高水平国际合作项目的促成与管理——清华大学热能工程系国际合作经验谈

交流与合作,是当今世界的时代特征.开展广泛深入的国际交流与合作,是建设世界一流学科的重要途径,也是国际性、高水平大学的重要标志.近年来,清华大学热能工程系与国际著名高校、科研机构、公司企业开展了广泛的合作与交流.……     

一种循环床循环灰条件下焦油组分的催化裂解

以循环流化床锅炉循环灰为热载体、部分气化产生的半焦为锅炉燃料的煤的部分气化技术中,降低焦油产率、提高煤气产率是一个关键。在固定床反应器实验台上实验研究了一种循环流化床锅炉循环灰条件下焦油的两种主要组分苯和甲苯的催化裂解反应特性,测定了裂解反应动力学参数,探讨了循环灰的催化机理,实验结果表明,与石英砂条件下相比,循环灰极大地促进了焦油的裂解程度,气态裂解产物总量提高。     

科研的反思

以多年科研工作的经历,介绍了循环流化床燃烧的理论与实践,以及其具有独立知识产权的循环流化床设计体系及其应用与产业化,指出循环流化床发电技术有着适合劣质燃料、燃烧中脱硫、保护环境等方面的优点。通过科研攻关历程,将研究经验"实践——理论——实践"传授给大家,总结出科学研究及创新的思维方法。     

氧化钙条件下焦油主要组分的催化裂解

为降低煤气化时焦油产率、提高煤气产率，利用固定床反应器研究了焦油的两种主要组分苯和甲苯在氧化钙条件下的裂解反应特性，探讨了氧化钙的催化机理。实验结果表明，与石英砂条件下相比，氧化钙在苯和甲苯裂解反应中具有催化作用，改变了反应路径，使苯和甲苯裂解活化能分别下降２８．６６％，４７．８７％，频率因子分别下降３，６个数量级；相同转化率所需温度分别下降约１５０℃，１００℃；碳析出量降低，气态裂解产物总产率提高。     

外电场作用下R-R分布的荷电颗粒的凝聚

静电除尘器中入口飞灰颗粒群的粒径分布一般符合R-R分布。该文采用分段数值模拟的方法,将控制方程在计算域内按照质量和荷电量离散,研究外电场作用下初始粒径分布符合R-R分布,同一粒径的颗粒荷电量符合Boltzmann平衡电荷分布的荷电颗粒的凝聚。结果表明:荷电颗粒群经历外电场作用下的凝聚过程后,其粒径分布仍然保持R-R分布状态,只是平均粒径加大,粒径分布更加集中;同一粒径的颗粒荷电量仍然保持Boltzmann平衡电荷分布。静电除尘器各电场间增加凝聚场以降低燃煤锅炉可吸入颗粒物污染是可行的。     

循环流化床锅炉炉内传热的影响因素

为定量分析受热面布置、床内流动、管内流动和床温等对循环流化床内传热和炉内辐射换热份额的影响,利用已有循环流化床炉内传热计算模型,比较了工程中常见工况下传热系数与设定标准工况下传热系数的偏差。结果显示:局部物料浓度是影响传热系数的最重要因素,相对偏差可达50%;流化风速、床温、工质温度或受热面金属导热系数影响下的传热系数相对偏差在5%~50%内变化;而烟气辐射厚度、管节距和管径的影响相对较小,传热系数相对偏差在5%以下;工质侧换热系数大于3 kW.m-2.K-1时,对传热系数的影响较小。工程上传热系数的辐射贡献通常约为60%。     

外电场作用下R-R分布的荷电颗粒的凝聚

静电除尘器中入口飞灰颗粒群的粒径分布一般符合R-R分布。该文采用分段数值模拟的方法,将控制方程在计算域内按照质量和荷电量离散,研究外电场作用下初始粒径分布符合R-R分布,同一粒径的颗粒荷电量符合Bo ltz-m ann平衡电荷分布的荷电颗粒的凝聚。结果表明:荷电颗粒群经历外电场作用下的凝聚过程后,其粒径分布仍然保持R-R分布状态,只是平均粒径加大,粒径分布更加集中;同一粒径的颗粒荷电量仍然保持Bo ltzm ann平衡电荷分布。静电除尘器各电场间增加凝聚场以降低燃煤锅炉可吸入颗粒物污染是可行的。     

循环流化床锅炉煤燃烧效率研究

人们已经认识到飞灰含碳量是燃煤循环流化床锅炉的重要问题．它影响了燃烧损失和锅炉效率．在循环流化床实验台上对六种煤的燃烧进行了研究,与燃用相同煤种的循环流化床锅炉的结果比较,并与热重分析(TGA)数据关联,结果表明,飞灰含碳量不仅受运行参数如床温、过量空气系数、配风情况、床存量及床质量的影响,而且受煤特性影响,煤本身的反应活性是最主要的．利用热重分析(TGA)数据可以预测该燃料在循环流化床锅炉燃烧时的飞灰含碳量。     

射流流化床不同环隙气速下射流深度的研究

以4种单一组分、3种混合组分为实验物料,研究了射流流化床不同环隙气速下射流深度的变化规律.利用6支Pitot管组成的电磁阀循环切换装置,考察了射流动量的轴向分散.结果表明,射流深度随射流气速的增大而增大;当射流气速相同时,喷口直径增大射流深度增加.射流周围环隙气速由0变为2.5倍最小流化气速时,射流深度降低;射流周围环隙气速由2.5增为3倍最小流化气速时,射流深度不变.提出了预测混合物床层不同环隙气速下射流深度的关系式.     

水煤浆气化炉三通道喷嘴气相流场的数值模拟

为研究三通道喷嘴结构对气化炉宏观冷态气相流场的影响,利用计算流体力学软件F luen t对水煤浆气化炉的三通道喷嘴和简单的单通道喷嘴分别在自由射流和受限射流情况下进行了气相流场的数值模拟。通过对两种喷嘴在自由射流和受限射流流场的比较,发现二者的流场非常相似,只是在距喷嘴出口较近处速度分布有明显不同。这说明喷嘴的结构对气化炉宏观气相流场的影响并不如入口速度对气相流场的影响显著。通过对喷嘴附近处径向和轴向速度分布的分析,发现三通道喷嘴外环气流和中心气流有强烈的撞击,这对水煤浆的雾化起到重要作用。