烟气喷淋脱碳数值模拟及其特性分析

针对烟气喷淋脱碳,采用欧拉-拉格朗日法建立了耦合气液流动、热质传递及化学反应的三维数值模型,并基于热力一致性简化模型中的热力学表达,以降低计算成本。模型验证表明,预测结果与实验结果吻合良好。基于该模型考察了塔内气液流动、热质传递及CO2吸收等特性。结果表明:喷淋方式对塔内气液分布、温度分布及CO2吸收有重要影响;向下喷淋将卷吸喷嘴周围烟气沿塔中部向下流动,与新入烟气存在强烈的掺混行为,并造成液滴在塔中部集聚;气液温度分布及H2O气相体积分数分布有较高的关联性,汽化潜热占热交换总量的64%;传质阻力集中在液侧,比气侧高2个数量级;通过改变喷淋方向可以减小液滴分布不均匀性,将脱碳效率从38.3%提升至49.6%。     

对冲旋流燃烧锅炉组合式贴壁风运行参数优化的数值模拟

以某600 MW超临界对冲旋流燃烧锅炉组合式贴壁风系统为研究对象,采用数值模拟方法分析了贴壁风取风方式、风率和喷口风速等运行参数对水冷壁近壁区烟气中氧体积分数、锅炉NO_x排放质量浓度和未燃尽碳质量分数的影响。结果表明:组合式贴壁风可以显著改善对冲旋流燃烧锅炉左右两侧墙水冷壁近壁区气氛,高温腐蚀发生倾向性较大区域所占比例可减小至20%以下;综合考虑机组运行的经济性、环保性和安全性,模拟所得机组的最佳运行工况选取贴壁风风率为4.00%,前后墙贴壁风喷口风速为20 m/s,贴壁风的取风方式为从燃尽风取风。     

氯添加对燃煤过程中汞析出规律的影响

首先利用管式炉对燃煤及燃煤加氯后煤中汞排放进行研究,结果表明,对于神混煤而言,原煤燃烧后烟气中单质Hg⁰和氧化态汞Hg²⁺的比例分别为74.3%、25.7%。添加Cl后,烟气中Hg²⁺的比例有所上升,当加氯量为0.015%、0.030%和0.045%时,烟气中Hg²⁺的比例分别上升为32.7%、36.1%和40%,随加氯量的增加,其对汞的氧化作用也随之增强。在现场工程示范试验中,利用脱硫废水中的氯氧化烟气中的汞,以达到脱硫废水与烟气中的汞协同脱除的目的。结果表明,随着脱硫废水喷洒煤的量越大,进入SCR烟气中Hg²⁺比例增大,经过SCR后Hg²⁺的比例随之增大。由于飞灰对Hg²⁺的吸附能力较Hg⁰强,电除尘系统的脱汞效率提高,但脱硫废水喷洒煤对湿电除尘系统的脱汞效率影响不大。总之,脱硫废水喷洒量越大,燃煤机组烟气净化设备对汞协同去除效率也随之提高。     

生物质流化床气化的三维数值模拟

以鼓泡流化床装置为研究对象,建立生物质气化的三维数值模型,研究低当量比条件下生物质的气化特性,并进行实验验证。结果表明:当量比增大时,CO和H_2的浓度先增后减,CO_2浓度逐渐减小,产气率和碳转化率逐渐增大。富氧浓度升高时,CO和CO_2浓度迅速增大,H_2浓度略有下降,产气率和碳转化率逐渐减小。流化速度增大时,CO浓度增大,CO_2浓度减小,H_2浓度略有增加,产气率及碳转化率逐渐增大。在低当量比下,产气热值较低,焦油含量较高。     

熔铝炉烟气余热资源回收利用系统的研究与应用

本文依据热平衡计算分析和工程应用分析,对熔铝炉烟气余热资源回收利用系统进行了全面的概括和对比分析。阐述了余热回收技术应用于熔铝炉的突出优点,同时也指出了余热资源回收系统不仅可以最大限度地回收熔铝炉余热,提高熔铝炉燃料利用率,而且经济效益和社会效益显著,值得推广。     

松木屑与废橡胶化学链共气化特性试验

在自行设计的两级固定床反应器上，对以天然贫铁矿石为载氧体的松木屑与废橡胶化学链共气化特性进行了研究。考察了载氧体的存在、废橡胶掺混比例、一级反应器温度、水蒸气流量等因素对生物质化学链共气化过程的影响。结果表明：载氧体的存在能显著改善气化效果；掺混一定量的废橡胶可以显著提高低位热值和碳转化率，并且呈现协同效应。本试验中最佳的废橡胶掺混比例为20%；共气化过程中的产气率、碳转化率均随温度的增加（750～950℃）而逐渐升高，但热值随温度的升高而有所下降；水蒸气流量的增加能显著提高合成气中H₂的含量，进水流量保持在0.66g/min时，能实现生物质共气化过程产气率、碳转化率、低位热值等各项指标的最佳平衡。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等表征分析，发现天然贫铁矿石在长时间运行中表现良好的反应性和耐磨损性。     

鼓泡流化床垃圾衍生燃料富氧气化

在鼓泡流化床上进行两种垃圾衍生燃料(RDF)的富氧气化试验,考察了RDF的热重特性并分析了气化温度、当量比及富氧浓度对气化特性的影响.结果表明:两种RDF均由纤维素及塑料类组分构成.随着温度由650℃升高至800℃,两种RDF产气的H₂、CO及CH₄浓度均逐渐增加,产气热值和气化效率同时提高.当量比增大时可燃组分浓度先略有增大后逐渐减小,但气体产率不断增大.RDF1及RDF2分别在当量比为0.22及0.27处达到最佳气化效率.富氧气化可有效改善气化品质,提升合成气热值,富氧浓度为45%时RDF1及RDF2合成气热值均达到最大,分别为8.6 MJ·m^-3及9.2 MJ·m^-3.     

对冲旋流燃烧锅炉组合式贴壁风运行参数优化的数值模拟

以某600MW超临界对冲旋流燃烧锅炉组合式贴壁风系统为研究对象,采用数值模拟方法分析了贴壁风取风方式、风率和喷口风速等运行参数对水冷壁近壁区烟气中氧体积分数、锅炉NOx排放质量浓度和未燃尽碳质量分数的影响。结果表明:组合式贴壁风可以显著改善对冲旋流燃烧锅炉左右两侧墙水冷壁近壁区气氛,高温腐蚀发生倾向性较大区域所占比例可减小至20%以下;综合考虑机组运行的经济性、环保性和安全性,模拟所得机组的最佳运行工况选取贴壁风风率为4.00%,前后墙贴壁风喷口风速为20m/s,贴壁风的取风方式为从燃尽风取风。     

生物质燃气变换-甲烷化双功能催化剂研究进展

生物质燃气在达到居民使用标准前必须进行提质,变换-甲烷化工艺单元可同时降低CO含量和提高燃气热值,因此研发适合生物质燃气的变换-甲烷化双功能催化剂显得尤为重要。在已广泛研究的单功能水气变换和甲烷化催化剂基础上,近年来国内外对变换-甲烷化双功能催化剂也开展了诸多探究。本文从催化剂组成、制备方法和反应机理三方面对变换-甲烷化双功能催化剂进行了综述,详细介绍了适用于该种催化剂的活性组分、助剂与载体,比较分析了浸渍法、共沉淀法等传统制备方法与火焰喷雾燃烧法、等离子体分解法等新颖制备方法,并对变换-甲烷化双功能催化剂进行了总结和展望,指出未来制备催化剂时助剂可根据具体要求选择性添加,廉价的矿石可替代成为有竞争力的催化剂载体,变换-甲烷指出化机理可借助多种材料表征以及理论计算而获悉。     

修复植物化学链气化中重金属迁移热力学平衡分析

采用热力学平衡计算的方法,研究了富集重金属Cd、Pb、Zn的修复植物在热解/气化和化学链气化过程中重金属的形态分布和迁移变化规律,考察了不同气氛、温度和载氧体的影响。结果表明：铁矿石载氧体的化学链气化明显促进了3种重金属氧化物和碳酸盐的形成,对重金属的氯化物、氢化物和氢氧化物的气态挥发也具有促进作用。在以SiO2、Al2O3分别作为惰性载体的钙基(CaSO4)载氧体化学链气化中,3种重金属几乎都以硫化物生成,高温下的重金属挥发态大幅度减少,其中以SiO2作为载体时有利于PbS的形成;2种载氧体的惰性成分SiO2、Al2O3能与重金属反应生成更加稳定且不易挥发的重金属硅酸盐和铝酸盐,达到固化的效果。在水蒸气气氛下铁矿石载氧体化学链气化中,3种重金属熔融态的生成受到抑制,气态挥发物更加容易生成,其中固态PbO与PbSiO3含量明显增加;而钙基载氧体下水蒸气明显促进了3种重金属熔融态的形成,抑制了高温下重金属的气态挥发,其中Zn的铝酸盐和硅酸盐的生成得到明显促进。与热解/气化相比,化学链气化对重金属固化率有一定的优势,特别是钙基载氧体下的化学链气化。