生物质与煤混合灰的熔融及黏温特性

使用灰熔点测试仪研究了稻草、玉米秸秆、棉秆3种生物质分别掺入不同比例对鲍店煤灰熔融特性的影响,并利用高温黏度计考察了3种生物质掺入比例均为10%时对鲍店煤灰黏温特性的影响。结合X射线衍射仪分析测试结果,采用热力学计算软件FactSage得到了不同温度下灰渣熔融过程中物相及渣液内固含量的变化。结果表明：3种生物质掺混比例为10%～30%时,混合灰灰熔点均随生物质掺混比例的增加而降低,在较高的掺混比例下混合灰灰熔点呈现波动性,但均未高于煤的灰熔点。掺混比例为10%时,生物质的加入一定程度上改善了鲍店煤灰的黏温特性,可使气化炉操作温度下限降低约20℃左右。钙长石的生成是造成熔渣黏度迅速增加的主要原因。     

焦炉气同轴射流自由扩散火焰的特性

以焦炉气为燃料,纯氧气为氧化剂,采用双通道烧嘴在不同的射流速度下于敞开空间中进行垂直自由扩散燃烧,考察了Fr数、Re数对火焰长度的影响,以及焦炉气射流速度与火焰脱火高度的关系.实验表明,火焰由浮力控制区向动量控制区转变时的Fr数约为197,由层流区向湍流区转变时的Re数约为16000;火焰发生脱火的临界速度约为20 m/s.     

水冷壁气化炉变工况温度及热应力分析

在实验室小型水冷壁气化炉上进行变工况气化试验,建立气化炉水冷壁的二维传热和应力模型,对气化炉变工况时水冷壁及渣层中的温度及应力变化进行了模拟计算。模拟结果表明：水冷壁及渣层中的周向应力及径向应力均随温度的升高而增大,而周向应力在数值上相对较大。在渣层 碳化硅层接触面上,随指定点与水冷管及渣钉的距离逐渐增大,等效应力迅速增大后趋于稳定;不同材料中的等效应力差异显著。     

多喷嘴对置式气化炉中飞灰性质

On a laboratory scale opposed multi-burner gasifier (OMBG), the fly ashes at different sampling mouths are collected and analyzed by SEM, EDS, XRF and Malvern mastersizer. Most fly ash particles produced in the gasification are irregular, aggregate or spherical. As for the composition of the particles, carbon is the main content, while S, Fe and Na get enriched. At the same time, the concentration of Al and Si in the fly ash particles is lower than that in the original slag. From the nozzle plane to the exit of gasification chamber, the carbon content of particles decreases along the axes of gasifier. The carbon content of particles decreases rapidly from the nozzle plane to No. 7 sampling mouth and declines slowly from No. 7 sampling mouth to the chamber exit. The size of particles generated in the gasification appears a triple-humped-distribution with peaks at 0.1—0.2 μm, 2 μm and 14 μm. The particle size distribution in different sampling places is different. Above the impact plane, more ultra-fine particles are found and coarse particles are larger in location near the impact plane. In symmetrical up and down locations of the impact plane, the particle size distributions are similar, but there are more coarse particles below the impact plane. The coarse particle size decreases and the proportion of fine particles increases below the impact plane, while the proportion of coarse particles increases at the chamber exit.     

气流式雾化火焰声压分布特性试验研究

研究气流式雾化火焰声压分布特性,建立火焰长度与声压分布之间的关系,分析不同火焰长度对火焰噪声辐射特性的影响。结果表明:火焰噪声声压场可根据火焰长度L划分为三个区域:近场区、衰减区和远场区;近场区声压值最大,为气流式雾化火焰噪声的产生区域,燃烧噪声为主要噪声源;衰减区为噪声的最佳采样区域,可测得噪声的总声压值;远场区声压变化幅度很小,可近似等于远场声压;随着火焰长度的增加,火焰噪声的指向性越明显,辐射强度越大。     

基于BP神经网络预测气流床气化炉炉膛温度的试验研究

气流床煤气化技术,是当今煤炭清洁利用的龙头技术。控制气化炉操作温度是保证气化炉长期稳定运行的关键。本文利用三层BP神经网络,结合Matlab神经网络工具箱,分析和预测四喷嘴对置式气流床气化炉试验装置其炉膛的最高温度。将预测的结果和实验数据作比较,结果表明,该网络模型的预测值与气化炉不同负荷下最高温度试验值几乎吻合,是一种可行的数据处理方法。     

气流床气化炉水激冷固态熔渣理化特性研究

为了研究水激冷相变后固态熔渣的理化特性规律,在气流床水冷壁气化炉热模实验平台上,以神府煤灰渣、柴油、氧气等作为实验介质,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对不同操作温度下不同粒度的熔渣形态、晶相进行表征及对比分析,并探讨液态熔渣遇水快速冷却时的形态转变机理。研究表明:随操作温度升高,熔渣孔隙率和晶体含量减少,无定形玻璃态物质增多。遇水激冷后熔渣的气孔及热应力变化造成多孔熔渣易发生断裂、破碎行为;粒度较大的熔渣易发生断裂、破碎行为。粒度较大的熔渣主要存在开放性孔,粒度较小的熔渣主要存在封闭性孔。     

气化炉内撞击区气体浓度与火焰形状分析

采用水冷取样管与气体净化分析系统,对气化炉内喷嘴平面的气体浓度分布进行了热态试验研究.通过图像处理将火焰图像沿气体取样管方向分为火焰撞击区、过渡区和无火焰区三部分.试验结果表明,气化炉内火焰撞击面气体组分与火焰形状密切相关,气体浓度在过渡区变化最大;CO2和O2浓度的最高点出现在炉膛中心位置,在无火焰区,所测气体浓度基本保持不变;CO与CO2收率的比值可作为火焰形状判断的依据;或当O2浓度降到小于O.03%时也可以认为火焰结束.     

基于分子动力学模拟的Fe2O3纳米颗粒烧结机制研究

氧化铁是化工、冶金和能源等领域重要的原料,其在高温下的烧结性对产品性能至关重要。通过分子动力学模拟(MDS)研究了不同温度、粒径与空位缺陷浓度条件下Fe₂O₃纳米颗粒的烧结机制。结果表明,Fe₂O₃纳米颗粒粒径由3 nm增加至5 nm,烧结后收缩率由25.0%降低至10.8%,相对颈部宽度由96.6%降低至49.5%。当温度由900 K升高至1300 K,烧结过程原子扩散系数由1.758×10^-3 nm²/ps增至4.303×10^-3 nm²/ps,增大1.45倍。高温下(1300 K)原子迁移使颗粒部分结构由HCP和BCC结构转变为非晶结构,非晶原子比例为66.7%。含10.0%初始空位缺陷浓度纳米颗粒烧结过程的扩散活化能相比完美晶体(0空位浓度)降低约63.5%,原子迁移性及烧结致密化程度增强。研究结果对氧化铁颗粒高温热处理工艺优化具有指导意义。     

铁元素对煤气化过程矿物转化和熔融特性影响的研究进展

铁是普遍存在于煤中的重要元素，其含量和价态等参数是影响煤气化灰渣理化特性(矿物转化和熔融、结晶、黏温和流变性等)的关键因素。气化炉用煤的种类和操作工况(气氛和温度)等变化影响铁的赋存形态，含铁的煤气化灰渣呈不同理化性质，其研究对指导气化炉的顺畅排渣具有重要意义。综述了近年来学者对铁元素在气化灰渣的赋存形态、铁对煤气化灰渣的熔融特性、降温过程结晶性和黏温特性等研究进展。铁主要以FeO、Fe₂O₃、FeS和FeS₂等形式存在于原煤中，在煤气化过程中转化为含铁的硅铝酸盐类物质，且受气体组分(CO/CO₂/O₂/H₂)、化学组成和温度影响显著。因Fe³⁺具有强极性，难以与其他矿物反应，在氧化性气氛下的灰渣熔融温度较高；而CO、H₂等气体具有较强的还原性，灰渣中的Fe₂O₃被还原为亚铁(Fe²⁺),其熔融温度降低，但还原为金属Fe时，其具有高熔点特性，灰熔融...