T型微细管道内氢气空气预混燃烧实验研究

该文对在内径为2mm的T型石英管内的氢气和空气的预混燃烧实验研究进行了描述,给出了燃烧的火焰温度、流量和燃烧效率的关系。发现T型管道结构有利于燃烧的稳定。在适当的氢气/空气当量比下,混合气流速从0.57m/s到18.4m/s部可以在管道中维持长时间稳定燃烧。由于散热的影响,氢气或空气流量小时容易发生熄火。燃烧中最高温度发生在空气稍微过量的条件下,过量空气系数大约在1.25-1.67左右。在氢气流量为183×10-4Nm3/h时,燃烧效率在当量比为1附近存在峰值,最高燃烧效率接近100%。管道散热比例很高,在氢气流量为183×10-4Nm3/h、完全燃烧时只考虑水平管道部分外壁的散热,就得到散热损失占反应放热的27%。

直流电晕放电单环VOC降解特性的实验研究

利用高压直流电晕分解O2和H2O簇射出强氧化性自由基(O、OH°、HO2等)来降解单环的挥发性有机物。选取了甲苯和苯作为实验研究的对象，分别对电晕放电特性以及放电电压、反应物浓度、湿度和停留时间的变化对降解效率的影响进行了研究。最后对苯和甲苯的降解机理作了较为详尽的分析。研究发现：电极通气中的氧气含湿量对放电的V-I特性有影响，通过调节流量和湿度能够产生比较稳定的流光电晕。放电电压、反应物浓度、湿度和停留时间对甲苯和苯的降解都有重要影响。在一定的工况下，甲苯的降解率可以达到80％，而苯的降解率也在70％以上。实验结果表明，用自由基簇射技术脱除VOC是可行的也是与有效的。

不同煤种高温燃烧时NOx和SO_2生成影响因素的实验

在一维沉降炉上进行了在煤粉高温燃烧时NOx和SO2 生成影响因素的实验研究 ,系统考察了煤粉高温燃烧时NOx和SO2 生成的影响因素。试验表明 ,SO2 和NOx生成与炉内温度 ,煤粉细度 ,给粉量 ,煤种 ,二次风温 ,一、二次风比值及过量空气系数等有密切关系。通过SO2 和NOx生成规律的研究 。

生物质热裂解制取液体燃料的实验研究

在对生物质热裂解技术进行系统研究的基础上 ,率先在国内自行开发研制了以流化床反应器为主体的可连续运行的生物质热裂解制取液体燃料系统 ,成功地制取出了产率高达 6 0 %的生物油。同时简要介绍了适合于生物油分析的GC MS分析方法 。

以多孔陶瓷为载体的V_2O_5-WO_3-SiO_2/TiO_2催化剂上NH_3选择性催化还原NO的实验研究

采用多孔陶瓷载体担载V2O5 WO3 SiO2/TiO2催化剂研究NH3选择性催化还原气体中的氧化氮,在固定床积分反应器中考察了温度、NH3投入量、接触时间对SCR反应的影响,实验结果表明,多孔陶瓷载体可提供较大的比表面积,催化剂活性组分负载均匀;催化剂具有良好的催化活性,催化剂能在适宜反应条件下:反应温度、接触时间、n(NH3/NO)分别是350℃,0.8～1.0s,1.25:1,此时NO转化率可达90%以上。并根据实验结果进行了反应动力学行为的分析,求出了动力学参数。

洁净燃料二甲醚的制取方法

基于二甲醚作为清洁能源代用燃料的目的,对二甲醚的特性进行了介绍,并阐述了二甲醚的合成方法、所涉及的催化剂以及合成反应器,最后提出了生物质高温裂解气作为合成气气源以制取二甲醚的思路。

生物质闪速热裂解制取生物油的试验研究

基于生物质资源的高效清洁能源化利用目的 ,对生物质热裂解制取生物油这一具有重要应用前景的技术开展研究。结合流化床的优势和生物质的特殊性 ,自行研制成功给料速达 5kg/h的流化床热裂解反应器 ,并制取得到产率高达6 0 %的生物油。同时针对木屑和秸秆的系统试验研究得出了反应温度和原料种类等主要参数对生物质闪速热裂解制油的影响规律。

纤维素快速热裂解试验研究及分析

纤维素快速热裂解试验在石英管反应器内进行,试验发现辐射源低于400℃时纤维素由于受热不足导致不完全反应;400～450℃时以炭化为主;450℃后由于受热增强,生成生物油的反应加强,并在600℃左右得到78%的最高产率;气相挥发份的二次反应使生物油产量明显降低而轻质气体产量大大提高.二次反应主要以二次裂化为主,而环化重整生成焦炭的概率很小,这可以从二次焦炭生成相当之少来说明.随着氮气流量的增加,二次裂化反应受到部分抑制,生物油产量增大,不可凝气体产量降低,但其影响程度远不如温度剧烈.纤维素热解生成的气体主要为CO、CO2、CH4、C2H4以及少量的H2,各成分变化趋势与整体气体变化规律一致.通过GC-MS检测,生物油主要成分为一些含甲基、乙基、甲氧基、羟基等官能团的酮、苯酚及醛、醇类化合物.其中左旋葡聚糖质量分数在600℃左右达到生物油的72%,并随温度升高或氮气流量降低而降低,相应乙醛、甲醇等小分子组分含量则有增加趋势.

纤维素热裂解过程动力学的试验分析研究

尽管针对纤维素热裂解动力学方面的研究已开展得比较广泛 ,但其表观动力学的确定仍是一具有争论性的问题 ,从而对纤维素热裂解机理的描述也就各不相同 .本文试图通过纤维素的热裂解动力学研究 ,对此种现象作出合理的解释 ,并给出相应的机理描述 .纤维素热裂解随温度的升高经历了五个不同的阶段 ,其中第三阶段是整个过程的主要部分 ,期间大量挥发分析出并造成明显失重 .试验发现随着升温速率的增加 ,热滞后现象的加重致使纤维素热裂解各个阶段向高温侧移动 ;同时高升温速率对炭的生成具有抑制作用 ,但有利于挥发分的生成 .通过对热裂解主反应区的热重分析 ,采用微商法求得对应的反应动力学参数 ,以 6 0 0 K作为分界点 ,低温段的活化能约在2 6 7k J/ m ol,较高温度段则体现为 174 k J/ mol左右的低活化能 .纤维素热裂解是一传热传质现象 ,与化学动力学机制相互影响、控制的过程 ,试验条件。

生物质热裂解生物油特性的分析研究

基于生物油广泛应用的目的,对生物油的理化特性进行了深入的研究。结合色质联机技术分析了由流化床热裂解水曲柳获得的生物油主要组分的分布。生物油由于高含氧量需要进一步改性才能高端应用。

几种农林废弃物热裂解制取生物油的研究

农林废弃物是我国农村能源的重要组成部分,对其高品位利用有助于解决农村能源短缺和环境污染问题。该文在流化床反应器上开展了农林废弃物热裂解制取生物油的试验研究,着重对升温速率的影响进行了详细研究,快速升温能有效缩短颗粒在低温阶段的停留时间而抑制炭的生成,有助于提高生物油的产率。比较不同农林废弃物热裂解制取生物油的效果表明:低灰分含量的木屑比稻秆更适合于热裂解制取生物油,而稻秆则适合于气化。同时,农林废弃物热裂解制取生物油技术在生物油的品质经过改性得到提升后,结合炭等副产品的利用,能实现农林废弃物的综合能源化利用。

金属盐对生物质热解特性影响试验研究

基于深入了解生物质热解行为的目的,在自行研制的热解机理试验台上系统研究了金属盐对生物质热解的影响规律。试验结果表明,钾离子对生物油中的一些大分子量组分发生重聚反应生成焦炭和小分子气体产物具有强烈的催化作用,从而降低了热解生物油产量而得到更多的焦炭和气体产物。相比钾离子而言,钙离子对焦炭生成的促进作用更为强烈;镁离子对白松热解的影响远没有钾离子和钙离子明显。

木质素快速热裂解试验研究

在红外辐射加热反应器中对生物质的主要组分木质素进行了热裂解试验研究,分析了木质素热裂解产物的产量随温度的变化规律.试验结果表明,在350～800℃,焦炭产量随温度升高而降低,最后趋近质量分数稳定值约为26%;焦油产量随温度升高而增大,在550℃出现质量分数为27%的最大产量,温度进一步升高,部分挥发分的二次裂解使焦油产量降低而轻质气体产量大大增加;气体产物主要有H2、CO、CO2、CH4以及CnHm,其产量随着温度的升高都呈增长趋势.结合木质素热裂解焦油的色谱傅立叶红外光谱(GCFTIR)分析,发现焦油中主要是含有甲氧基、烷基、羟基等官能团的苯酚和酸、酮类化合物,甲酸和乙酸随着温度升高二次裂解加剧导致产量降低.对比纤维素热裂解试验结果可以发现,纤维素对焦油的生成贡献最大,而木质素热裂解主要是生成轻质气体和焦炭.

半纤维素模化物热裂解动力学研究

在热重红外联用系统中对生物质的主要组分半纤维素的模化物进行了热裂解动力学研究．在用红外压片微观结构分析方法验证木聚糖典型结构模型的基础上,得到不同升温速率下的热重曲线表明,随着升温速率的增加,各个阶段的起始和终止温度向高温侧轻微移动,主反应区间加宽以及炭产量逐渐增加;计算得到的木聚糖两阶段活化能分别为118．59 kJ／mol和66．69 kJ／mol．与纤维素热解气的联机红外分析谱图相比可知,木聚糖热解析出气体过程复杂,其中CO在全过程都有析出,而CH4主要来源于一次挥发分的二次分解．

典型火灾可燃物生物质热失重特性比较研究

对十种生物质的热解行为进行了热重分析 (TG)和差分热重分析 (DTG)试验研究。深入研究了气氛、样品种类、含水率对生物质热失重曲线特征的影响 ,建立了“分阶段一级反应动力学模型”。

氯化钾催化纤维素热裂解动力学研究

在差示热重分析仪上对生物质中最常见的金属元素钾的氯盐对纤维素热裂解动力学的催化效果进行了 研究。试验发现氯化钾的存在影响到热失重初始阶段活性纤维素的生成过程,导致了热重曲线向低温侧移动, 并且提高了焦炭的产率。结合Broido-Shafizadeh模型,对纤维素热解过程的催化作用机理进行探讨,发现纯纤维 素主失重阶段呈现出连续反应模式,分别对应于活性纤维素和挥发分的生成过程,并随反应温度的提高两者依 次成为整体失重过程的控制因素。钾盐的参与由于强烈催化了活性纤维素的生成反应,将控制反应转移到消耗 过程的一对竞争反应中,分别对应于焦炭和挥发份的生成。对比纯纤维素的失重动力学参数,氯化钾对活性纤 维素消耗过程中挥发份的生成反应和炭化反应均有强烈的催化效果。

三分仓空气预热器热力计算的研究

给出了回转式三分仓空气预热器传热计算的模型和求解方法,并定义了三分仓空气预热器的传热系数和温压,屏蔽了空气预热器转子热容,给出了不涉及转子本身热参数的计算方法。该方法不仅有足够的传热计算精度,更适于三分仓空气预热器的积灰状态在线实时监测。同时分析了转子单位时间热容Xr对三分仓空气预热器传热的影响。

生物质三组分热裂解行为的对比研究

在热天平上对比研究了生物质中的纤维素、半纤维素和木质索三种主要组分的热失重规律。结果表明，作为半纤维索模型化合物的木聚糖热稳定性差，在217℃-390℃发生明显分解；纤维素热裂解起始温度最高，且主要失重发生在较窄温度区域，固体残留物仅为6．5％；木质索表现出较宽的失重温度区域，最终固体残留物高达42％。在红外辐射机理试验台上对比研究了三组分热裂解产物随温度的变化规律。三组分热裂解生物油产量随温度变化先升后降。纤维素生物油产量在峰值上最高，但纤维素生物油热稳定性差，高温时挥发分的二次分解最明显；木聚糖和木质素生物油产量较低，表现出较好的热稳定性。三组分热裂解焦炭产量随温度升高而降低，最终纤维素热裂解焦炭产量为1．5％，而木聚糖和木质素分别为22％和26％。三组分热裂解气体产物随温度升高而增长，但在气体组成分布上因三组分的结构上的差异而不同。

氯化钙催化纤维素热裂解动力学研究

用差示热重分析仪对氯化钙纤维素热裂解动力学催化影响进行了研究。结果表明,氯化钙对焦炭的形成具有强烈的促进效果,使热裂解最终残留物产率从5%提升到10%以上,氯化钙的存在影响到热失重初始阶段活性纤维素的生成,使热重曲线向低温侧移动,并在低温段产生了小的失重速率峰。通过热重分析发现,氯化钙催化条件下纤维素热裂解动力学参数被分为了三段,分别对应于活性纤维素的生成、炭化和活性纤维素转化为挥发分产物三个区间,并依次成为整体失重过程的控制步骤。结合B ro ido-Shafizadeh机理分析以及与纯纤维素热裂解动力学参数的对比,氯化钙对这三个主要反应步骤都产生了促进效果,其中以催化焦炭的生成最为明显,在促进焦炭化的过程中,降低了气体产物的生成比率。

锅炉变负荷引起的水冷壁渣层热应力

从理论上研究锅炉降负荷运行时水冷壁上灰渣自发掉落这一现象 ,分析水冷壁渣层中热应力的产生机理 ,提出热应力是由渣层成长热应力和温度梯度热应力两部分组成 .建立了水冷壁渣层热应力的计算模型 ,计算分析了锅炉大范围变负荷运行产生的渣层热应力变化大小和分布 。