纳米助燃固硫添加剂的催化作用机理

溶胶.凝胶法制备的纳米TiO2作为CaO固硫添加剂,用热分析法对纳米TiO2催化煤燃烧以及催化CaO固硫的过程进行了实验研究.对燃烧后煤灰的孔径分布进行了分析.采用未反应收缩核模型对固硫反应的动力学过程进行表征.研究结果表明,纳米TiO2与CaO共同作用条件下对煤燃烧有明显的促进作用,即燃烧反应活化能E下降,同时纳米TiO2还能增大燃烧后煤灰的孔径,提高固硫率.氧气的存在抑制氧化钙的固硫转化率,纳米TiO2可以消弱氧气的抑制作用.对固硫反应的影响表现为在反应后期(即产物层扩散控制阶段),与固硫转化率和孔径分布的实验结果非常吻合;讨论了纳米TiO2催化燃烧催化固硫的机理,纳米TiO2导致碳晶格的扭曲,增加表面活性部位,加快氧气的吸附速度,使添加剂周围燃烧速度加快,煤灰孔隙增大从而强化燃烧,促进SO2转化成SO3的本征反应,促进二氧化硫向氧化钙内部的扩散从而提高CaO的固硫效果.     

基于遥感尾气监测的柴油车气态污染物排放因子计算方法研究

采用遥感尾气测试系统实测了柴油车在实际道路工况下的CO、HC和NO排放特征,修正了排放因子的计算方法,并与车载排放测试系统（PEMS）实测结果进行了验证,获得了实测车辆的CO、HC和NO排放因子.测试结果显示,在各种遥感监测的工况下柴油车尾气中均含有较高浓度的氧气,未考虑氧气影响的燃烧方程反演获得的各污染物体积浓度计算值与PEMS实测值的偏差较大,且氧气浓度越大,偏差越大.经过氧气修正的燃烧方程反演计算的尾气浓度与PEMS实测值吻合度大幅提升,适用于实际工况下遥感检测车辆尾气的反演计算.修正算法得到CO、HC和NO的排放因子离散性较小,精确度较高,可以为量化柴油车尾气排放贡献提供科学依据.     

提高柴油/甲醇组合燃烧尾气排放质量的研究

对原机、柴油/甲醇组合燃烧,以及带氧化催化转化器的柴油/甲醇组合燃烧3种情况下的尾气排放进行了比较和研究.针对柴油/甲醇组合燃烧可以使NOx、烟度大幅度下降,但同时PM、CO和HC的排放浓度与原机相比反而增加的现状,通过加装氧化催化转化器,对废气进行处理后,发现HC、CO和PM排放明显减少.与原机相比,不仅可以实现大幅度降低NOx,而且PM排放也有较大幅度下降.采用透射电子显微镜观察发现,与原机相比,柴油/甲醇组合燃烧的PM排放中干炭烟(DS)减少,但是可溶有机物(SOF)增加.经过氧化催化转化器处理后,尾气的PM中大量SOF和HC化合物被消除,致使PM的质量明显减少.     

污泥与煤在CO2/O2及N2/O2气氛条件下的混燃特性分析

采集了广州具有代表性的市政污泥,利用热重法对单一污泥、煤及其混合样品在CO_2/O_2及N_2/O_2气氛条件下进行了TG(热重)实验,同时计算了污泥和煤的4个燃烧特性指数,获得了燃烧的动力学参数.实验结果表明,污泥燃烧有4个燃烧阶段,包括水分析出、挥发分析出与燃烧、固定碳的燃烧和无机盐类挥发分解,其中,挥发分析出与燃烧是污泥燃烧的主要阶段;煤掺烧污泥可以提高煤的着火性能.在CO_2/O_2及N_2/O_2燃烧气氛下,增加O_2浓度,污泥与煤混合样的热重曲线整体向低温区移动,微商热重曲线峰值增大,峰宽变小,燃烧性能增强.在CO_2/O_2气氛下,O_2浓度从30%增加到60%时,污泥的挥发分释放特性指数D、可燃性指数C、燃尽指数Cb、综合燃烧特性指数S分别增加了45%、12%、18%、6%.相同O_2浓度条件下,污泥与煤在CO_2/O_2气氛下的着火性能较N_2/O_2气氛滞后,最大峰值变小,高浓度的CO_2抑制其混合样的燃烧.采用Coats-Redfern方程计算得到3个燃烧阶段反应的动力学参数,其中,增加O_2浓度,污泥与煤混合样品的质量平均表观反应活化能Em减小,并且O_2浓度越高越有利于燃烧反应的进行.污泥与煤混合燃烧取n=2可以对挥发分燃烧与固定碳燃尽峰峰前与峰后的反应模型进行描述.     

火电厂燃煤锅炉系统湿量平衡分析与计算

针对煤的有效热能降低、烟气管道和烟囱腐蚀严重,以及向环境中排放湿量过多等问题,对燃煤锅炉系统湿量来源进行分析,建立了锅炉燃烧系统湿量计算的基本模型。根据热力学基本原理和物料守恒原理,给出了燃煤锅炉系统湿量的计算方法。采用该方法对燃烧不同煤种锅炉的实际运行数据进行湿量计算分析比较。结果表明:通过理论分析计算得到的燃煤锅炉系统湿量与锅炉的实际运行时烟气湿量较吻合,所给出的燃煤锅炉系统湿量的计算方法可以用于锅炉燃烧系统的运行优化。     

煤燃烧固氟剂及固氟效果研究

通过热力学分析煤燃烧过程中钙基固氟剂固氟反应机理和高温高效钙基固氟剂开发原则;通过流化床和链条炉燃烧试验考察石灰石和钙基固氟剂燃烧固氟效果.试验表明:流化床燃烧时石灰石燃烧固氟效果明显,在Ca/F=60～70时,脱氟率可达到66.7%～70.0%;链条炉燃烧试验表明:利用工业废料开发的钙基固氟剂固氟效果显著,在Ca/F=65～80时,脱氟率为57.32%～75.19%.在燃煤过程添加石灰石和钙基固氟剂具有固氟固硫的双重作用.     

应用复合燃烧技术改造链条锅炉

本文对我国应用广泛的链条锅炉在使用中存在的出力不足,热效率偏低,运行工况不够稳定等问量,采用复合燃烧技术,强化炉内燃烧过程对链条锅炉进行了改造。在不改变炉型结构、炉体基本不变,仅增加一套小型风扇磨煤机直吹式制粉系统,向炉膛喷入少量煤粉,即可达到理想的效果。     

废气再循环系统参数对柴油机燃烧特征的影响

为进一步优化柴油机燃烧过程,减少燃烧污染物排放.围绕EGR（exhaust gas recirculation,废气再循环技术）废气组分和废气温度等系统参数对柴油机燃烧特征的影响机制,采用试验与模拟相结合方法,分别研究了通入废气、N₂、CO₂时以及不同EGR废气温度时对柴油机燃烧过程的影响,阐明了燃烧关键中间产物的生成规律.结果表明,①通入CO₂时,柴油机的缸内最大爆发压力和放热率峰值最低,滞燃期最长,燃烧持续期最短,·OH、H₂O₂、CH₂O·和CO等关键中间组分的生成规律与通入N₂时相反.②通入N₂时,柴油机的缸内最大爆发压力和放热率峰值最高,滞燃期最短,燃烧持续期最长并;并且通入N₂时,·OH的峰值最高,形成时刻最早,H₂O₂、CH₂O·以及CO的峰值均有所降低且形成时刻提前.③随着废气温度增加,缸内最大爆发压力降低,放热率曲线由单峰向双峰分布发展,放热率峰值有较大幅度的降低,滞燃期缩短,燃烧持续延长,缸内·OH、H₂O₂、CH₂O·以及CO的峰值均有所降低,并且生成的区域范围变窄.④废气成分中,CO₂对燃烧过程和关键中间产物的影响最大,是阻滞燃烧反应的主要气体成分,通过控制EGR废气成分和温度可以有效改善柴油机燃烧过程,拓宽EGR技术的工况使用范围.研究显示,EGR废气成分对燃烧中间产物的自由基衍化历程影响较大,有必要进一步开展EGR废气成分预处理研究,精确控制EGR废气温度,有助于改善燃烧过程,控制排放污染物中间产物的生成历程和排放量.      

民用导焰式无烟燃烧技术初探

导焰式无烟燃烧是一种与现有燃烧方式不同的燃烧方式.其特点是通过控制进风和烟气流动方向来控制火焰燃烧方向,以达到消烟、节能和火力集中的目的.在从上部加煤同时,使助空气也从上部进人炉内,通过煤层向下流动;使火焰方向向下,煤在燃烧时释放出的挥发份与空气混合后,通过高温火层燃烧掉,达到充分燃烧:使排放出的烟气不带黑烟,从而起到节煤和消除污染的作用.除加煤时间外,在炊事用火时可改为从下部进风,使火焰向上燃烧,以达到火力集中的目的.本文从理论和实验两方面对导焰式无烟燃烧技术进行了探讨,特别应用导焰式无烟燃烧技术设计出具有采暖、消烟和炊事各种功能的DHL—Ⅰ型导焰式消烟节能炉具.该炉可带30—40m~2房间采暖、炊事时,旺火期炉口最高温度可达930℃,完全能满足炊事要求,该炉既可烧蜂窝煤,也可烧蜂窝块、煤球以及市售烟煤,其热效率均在65%以上.烟尘排放浓度均在100mg/m~3左右,林格曼黑度均低于0.5级,完全符合烟尘排放标准.本文所述内容对解决我国,特别是对西北、华北、东北地区城乡居民冬季燃煤污染问题有一定的参考价值.     

超细煤粉在氧化条件下NOx的释放特性实验研究

采用DTG(热重/差热分析仪)和GC-MS(气相色谱质谱联用仪)对鹤岗煤超细化煤粉进行燃烧试验,分析了粒径、氧气浓度、升温速率对NOx释放的影响.结果表明,不同粒径的鹤岗煤在氧气浓度为20%的燃烧条件下,NOx的析出均为单峰曲线;粒径对煤粉燃烧NOx释放有重要影响,超细化煤粉可以减少NOx的排放;在5.10、20℃/min升温条件下,随升温速率的增大NO和NO2的析出量也增加,并且NO的最大析出速率对应的温度随着升温速率的提高也提高;随着燃烧气氛氧气浓度的增高,NOx的析出量相应增加,并且NOx的最大析出速率对应温度相应降低.