煤化工企业火炬NOx排放的模拟燃烧实验

针对煤化工企业火炬气燃烧特点,设计了一套模拟燃烧装置,分别研究液化气添加量及燃烧温度对NOx的影响,并对火炬系统NOx的排放系数进行核算。结果表明,火炬系统NOx排放浓度和排放量随液化气添加量的增加而增大;同时研究发现,NOx与燃烧温度之间成正比关系,即温度升高有利于NOx的产生。根据核算结果,火炬系统NOx排放系数在0．099～0．185kg／t之间,平均为0．139kg／t。     

煤化工企业火炬 NOx排放的模拟燃烧实验简

针对煤化工企业火炬气燃烧特点,设计了一套模拟燃烧装置,分别研究液化气添加量及燃烧温度对NO_x的影响,并对火炬系统NO_x的排放系数进行核算。结果表明,火炬系统NO_x排放浓度和排放量随液化气添加量的增加而增大;同时研究发现,NO_x与燃烧温度之间成正比关系,即温度升高有利于NO_x的产生。根据核算结果,火炬系统NO_x排放系数在0.099~0.185 kg/t之间,平均为0.139 kg/t。     

小型燃油锅炉NO_x的排放特征与管理控制

以68台燃油锅炉(≤10.5 MW)NO_x排放实测数据为基础,通过统计分析方法,研究了NO_x的排放特征;通过对比分析,探讨了我国燃油锅炉NO_x排放控制与管理现状,讨论了进一步加强我国燃油锅炉NO_x排放管理控制的可能性与可行性,并提出了相应的管理控制建议。结果表明,NO_x平均排放浓度为318.2 mg/m~3,基于燃料消耗量的平均排放因子为4.4 kg/t,基于燃料发热量的平均排放因子为102.8 ng/J,基于燃料氮含量的平均排放因子为2.1 mg/mg;建议采取分阶段控制的方式,逐步提高NO_x排放限制,从而实现控源减排目标。     

富氧燃烧条件下燃煤NOx排放的实验研究

以神华(SH)烟煤和晋城(JC)无烟煤为研究对象,利用一维沉降炉(DTF)开展了煤粉在O2/N2、O2/Ar、O2/CO2和O2/RFG 4种气氛下燃烧时的NOx排放特性实验,研究了温度和氧浓度对NOx排放特性的影响,探讨了富氧燃烧条件下导致NOx排放降低的各个因素的贡献率的变化。结果表明:温度上升会导致燃料氮向NOx的转化率增大;氧浓度的上升同样会导致转化率的增加,SH烟煤由于挥发分含量较大,受氧浓度影响较大;定量分析结果表明,富氧燃烧条件下导致NOx排放降低的主要因素是循环NOx的还原,占整体的50%以上;其次是高浓度CO2气氛对NOx的还原,约占20%~30%;而热力型和快速型NOx的缺失对降低NOx排放的贡献率不及20%。温度的上升对JC无烟煤各因素贡献率有较大影响;氧浓度的增加会导致SH烟煤各因素贡献率有明显变化。     

燃用天然气锅炉NO_x的排放特征与管理控制

以64台燃用天然气锅炉(≤30 MW)NO_x排放实测数据为基础,通过统计分析方法,研究了NO_x的排放特征.通过对比分析,探讨了中国燃用天然气锅炉NO_x排放控制与管理现状,讨论了进一步加强中国燃用天然气锅炉NO_x排放管理控制的可能性与可行性,并提出了相应的管理控制建议.结果表明,NO_x平均排放质量浓度为243 mg/m~3,基于燃料消耗量的平均排放因子为27.83 kg/万m~3,基于燃料发热量的平均排放因子为76.89 ng/J.建议采取分阶段控制的方式,逐步提高NO_x排放限制,从而实现控源减排目标.     

大型城市客车加速模拟工况排放特性的实验研究

通过对258辆大型城市客车进行加速模拟工况排放测试,研究了城市客车的排放特性,比较了压缩天然气(CNG)车辆与汽油车辆的排放特性,分析了车辆车龄与排放的关系、发动机燃油供给方式与排放的关系,以及车辆总质量与排放的关系。研究结果表明：燃用CNG的车辆其CO、NOx排放较汽油低许多,尤其是CO,但HC排放较汽油高;电喷车辆的CO、NOx排放比化油器车低,但HC排放值高于化油器车;车龄增长,车辆的CO、NOx排放值增大,但HC变化不明显;车辆总质量增加,排放呈下降趋势。     

典型涂料制造企业VOCs排放量核算与排放特征分析

采集了上海地区8家不同类型的涂料制造企业中不同生产环节有组织排放的废气样本,分析其VOCs组分特征和活性VOCs物种,并应用3种实际排放量核算方法计算企业的VOCs年排放量,分析了其与排污许可排放量的关系。结果表明：1)涂料制造行业排放废气的特征组分为芳香烃、OVOCs、卤代烃,占全部VOCs质量浓度的56.2%~99.1%,乙酸乙酯、乙酸丁酯、4-乙基甲苯、间/对二甲苯、甲苯、甲乙酮是涂料制造行业VOCs排放的典型物种;2)基于MIR值法的计算结果,芳香烃和OVOCs是涂料制造行业排放VOCs的主要活性组分,累计OFP贡献率达36.0%~99.8%,其中,4-乙基甲苯(52.1%)、氯乙烯(48.1%)、乙酸丁酯(47.9%)、乙酸乙酯(42.6%)、间/对二甲苯(41.3%)是各类涂料工艺废气中OFP贡献率最高的物质,除苯系物、乙酸酯类化合物外,氯乙烯、甲乙酮、四氢呋喃也是涂料制造过程中值得关注的活性物质;3)涂料制造企业车间的有组织废气VOCs排放量占全厂VOCs排放量的75.0%以上,其次是实验室废气,VOCs排放量为3.5%~16.8%。在VOCs实际排放量核算中,使用实测法的核算结果与物料衡算法接近,且计算简便,在正常运行时均低于许可排放限值;而产污系数法所核算数值较许可排放限值更高,在现阶段可作为一项惩罚性计算方法。     

燃煤电厂典型超低排放除尘技术组合下的尘排放特性

为研究典型超低排放除尘技术组合下的尘排放特性,梳理了目前超低排放除尘技术改造的主流技术路线,归纳出典型的7种改造技术路线。依据典型的改造技术路线,选择了27台在2015—2017年完成改造的燃煤发电机组,并对其烟尘排放进行长期的连续监测,根据机组长期运行的排放表现对典型超低排放除尘技术路线的实际减排效果进行量化对比分析。结果表明,7种除尘改造技术路线均可达到控制烟尘排放浓度在10 mg·m⁻³以下的超低排放标准,其中路线6改造后尘浓度控制在2 mg·m⁻³以下。对减排效率的研究表明,各技术路线改造后的减排效率均可达到99.97%以上,计算得到机组的平均排放因子为0.025 7 kg·t⁻¹(95%置信区间0.025 4~0.026 1 kg·t⁻¹),其中路线6的排放因子最低,为0.008 6 kg·t⁻¹(95%置信区间0.008 4~0.008 8 kg·t⁻¹)。     

蜂窝煤燃烧烟气中多环芳烃的定量研究及粒径分布特征

通过对蜂窝煤燃烧排放的烟气中多环芳烃的定量分析,研究了17种多环芳烃在烟气颗粒相和气相中的分配以及在不同粒径颗粒物上的分布特征。结果表明：在室温下燃煤排放的多环芳烃总量以在气相中存在为主,但总体毒性则主要存在于颗粒相中;多环芳烃主要分布在亚微米级颗粒上,分子量越大的多环芳烃越趋于富集在细颗粒上,因而对健康的危害就越大。     

垃圾焚烧炉炉拱改造与燃烧优化的数值模拟

炉排式垃圾焚烧炉在处理比设计水分高、热值低的垃圾时,容易出现着火位置滞后、垃圾＂烧不透＂、残炭含量高等问题。采用FLIC软件的床层模型和商业软件FLUENT,对焚烧炉炉排和炉膛燃烧过程进行了模拟计算。结合某城市生活垃圾焚烧炉存在的燃烧不完全问题,通过一系列的数值实验,探索后拱高度和挡板的有无对燃烧过程的影响。比较了炉拱辐射强度、挥发分质量分数、温度沿炉排长度方向的分布以及炉膛内的速度矢量图。结果表明,降低后拱高度或增加挡板均可使着火位置有不同程度的前移;同时降低炉拱高度和增加挡板可使着火位置前移约1.1 m,提前进入稳定燃烧阶段。     

基于Fluent的甲苯蓄热燃烧过程的数值模拟

利用Fluent软件对甲苯在蜂窝陶瓷蓄热体中的蓄热燃烧过程进行数值模拟研究,确定模拟计算所需的网格精度,并计算分析蓄热体孔道直径、燃烧温度、甲苯入口浓度、人口流速对甲苯转化率的影响.结果表明,在较高入口流速条件下,蓄热体孔道直径对甲苯转化率影响较大.随着燃烧温度的升高、甲苯入口浓度和人口流速的降低,甲苯转化率会增大.当...     

旋流分离器油水分离效率的模拟研究

采用计算流体力学的方法,探讨了操作条件和物料特性对旋流分离器分离油水效率的影响。旋流器为单锥双入口,其主直径为50 mm,锥角为5.5°。模拟过程中,采用商业用软件‘Fluent 6.3’中的雷诺应力模型和欧拉多相流模型来模拟不同条件下油水旋流分离器的分离性能。模拟结果表明,对于本研究的油水旋流分离器,最佳的分流比是10%,最佳的油滴浓度是0.5%(V/V)。在最佳的分流比和油滴浓度下,当进口流速为10.46 m/s时,油水旋流分离器可将15μm的油滴去除80%以上,油滴的分离界限粒径d50(50%的分离效率)为9.2μm。在模拟的基础上,用统计软件STATISTICA6.0对分离效率与操作条件和物料特性之间的关系进行拟合。通过拟合式预测的分离效率与实测值相吻合,误差小于15%。     

袋式除尘器内部流场的数值模拟

袋式除尘器内部气流分布不均会加剧滤袋磨损,降低除尘效率。采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对除尘器内部流场进行研究,分析了气流的轨迹及其在各气室中的速度分布。发现原设计中气流分布不均匀的现象比较明显,提出了在进气通道内添加气流均布板的改进措施。结果表明:改进后,除尘器箱体内部气流分布较均匀,各滤袋气流分配系数的波动幅度减小,各气室综合流量不均幅值降低。研究结果为袋式除尘器的结构优化设计提供了理论依据。     

循环流化床垃圾焚烧炉助燃配风改造对降低CO排放效果的数值模拟

循环流化床(CFB)是垃圾焚烧主要炉型之一,中国生活垃圾具有水分高和挥发分高等特性导致现阶段CFB垃圾焚烧炉CO排放偏高,对其正常运转造成较大影响。对锅炉实体进行助燃配风改造,结合计算流体动力学技术对改造前后炉膛流体场进行模拟,并分析第一烟道内的流场分布情况。结果表明:助燃配风率为40%时,CO的排放均值可降低至80mg/Nm3,烟气含氧量保持在9.5%(体积分数)左右,炉膛中上部温度的平均增幅达到41.3℃。可视化数值模拟结果表明,助燃配风明显提高了烟气旋流和回流,使得烟气轴向速度降幅达37.69%,烟气在第一烟道内停留时间延长;改造后炉膛中上部局部区域内的颗粒质量浓度均值在2.287kg/m3左右,优化了助燃配风参与炉内燃烧的能力。     

包装垃圾添加脱氯半焦制备SRF的燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对添加了不同比例混合含氯塑料经微波低温脱氯后的脱氯半焦制备而成的固体衍生燃料（SRF）的燃烧特性及热反应动力学进行了实验研究,考察了脱氯半焦不同添加比例制备的SRF的着火点、燃尽温度、最大燃烧速率、燃尽特征指数和综合燃烧指数等燃烧特征参数。并用Coats-Redfern积分法对其进行了燃烧动力学分析,确定了燃烧动力学方程,求出了反应活化能和指前因子。结果表明：随着脱氯半焦的添加比例从5%增加至20%,TG曲线向低温区移动,着火点降低,燃尽温度降低,燃尽性能提升,综合燃烧特性指数S均高于不添加脱氯半焦的燃料,综合燃烧性能更好;当脱氯半焦添加比例为10%,综合燃烧特征参数最佳;在第三燃烧阶段,添加了脱氯半焦的燃料的活化能显著低于未添加脱氯半焦的燃料,指前因子降低了4~5个数量级。混合含氯废塑料,经过微波低温脱氯处理形成半焦作为添加剂制备SRF,不仅降低了SRF燃烧过程中氯化氢的产生量,同时提高了燃料的燃烧性能,是含氯塑料废弃物利用的一种新的方向和途径。     

脱硫吸收塔除雾器性能的实验研究和数值模拟

实验研究了不同操作条件、板片型式及板间距对除雾器除雾效率及压降的影响规律,并采用计算流体力学（CFD）方法对除雾器内流场进行了数值模拟与分析。研究结果表明,操作条件对压降和流场影响较小,而板片型式特别是迎风面的几何结构是影响流场与压降的关键因素;随着气速的增大,除雾效率增高,但当气速增到某一临界值（4～5 m/s）后,除雾效率随着气速的增大而迅速减小;除雾器压降的数值模拟结果与实验值吻合良好;除雾器内存在2个回流区,回流区是产生除雾器临界气速的重要原因之一。研究结果可为除雾器优化设计提供指导。     

热红联用研究废聚氨酯硬泡的燃烧特性

在热重分析仪上对废聚氨酯硬泡在空气中不同升温速率下加热的热失重行为进行了研究,并就升温速率对其热失重行为的影响进行了探讨.结果表明,随着升温速率的提高,废聚氨酯硬泡在空气气氛下热失重时挥发分析出温度(Ts)向高温区偏移,失重速率峰值(DTGmx)显著增大;空气气氛下,废聚氨酯硬泡热失重时有3个失重峰,后2个峰失重率分别约为41.51％和51.96％.同时,结合傅里叶变换红外光谱仪对各条件下的气体产物进行了定性分析,并对主要气体产物的释放规律做了探讨分析.实验发现,废聚氨酯硬泡热解燃烧失重主要阶段的产物种类相似,都检测到了CO、CO2、H2O、三氯一氟甲烷(CFC-11)、烯烃类、烷烃类、醇类、含氯化合物和带有苯环类化合物的特征吸收峰;主要气体产物有相似的析出规律,说明升温速率的变化并未影响到样品在空气气氛下的反应机制.     

车载加油油气回收系统中气液两相流动特性的实验和数值模拟

合理分析车载加油油气回收系统(ORVR)内气液两相的流动特性对油气排放控制技术的实施具有重要意义。以ORVR加油系统为对象,采用高速摄像、粒子动态分析仪(PDA)实验测量和CFD数值模拟相结合的方法,对ORVR车辆加油过程中的气液两相流动特性进行了系统研究,讨论了加油量对加油管内流场和压力场的影响。结果表明,随着加油速度的增大,加油管口的射流卷吸增强,气液两相流动过程中的湍流程度加剧,液流冲击与破碎严重,涡旋现象明显;随着加油速度的增大,气液掺混严重,液体自由表面边界逐渐模糊;加油过程中加油管和燃油箱内气相压力的变化分为2个阶段:开始加油时气相压力迅速增大,在5~8 s内达到峰值;然后气相压力逐渐减小,最终趋于稳定。     

某油田大型联合站多排放源VOCs扩散的数值模拟

油田联合站是油田的重要组成部分,存在油气 (VOCs) 排放的可能,有必要对其扩散规律进行研究,以制定相关污染防控及安全措施。以某典型联合站为例,建立1:1的实际模型,结合现场调研测试和数值模拟,重点分析了联合站正常工况下多排放源的VOCs扩散机理及储罐裂缝处VOCs泄漏扩散的叠加效应。结果表明：在风速影响下,罐间和背风侧由于出现绕流和回流,容易达到爆炸极限;在重力和涡流的作用下,联合站内的背风侧会出现VOCs聚集,但叠加效应不明显;当储罐发生罐壁破损时,在事故罐后方出现正压区,在涡流和强气流的影响下,叠加后的VOCs浓度会明显增强,并呈点射状向下风向扩散,油气爆炸危险区域加速扩展。本研究成果可为联合站设计、运行管理及制定安全环保措施提供参考。     

含油污水处理用旋流气浮一体化设备的CFD数值模拟

借助商业计算流体动力学(CFD)软件Fluent,对国内自主研发的含油污水处理用BIPTCFU-1型旋流气浮一体化设备进行内部流场的数值模拟研究,讨论了射流器挡板和缓流板等主要结构参数对设备分离性能的影响,并对污水处理量和回流比等运行参数对设备除油率的影响进行了评估。为下一步通过CFD数值模拟手段进行优化设计,进而成功研发含油污水旋流气浮一体化处理设备奠定了较为坚实的基础。