团聚液雾化气泡粒径分布特性的可视化研究

泡沫团聚法是有效脱除细颗粒物PM2.5的方法。本文对团聚液的雾化粒径进行了研究,筛选出适于团聚PM2.5的气泡粒径的溶液及喷雾条件。文中首先对气泡粒径与团聚颗粒物的能力进行估算,进而通过CCD拍摄精细雾化喷嘴喷出的团聚液泡沫的流动过程,利用MATLAB处理图片,得出雾化气泡粒径和密度大小。实验结果表明,发泡剂会使团聚液的雾化液滴形成气泡,增大雾化颗粒直径;PAM团聚液形成的气泡粒径偏小,且雾化颗粒密度大,粒径主要分布在小于200μm范围;XTG团聚液气泡粒径偏大,CMC团聚液气泡粒径介于两者之间;0.2%CMC团聚液气泡粒径均匀,颗粒数量大;在距喷口轴向20cm处,气泡破碎和聚合趋于稳定;喷口直径0.5mm时,气泡雾化粒径大多分布在100-300μm粒径范围内,符合团聚脱除PM2.5的气泡条件;随着温度的升高,直径在0-300μm内的气泡颗粒数量增大明显。

CaSO_4为载氧体的煤/秸秆化学链燃烧实验研究

针对硫酸钙与煤/秸秆的反应特性及载氧体再生反应的特性,本文基于TGA-FTIR联用技术,对煤、秸秆按不同比例掺混的3种试样与硫酸钙充分混合后在相同升温速率下进行多个循环的燃烧和载氧体还原实验研究。实验结果表明,煤中掺入秸秆改善了煤的化学链燃烧特性,载氧体的再生反应速率也明显增加;固体燃料带入的灰分对化学链影响不大,化学链燃烧释放的气体主要为二氧化碳,但完全反应所需周期长。该项研究对煤掺入秸秆进行化学链燃烧应用具有重要意义。

煤化学链燃烧装置中串联分离器的数值模拟与性能优化

由于煤化学链燃烧技术中煤灰对载氧体活性具有较强抑制作用,本文提出了通过双级串联旋风分离器分别对载氧体及煤灰进行分离的新方法,并应用雷诺应力RSM(SSG)湍流模型以及DPM颗粒随机轨道模型,考虑气固两相的相间耦合,对煤化学链燃烧装置中的双级旋风分离器进行了数值模拟,根据模拟结果对一级、二级分离器进口尺寸及结构形式进行了优化,并通过实验对分离性能进行了验证。优化后模型的模拟及实验结果均表明:相比原模型,优化模型中90%以上的CaSO_4载氧体从一级分离器排尘口返回炉膛,降低了载氧体流失率;约50%的煤灰颗粒从二级分离器排尘口分离,仅13%左右的煤灰随气流从其排气口排出,有效降低炉膛返灰率,保持载氧体活性,并实现排气的相对清洁。最后指出本文研究结果对煤化学链燃烧装置的高效运行具有重要的参考价值。