煤中钠存在形式的研究

煤中钠的存在形式由于与煤的灰污性质密切相关,很早即为人们所关注[1,2]。对煤中钠存在形式的研究始于50年代[1,2],已认识到煤中的钠既以无机形式存在,也以有机形式存在。对钠的分析普遍采用萃取方法,但不同学者所采用的萃取液并不相同,其中大多以稀盐酸为萃取液[3,4]。稀...

煤中钠在燃烧初期行为的研究

煤中钠是影响增压流化床 (PFBC)和整体煤气化 (IGCC)发展的一个重要因素。本文对煤中钠分别在 80 0℃和 90 0℃以及富氧和贫氧两种气氛下燃烧初期的释放规律进行了研究。结果表明 ,煤中钠在燃烧初期变化不大 ,钠的释放将主要发生在煤燃烧的后期。不同形态钠在燃烧初期的变化规律不同。随燃烧时间的增加水溶钠线性减小 ,盐酸溶钠线性增加。醋酸铵溶钠在燃烧初期总体表现为增加 ,不可溶钠则总体减少。研究显示 ,不同形态钠在燃烧初期存在转化 ,并主要表现为水溶钠向盐酸溶钠的转化。温度和气氛对钠释放的影响主要取决于煤种。

串行流化床生物质气化制取合成气试验研究

串行流化床气化是一种崭新的气化技术,可将气化和燃烧过程分隔开,气化反应器和燃烧反应器之间依靠惰性固体载热体进行热量传递。以水蒸气为气化介质,在小型串行流化床试验装置上进行生物质气化制取合成气的试验研究,探讨气化反应器温度T、水蒸气与生物质比率S/B对气化结果的影响。试验结果表明,燃烧反应器内燃烧烟气不会串混至气化反应器,该气化技术能够稳定连续地从气化反应器获得不含N2的高品质合成气。随着气化反应器温度的提高,合成气中?(H2)/?(CO)减小,合成气产率增加,热值降低,总碳转换率先升高而后保持不变。随着S/B的增大,合成气产率和总碳转换率均先升高而后降低,S/B的最佳值为1.4。在试验阶段获得的最高合成气产率为1.87m3/kg,合成气热值为13.20MJ/m3,总碳转化率为91%。

煤化学链燃烧Fe_2O_3载氧体的反应性研究

利用流化床反应器并以水蒸气作为气化-流化介质,研究了温度、反应时间、循环数对Fe2O3载氧体反应性的影响。实验表明,载氧体与煤气化产物的反应性随温度升高而增强,且温度越高,反应受化学反应控制时间越短。当温度高于900℃时,煤中碳转化为CO2的比率大于90%,载氧体体现了很好的反应性,但反应温度低于850℃时,比率小于75%。反应温度900℃时,CO2干基浓度随循环数而逐渐降低,CO、CH4浓度增加,且CH4浓度值大于CO。利用XRD、SEM分析了固体反应产物成分与微观形态结构。分析表明,Fe2O3的还原产物为Fe3O4,载氧体颗粒随循环数增加而逐渐烧结。

二次风反切对大容量切向燃烧锅炉烟气偏差影响的数值研究

在发展一个三维计算程序的基础上研究了二次风反切对大容量切向燃烧锅炉烟气偏差的影响。数值模型应用在一个不同二次风反切工况下的 6 0 0MW切向燃烧炉。模型采用空度方法以较好地模拟复杂的屏式过热器结构 ,采用修正的非均分QUICK格式以有效减小伪扩散的影响 ,采用标准k ε模型来处理湍流。计算结果与试验数据吻合较好。模拟结果表明 ,烟气偏差成因于炉膛出口的残余旋转 ;二次风反切在一定程度上能有效地削弱炉膛出口的残余旋转 ,从而降低水平烟道的烟温偏差 ;但是过量反切可能会破坏炉内流场 ,并可能加大烟温偏差。因此必须优化反切角度与反切动量流率。该文认为合理的反切方式应该是无量纲准则数XJ为 1左右时的配风工况。

基于TG-FTIR的生物质催化热解试验研究

运用热重-傅里叶红外光谱联用技术(TG-FTIR),以麦秸为研究对象,探讨催化与非催化条件下生物质的热解挥发分析出特性,分析研究热解温度、催化剂种类对生物质热解主要析出产物的影响。通过热重TG和DTG曲线,获得了相关热解特性参数及动力学参数。结果表明,添加NiO和CaO存在两个失重峰,并促进麦秸热解反应进行,降低表观活化能,其中NiO对提高热解析出产率作用更显著。通过红外光谱对热解产物实时测量的分析表明,CO与CO2的析出与失重峰基本一致,而CH4的析出滞后于前两者。添加NiO和CaO有利于减少热解产物中的CO2的浓度,促进挥发分产物CO、CH4的生成。其中CaO更有利于生物质在温度800℃以下的热解性能改善,而NiO在800℃以上具有更好的催化作用。

循环流化床锅炉汞排放和吸附实验研究

选取一台有代表性的440t/h循环流化床锅炉,运用美国环保署推荐的安大略法,现场测定了入炉煤、底渣、飞灰和烟气中的各种汞形态浓度,获得了循环流化床锅炉汞排放特性。结果表明,循环流化床锅炉烟气中主要是颗粒汞,静电除尘装置的脱汞效率达98%,烟气汞排放浓度为0.062μg/m3,底渣中汞小于总汞的1%。飞灰对汞强烈的吸附作用主要归因于其较高的含碳量,其次与飞灰中碳的结构形式和烟气温度有关。大幅度提高飞灰含碳量并不能提高其汞吸附量。

生物质催化气化制取富氢气体实验研究

以麦秸为对象,采用管式气化炉进行生物质蒸汽气化制取富氢气体实验研究。在非催化气化实验基础上,选取NiO、纯Fe粉以及橄榄石(FeMg)_2SiO_4这3类催化荆来提高氢含量。实验结果表明,气化反应温度在700～950℃范围内,氢体积浓度达到45%以上,添加Fe时达到了60%以上。非催化时,氢产率达到60g/(kg麦秸);添加催化剂时,Fe粉催化效果最好,最大产氢率达到119g/(kg麦秸);NiO次之,相比非催化时可提高40%;而橄榄石催化作用明显低于前两者。另外随着气化温度提高,3种催化剂的催化作用均增强。

秸秆类生物质加压气化特性研究

采用热重分析与气相色谱分析(TG-GC)相结合的方法,开展了水蒸气气氛下生物质(麦秸)加压气化特性研究,探讨压力对反应动力学特性与气化产物的影响。实验结果表明生物质常压气化与加压气化特性有显著差异;加压条件下,麦秸的气化反应过程受化学反应动力学和扩散作用控制。麦秸水蒸气气氛下的热解阶段可视为一级反应,半焦气化阶段视为缩核反应;加压下热解、气化的表观活化能和频率因子均随反应压力的提高而增加。水蒸气对生物质热解气化具有活化作用,相比N2气下麦秸的表观活化能降低。此外,生物质水蒸气气化产物中H2浓度最大,达到50%以上,表明水蒸气是生物质气化制氢适宜的气化介质;随着气化压力的提高,CO2和CH4浓度增加,而CO浓度降低。

电子辐照降解硝基苯胺等有机污染物的研究

研究了高能电子束辐照降解 2 ,4 二硝基苯胺、邻硝基苯胺、间氨基酚、2 硝基间苯二酚水溶液的过程及其对大型蚤急性毒性的变化。实验表明高能电子束能够有效降解该 4种化合物 ,降解过程符合一级动力学方程 ,8kGy的辐照剂量下 ,降解率分别为 98%、88.7%、57%、98% ,毒性去除率分别为 59.9%、87%、51 %、87.4 %。

高压煤粉密相气力输送垂直管阻力特性研究

该文通过试验和理论计算两种方法研究了高压下煤粉密相气力输送垂直管段的压力损失情况。理论计算是存Barth气力输送理论基础上,引用周建刚的垂直管附加压损系数的经验关系式进行计算的。经试验研究发现,尽管输送气体表观速度呈下降趋势,而垂直管段的单位压损随固气比增加而增大。引起垂直管段压损变化的主要因素是输送煤粉浓度。通过试验值与计算值之比较,发现理论计算 值与试验值吻合得非常好,说明基于Barth附加压降法对高压煤粉密相气力输送垂直管阻力特性的计算具有较好的适应性。

催化剂在轮胎裂解中作用的研究

报道了催化剂在废轮胎裂解中作用．试验在热重天平上进行，气氛为氮气．在国内首次使用热重分析法（ＴＧ） 对５ 种过渡族金属的氯化物和氧化物作为催化剂在废轮胎裂解中的作用作了较详细的研究．发现它们可不同程度地降低裂解温度．

基于CaSO_4载氧体的煤化学链燃烧还原反应实验研究

基于CaSO4载氧体的煤化学链燃烧技术,采用小型流化床模拟燃料反应器,对煤气化–CaSO4还原反应展开实验研究。水蒸气作为气化及流化介质,煤气化气体产物(CO、CH4、H2)与CaSO4发生还原反应。结果表明,煤气化是煤气化–CaSO4还原反应过程的控制步骤;CH4、H2累积量随温度升高呈减少趋势,高于950℃时反应产物中无CH4、H2,温度低于950℃时CO累积量随温度增高亦呈减少趋势,但高于950℃时CO累积量随温度升高反而略有增加;煤气化反应的碳气化效率以及煤气化–CaSO4还原反应的C–CO2转化率均随温度而增大,最大值分别达95.9%、91.5%。CaSO4在CH4、H2气氛的反应活性随温度升高而显著提高,而在CO气氛下其反应活性较弱;煤气化–CaSO4还原反应后的载氧体颗粒出现轻微磨损,扫描电镜分析表明反应后载氧体颗粒的比表面积增大,950℃时存在轻微烧结现象,但对载氧体反应活性影响不大。

高压密相气力输送弯管压降研究

在输送压力可达4MPa的气力输送实验台上,进行不同平均粒径煤粉的密相输送实验。获得了不同操作参数下的弯管压损实验数据。在Barth附加压力损失理论基础上,考虑发送压力以及煤粉物性参数对弯管压损的影响,运用量纲分析法,得到高压密相输送时附加压损系数的关联式。用关联式预测的压损值与实验值吻合得很好。研究表明,相同质量流量下,平均粒径大的煤粉在弯管中的压损要高于平均粒径小的煤粉;在密相气力输送中,压损随表观气速的降低而增加。

生物质催化热解气化热重分析研究

采用热重分析与气相色谱分析(TG-GC)相结合的方法,开展了以麦秸为主要研究对象的生物质催化热解气化实验研究,探讨了以NiO和CaO为催化剂,水蒸气气氛下的麦秸挥发分析出特性、半焦的气化特性、气化反应动力学特性以及催化剂对麦秸气化产物的影响。实验结果表明麦秸水蒸气气氛下的反应活性明显提高,气化反应过程中热解阶段视为一级反应,半焦气化视为缩核反应。非催化条件下麦秸的半焦气化在800℃以上才进行,添加NiO与CaO均促进了麦秸与水蒸气的气化反应,提高了气化过程的碳转化率和反应速率,但二者对半焦气化的促进机理以及气体产物的催化选择性有明显差异。添加NiO时H_2产率最大,达到34mol/kg麦秸,且使气化反应温度明显降低。添加CaO不仅促进了H_2和CO的生成,而且CH_4产率也明显提高,表明CaO更有利于大分子碳氢化合物的裂解。

串行流化床生物质气化制取富氢气体模拟研究

利用串行流化床技术将生物质热解气化和燃烧过程分开,气化反应器和燃烧反应器之间通过灰渣进行热量传递,实现了自供热下生物质气化制氢。利用Aspen Plus软件模拟制氢过程,通过比较单反应器生物质气化的模拟结果和实验结果,验证了模拟研究的可行性。重点研究串行流化床中非催化气化与CaCO_3作用下的气化过程,探讨了气化温度、蒸汽与生物质的质量配比(S/B)对制氢的影响,为今后开展生物质气化制氢试验提供了理论参考。结果表明:对应不同气化温度,S/B都存在一个最佳值,且随着温度升高其值减小。当气化温度低于750℃时,添加CaCO_3可大幅提高氢产率,气化温度为700℃在S/B约为0.9时氢产率最大,达43.7mol·(kg生物质)^(-1)(干燥无灰基),比同温度下非催化气化提高了20.3%。随着气化温度升高,CaCO_3促进作用减弱。

基于三组分的生物质快速热解实验研究

在管式炉内对纤维素、半纤维素和木质素进行热解实验研究,考察热解温度对于热解产物(焦炭、焦油和不凝性气体)分布的影响。实验结果表明:随温度的升高,三组分热解产生的焦炭产量不断降低,气体产量不断增加,焦油产量先升后降,存在一最佳反应温度。不凝气体组分随温度变化有不同的变化趋势,焦油的组分也不同。选取稻秸和玉米秸秆为原料,按照这两种生物质中三组分含量的不同将纤维素、半纤维素和木质素的产物进行叠加,并与稻秸和玉米秆的热解实验结果作对比,分析三组分含量对于热解产物的影响。结果表明:按照三组分叠加的方法来考察生物质的热解在一定程度上是可行的,产物产量的总体趋势一致,在产量上稍有差异。

固体吸收剂脱除高温烟气中碱金属研究

活性矾土、二氧化硅、硅藻土及煤灰对高温烟气中碱金属的脱除都有一定的效果。通过模拟高温烟气下的热重实验 ,研究了温度对这些吸收剂脱除碱金属的影响 ,并从化学热力学的角度对实验结果进行了分析。结论为 4种吸收剂对碱金属的脱除都有一定的效果 ,但活性矾土和二氧化硅在实验条件下脱除碱金属效果更明显。计算结果表明 。

半焦加压燃烧特性研究

本文在自行研制的加压热重分析仪上对气化半焦的加压燃烧特性进行了较为系统的研究。讨论了五种半焦在不 同压力、不同粒径条件下的TG—DTG曲线,并对它们加以比较。分析了半焦种类、总压和试样粒径对最大失重速率、最 大失重峰温度、燃尽时间、燃尽温度等的影响,并使用平均质量反应性指数对半焦反应性加以评价。

人工神经网络用于燃烧火焰状态识别的研究

In this paper, the practical and theoretical siginificance of combustion flame recognition applying artificial neural network (ANN) was disscussed, and the study to CmHn and pulverized coal flame was carried out experimentally. By means of digital image processing technology, the method of combustion flame recognition based on ANN was proposed, which solved the problem of dynamic flame diagnosis and pre-alarming to blowing out satisfactorily.