煤粉射流火焰的典型形态及其转捩规律

利用Hencken型燃烧器研究了一次风速度、给粉浓度和二次风氧浓度等参数变化对煤粉射流火焰形态的影响规律,得到了煤粉射流火焰形态转捩图谱.实验表明,煤粉射流火焰形态主要分为煤粉群燃火焰(亮黄色,均相燃烧主导)和单颗粒稀释火焰(暗红色,异相稀释的煤颗粒燃烧主导).挥发分含量和煤粉浓度的增大均可促使稀释火焰向群燃火焰的转捩;在二次风氧浓度较高(15.3%,)时,提高一次风速度对火焰形态的影响有限,但同时降低氧浓度到10%,,则可实现群燃火焰向稀释火焰的转捩.     

260 t/h纯烧准东煤循环流化床锅炉设计与运行

新疆准东地区煤以高钠煤为主,具有极强的沾污结渣特性,电站锅炉在燃用准东煤过程中易出现水冷壁结渣,对流受热面沾污积灰,影响锅炉的正常运行。根据准东煤的煤质特点,分析了发生结焦沾污的基本过程,提出了利用循环流化床锅炉循环燃烧的技术特点,通过受热面的合理布置及设计以应对燃用准东煤可能出现的结焦沾污问题,并进行了设计研究和工程应用。锅炉投运后的运行结果表明,该锅炉能够长期纯烧准东煤,运行稳定。在燃煤灰分中Na₂O含量6.0%的准东煤,运行一年后,锅炉各受热面均未出现沾污及结焦现象。在尾部低温省煤器吹灰器投入运行时,锅炉排烟温度能够维持在150 ℃左右。     

氨化磁控溅射Ga2O3/BN薄膜制备GaN纳米棒

利用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备Ga2O3/BN薄膜,在氨气中退火合成了大量的一维GaN纳米棒.用X射线衍射(XRD)、选区电子衍射(SAED)、傅立叶红外透射谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光谱(PL)对样品的晶体结构、元素成分、形貌特征和光学特性进行了分析.结果表明:GaN纳米棒为六方纤锌矿结构的单晶相,其直径在150 nm～400 nm左右,长度可达几十微米.室温下光致发光谱的测试发现了较强的372nm处的强紫外发光峰和420nm处的蓝色发光峰.     

基于TDLAS的煤粉锅炉水冷壁近壁面CO/H2S同步在线监测

煤粉锅炉低氮燃烧工况下还原性气氛H2S和CO体积分数上升导致水冷壁高温腐蚀严重,实时在线监测水冷壁近壁面CO/H2S体积分数并基于测得的数据建立高温腐蚀预警模型具有重要意义。采用可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术测量锅炉水冷壁近壁面CO/H2S体积分数,首先利用赫里奥特多次反射池提高测量精度并降低检测限,然后开展CO/H2S体积分数动态测量验证实验。结果表明,CO、H2S分别在0~2 000 μL/L和0~ 20 μL/L范围内,测量值与配比值一致且具有较高的精度。最后结合恒流稀释烟气高保真预处理技术将研制的CO/H2S监测装置应用于大型火电机组煤粉锅炉现场,采用轮测方式实现了锅炉炉膛“还原区”和“燃尽区”CO/H2S同步在线监测;同时基于监测数据反馈对锅炉燃烧进行调整,在确保烟气超低排放基础上减缓水冷壁高温腐蚀速率,实现火电机组高效、环保、安全和智能化运行。     

溶胶-凝胶法制备GaN颗粒

以醇酸镓Ga(OC2H5)3作前驱体,利用溶胶-凝胶法和高温氨化法相结合,成功的合成了GaN粉末.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、选择区电子衍射(SAED)、光致发光谱(PL)对粉末的结构、形貌和发光特性进行了表征.结果表明:在950℃时,可以得到纯度较高的GaN粉末且采用该工艺合成的GaN粉末粒度较均匀,生成的GaN多晶絮状颗粒为六方纤锌矿结构,室温下光致发光谱的测试结果发现了较强的402 nm处的近带边发光峰和460 nm处的蓝色发光峰.     

循环流化床燃料粉碎功耗计算模型

针对循环流化床锅炉给煤粉碎功耗的计算问题,在总结粉碎功耗规律研究进展的基础上,分析了单一粒度颗粒的粉碎功耗预测理论,介绍了粉碎功耗理论的3种著名假说（体积假说、面积假说和裂缝假说）下的粉碎功耗计算通用关系式;针对具有复杂粒度分布物料的粉碎功耗,将产品粒度分布作为参数引入能耗计算中,获得了不同产品粒度分布时的粉碎功耗理论预测结果,粉碎实验结果表明,物性和给料粒度对粉碎功耗也有重要影响。在理论分析与推导基础上,结合实验结果提出了循环流化床的燃料粉碎功耗计算模型。     

氯化钠蒸气对高钠煤煤灰钠捕获性能及其烧结温度的影响

新疆的高钠煤是一种开采成本低、灰分低、含硫量低的优质燃料,但较高的钠含量导致其在燃烧利用的过程中易出现沾污结渣等现象,严重阻碍了高钠煤的开发利用。以2种高钠煤(五彩湾煤(WCW)、哈密煤(HM))和1种低钠煤(平朔煤(PS))作为实验对象,在900℃下燃烧制灰,并将所制煤灰置于38%、51%和76%的NaCl蒸气下进行钠捕获实验,使用ICP-OES测得钠捕获前后煤灰的钠含量,采用XRD分析钠捕获前后煤灰中矿物质的变化,采用压降法测量钠捕获前后煤灰的烧结温度,深入探究不同NaCl蒸气体积分数下煤灰烧结特性的衍变规律。结果表明：在3种NaCl蒸气体积分数下,3种煤灰样品中PS煤灰的钠捕获量最大,HM煤灰次之,WCW煤灰最低。Si、Al能增强煤灰的钠捕获性能,而Ca则会与Si、Al发生反应,从而抑制Si、Al对NaCl蒸气的化学固定,不利于煤灰的钠捕获。随NaCl蒸气体积分数升高,钠捕获量增大,煤灰的烧结温度降低幅度与其钠捕获量呈正相关。HM、WCW煤灰烧结温度降低幅度均大于PS煤灰,一方面是由于HM和WCW煤灰固钠后生成的含钠化合物的熔点低于PS煤灰,另一方面NaCl蒸气体积分数升高促进了...     

Texaco气化炉混合过程及化学反应过程中的控制因素分析

气流床煤气化炉内的湍流流动和反应过程存在强烈耦合作用,为确定气化炉不同区域中起主导作用的控制因素,通过对Texaco气化炉进行三维数值模拟以及对计算结果进行分析,详细列出了气化炉中与流动、反应相关的主要长度尺度和时间尺度.通过对这些特征尺度进行比较,发现在火焰区不能忽略因气体组分脉动而对焦炭异相反应产生的影响;在非火焰区,尽管慢反应控制气相反应过程,但总体来说,同相反应的时间尺度远小于宏观混合过程的时间尺度,这说明采用快反应假定对气化炉内的化学机理进行简化能够合理预测气化炉的运行特性.     

水热/水热氧化处理过程中棉秆三组分对其热解行为的影响

文章基于新疆棉秆的微波水热及水热氧化处理实验,利用傅立叶红外光谱分析、Van Soest化学组分分析和热重分析等方法,研究了水热及水热氧化处理对棉秆固相产物结构、组分变化及热解特性的影响规律。研究结果表明：水热处理过程中,棉秆中的半纤维素在温度为200℃时基本完全水解,无定形纤维素在温度为200～230℃时剧烈分解,而木质素与结晶纤维素在温度为160～230℃时保持稳定;随着水热温度的升高,棉秆样品的结晶度、固定碳含量、热值均呈上升趋势,灰分和水分含量则呈下降趋势,综合热解指数在温度为200℃时达到最大值[4.07×10^-5%³/(min²·℃³)];水热氧化处理过程中,半纤维素在温度为180℃时基本分解完毕,木质素和结晶纤维素在温度为160～230℃时发生部分降解;在水热氧化温度为160～200℃时,棉秆的结晶度升高至最大值后降低;水热氧化处理后棉秆的固定碳含量和热值均高于同温度下的水热处理后棉秆,且综合热解指数在温度为180℃时达到最大值[4.23×10^-5%^3<...     

制焦条件对煤焦燃烧反应性的影响

煤的反应中绝大部分化学能在焦炭反应阶段释放或转化,相关研究中采用多种方法在不同环境条件下制焦以进行后续研究,而煤焦反应性又受热解条件影响很大。为研究制焦条件对煤焦燃烧反应性的影响,本文在不同热解温度下分别采用马弗炉、管式炉和鼓泡床3种方法制焦,利用热重分析法(TGA)比较各焦样的燃烧反应性,并借助化学渗透析出(Chemical Percolation Devolatilization,CPD)模型和单颗粒传热模型,对各条件下煤颗粒的热解进程,如颗粒温度、挥发分析出总量、残余旁链结构份额等随时间变化规律进行了模拟。主要内容包括:①实验结果表明,热解环境温度越高,煤焦着火延迟,燃烧反应性越低,即存在"热失活"现象。而从CPD模型计算结果可以看出,热解温度越高,最终析出的挥发分总量越高(煤样工业分析结果也验证了残留在焦炭中的挥发分物质含量随热解温度升高而减小),且残留在碳网中的旁链结构份额越少,反映出酚羟基、羰基、脂肪侧链等的裂解加剧,减少了焦炭表面反应活性位点数量,可能是导致煤焦"热失活"的主要原因之一。另外,对各焦样的孔隙结构测量表明,热解温度越高,微孔与中大孔的相对比例逐渐减小,大量微孔相互缩并,导致孔隙直接连通率降低,气体扩散阻力增大,同样不利于焦炭燃烧。②不同制焦方法对煤焦反应性同样存在很大影响,相同热解温度下,鼓泡床、管式炉和马弗炉制得焦样的燃烧反应性依次降低。模型计算表明,马弗炉、管式炉和鼓泡床内煤样升温速率依次增大,煤焦反应性的差异可能与热解升温速率及热解气氛有关。对此,CPD模型尽管反映出热解进程不同,但热解终态3者近似相同,尚无法解释制焦方法对煤焦反应性的影响,还有待后续进一步研究。