不同空气和燃料旋流强度下合成气稀释扩散火焰特性研究

针对合成气旋流扩散燃烧开展研究,测量燃烧中间产物OH自由基浓度及火焰温度分布,研究不同燃料和空气旋流强度对合成气旋流火焰的影响。实验结果表明,燃料旋流和空气旋流对合成气旋流扩散燃烧均有重要影响,燃料旋流对火焰结构的影响则更大。随着燃料和空气旋流数的减小,火焰面变薄,不连续的火焰面增多,被卷吸到回流区的OH自由基和高温反应物减少,容易导致燃烧不稳定。在扩张段出口区,温度和OH自由基的浓度分布有较好的对应关系,高OH浓度区域对应温度较高的区域。

同向和反向合成气旋流扩散燃烧研究

针对同向和反向合成气旋流扩散火焰燃烧开展研究,测量了燃烧中间产物OH自由基浓度、火焰温度及污染物的排放。实验结果表明,燃烧的稳定性受旋流产生的回流区和扩散混合两方面的因素控制,加强回流有利于燃烧稳定,加强混合也有利于燃烧稳定。燃料和空气同向旋流和反向旋流相比,总回流量较大,能够向回流区卷吸更多的活性自由基OH和热量,从而有利于燃烧稳定。当燃料和空气的旋流数比较小时,混合对燃烧的稳定性也会产生重要影响,空气和燃料的反向旋流由于混合较为强烈从而稳定性比空气和燃料同向旋流时要好。尽管NOx排放受混合的影响,但针对文中的实验,主要是热力型机理对NOx的排放起作用。在CO排放中,较低功率下由于温度较低导致CO排放指数较高,实验中当功率大于34kW时,温度较高,CO排放接近于零。

第二类开式吸收式热泵系统设计和性能分析

以烟气中余热和水的回收为目标,构建第二类开式吸收式热泵。采用流程模拟的方法对系统的性能和可用能利用情况进行分析。结果显示典型工况下系统性能系数为0.64,不低于同类闭式循环吸收式热泵系统。参数分析表明烟气温度湿度、冷却水温度流量及工质流量的增大均会使系统性能系数(COP)上升。系统的总火用效率为27.11%,火用损主要集中在吸收器、再生器和冷凝器;冷凝器可用能输出为零,仅用于回收冷凝水;系统火用效率的提高需通过减小吸收器及再生器的火用损来实现。

CO_2吸收增强气化制备氨合成原料气的可行性

以煤和低浓度煤层气共气化制备氨合成原料气,煤层气提供合成所需的氮组分,从而取消常规制气的补氮过程或替代空气气化;采用CO2吸收增强制气,在造气工段制得φ(H2)/φ(N2)=3,φ(CO2+CO)≤0.30%,φ(H2)≥70%的粗煤气,可直接进入醇烷化或醇烃化精制岗位.为论证系统的可行性和适宜操作条件,采用热力学平衡模型分析煤气组分随制气反应条件变化的规律,提出可一步制得φ(H2)/φ(N2)=3,φ(CO2+CO)≤0.30%,φ(H2)≥70%的制气反应条件和煤层气流量;根据煤层气温度、压力与爆炸极限的关系,确定催化转化/脱氧反应器的操作参数.结果表明,以合成原料气组分衡量,基于CO2吸收增强气化的煤和低浓度煤层气制气方法可行,且有利于简化调比和气体净化过程.

基于CO_2吸收增强气化的氨电联产操作条件分析

本文以煤和低浓度煤层气为原料,采用CO_2吸收增强气化,在造气工段制得φ(H_2)/φ(N_2)=3、φ(CO_2+CO)≤0.30%的粗煤气,直接进入气体精制岗位,并取消常规制气的补氮过程或替代空气气化;采用单元建模和流程模拟的方法对系统可行性和适宜操作条件进行分析;预报煤和煤层气共气化的产物分布,提出满足精制岗位进口气体品质要求的制气温度、压力、水煤比、钙煤比和煤气流量等参数;分析循环倍率对合成氨产量、系统净输出功等参数的影响,得到实现系统能量自平衡、且合成氨能耗最低的循环倍率。理论分析表明,该流程可用于合成气制备及氨电联产。