶,从而避免了铵盐腐蚀导致铁离子进入产品对喷气燃料质量的影响,同时将喷气燃料产品精脱硫剂(T317)更换为能够吸附碱氮和金属的吸附剂(RAS-02)。采取以上措施后,喷气燃料热氧化安定性不合格的问题得到了解决。

预燃室氢射流火焰引燃氨预混气火焰发展及着火特性数值研究

基于计算流体平台CONVERGE,对化学当量比下H_(2)射流火焰引燃NH_(3)、空气预混气过程中射流火焰的发展历程、射流特性及主/预燃室物质场分布进行了数值仿真。结果表明:射流火焰发展历程可分为射流阶段、过渡阶段和热射流阶段三个阶段;射流火焰的前锋面移动距离的增长率受NH_(3)火焰传播速度的制约而逐渐下降;随着射流引燃的进行,射流火焰温度场和物质浓度场呈现明显分层现象,NH_(2)高浓度区经分离后分布在射流头部的NH_(3)燃烧区及射流尾部的H_(2)射流火焰区。

纯棉免烫数码喷墨印花面料的生产

通过研究液氨整理对于免烫喷墨印花面料品质的影响,确定了该类面料免烫的工艺流程;同时为满足高精度及深色印花花型的印制需求,筛选了纯棉喷墨印花面料预处理使用的浆料,和提升喷墨印花牢度的固色剂。采用专利的免烫工艺,可使纯棉免烫数码喷墨印花面料的免烫性达到3.5级以上。

纯棉数码喷墨印花面料液氨免烫整理实践

试验了活性喷墨印花墨水液氨变色情况,探讨了纯棉活性喷墨印花面料液氨免烫整理的加工流程,考察丝光、液氨、印花3道工序不同排列顺序时对印花效果、印花手感、免烫整理效果的影响,对比了不同加工流程的优势与劣势,确定了纯棉数码喷墨印花面料液氨免烫整理时的最佳工艺流程。

养水机对刺参池塘理化参数和细菌丰度的影响

养水机是一套能打破温、盐跃层的水质改良设备。为评价养水机对池塘水质的改良效果,该研究于大连庄河刺参(Apostichopus japonicus)养殖场,以自然纳潮和微孔曝气池塘为对照,对养水机池塘8项理化参数[温度、盐度、pH、溶解氧(DO)、总氨氮(TAN)、亚硝态氮(NO_(2)^(−)-N)、活性磷酸盐(PO_(4)^(3+)-P)和沉积物有机质(TOM)]以及环境中活的异养菌、可培养弧菌的周年动态进行了监测,旨在对养水机净化水质效能进行评价。结果表明,与对照组相比,养水机池塘水中TAN、NO_(2)^(−)-N质量浓度在3—11月均最低(NO_(2)^(−)-N质量浓度6月除外),PO_(4)^(3+)-P质量浓度在3—8月最高,沉积物中TOM各月质量分数均最低(P<0.05),在温、盐跃层期,养水机能显著提高水体溶解氧质量浓度(P<0.05);与微孔曝气池塘相比,在8~9个月期间养水机均能促进池塘中活的异养菌生长,抑制弧菌生长。养水机在春、夏、秋季具有改善刺参养殖池塘水质和显著降低水中弧菌的良好效果,以及显著降低全年沉积物TOM的能力,在刺参养殖场具有较好的应用前景。

纯棉免烫数码喷墨印花面料生产的关键技术及产业化

研究液氨整理对免烫喷墨印花面料品质的影响,确定了该类面料免烫的工艺流程;同时,为满足高精度及深色印花花型的印制需求,对纯棉喷墨印花面料预处理使用的浆料进行了筛选,对于影响印花精度的其他因素也进行了研究;研究筛选提升喷墨印花牢度的固色剂;在原有免烫技术的基础上进行了改进,使用AATCC 124免烫性评价方法,免烫性可以达到3.5级以上。

喷射环流反应器处理垃圾渗滤液的硝化特性研究

采用喷射环流反应器处理实际垃圾渗滤液,重点研究了系统的氨氮硝化性能,分别考察了游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)对氨氧化菌(AOB)和亚硝态氮氧化菌(NOB)活性的影响。结果表明,AOB菌群活性在FA质量浓度<6.5 mg/L、FNA质量浓度<0.1 mg/L时不受影响;在FNA质量浓度>0.1 mg/L时受到一定抑制但仍有较大活性。NOB菌群活性在FA质量浓度<3 mg/L且FNA质量浓度<0.01 mg/L时基本不受影响;在FA质量浓度>3 mg/L或FNA质量浓度>0.01 mg/L时受到明显抑制,且抑制作用随FA、FNA浓度升高呈增大趋势。碱度(碱度/氨氮需>7 g/g)对AOB有较大影响,而对NOB基本无影响。喷射环流反应器的氧转移效率可达45%,硝化速率可达0.06 g/(g·d),相较于传统MBR硝化单元具有氧转移效率和硝化效率高、水力停留时间短、占地面积小、能耗低的优点。