加入CH4促进选择性非催化还原的CFD模拟研究

在实验研究和机理分析基础上利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent,结合简化的反应机理模型,对沉降炉脱除NOx实验过程进行了模拟研究。模拟结果表明,在较低反应温度(1 073 K)下,喷入的氨基还原剂基本不与烟气中的NOx反应,形成较高的氨泄漏;而在较高的反应温度(1 373 K)下,喷入的氨基还原剂部分被烟气中的氧气氧化为NOx,导致NOx脱除效率较低。加入微量CH4能够促进较低温度下的选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)反应,并减少氨泄露。在较高温度下SNCR反应速率加快,仍有部分NH3被氧化为NOx,但总体NOx脱除效率有所提高。模拟结果与实验结果的对比分析表明,采用简化的反应模型和CFD结合可以对常规SNCR反应和加入CH4的脱除NOx反应过程进行较为准确的模拟。     

整体高炉联合循环

提出了炼铁发电联产流程-整体高炉联合循环(IBFCC).为此还总结了高炉的造气特点和整体煤气化联合循环(IGCC)开发历程.通过建立以物料和能量平衡为基础的数学模型,模拟研究了风口喷吹制度对高炉炉顶煤气流量和热值的影响.计算和分析表明,整体高炉联合循环具有高效和清洁的优势.     

煤粉燃烧中NO_x的预测:模型开发及Fluent实现

开发了新的煤粉燃烧NO_x预测模型,模型考虑了热力型,快速型和燃料型NO_x的生成以及已生成NO_x的异相,均相还原。通过不同煤种的大量热解实验建立了燃料N在挥发分,焦炭中分配比例的经验公式。为解决欠氧还原区NO_x均相还原的定量描述问题,提出以CO,H_2浓度来间接表征气相碳氢化合物含量的方法。利用Fluent提供的用户自定义函数(UDF)接口,加入焦炭与CO_2,H_2O的气化反应,准确计算CO,H_2在燃烧全过程的衍化规律。编写程序将NO_x模型以UDF的形式嵌入Fluent中,实现新的NO_x模型与先进湍流,辐射换热模型的耦合计算。与原有模型相比,新的NO_x预测模型可以自适应不同燃烧条件(常规燃烧,空气分级燃烧)下NO_x迥异的生成与还原特点,从而有助于评判不同结构设计,运行条件对NO_x排放的影响。     

煤热解动力学的单一反应模型和分布活化能模型比较

利用程序升温热重技术研究了宝日希勒褐煤和包头烟煤热解的失重过程,比较分析了单一反应模型和DAEM对其动力学分析的适应性。单一反应模型仅需一条失重曲线就可以获得动力学参数,但一般需要对失重曲线进行分段处理,且只能得到某一温度范围内活化能的平均值。Miura积分法可以在DAEM的应用中不需事先假设活化能分布的形式和频率因子为定值,由至少3条不同升温速率下的失重曲线直接得到煤热解的活化能分布和频率因子的值。Miura积分法的结果表明,宝日希勒褐煤和包头烟煤热解的活化能随着失重率的升高而增大,活化能分布于250～400kJ/mol的区间。频率因子先随活化能的升高而增大,而当活化能大于300kJ/mol时,频率因子趋于水平。DAEM能描述非等温热解自低温到高温的全过程,对煤种和升温速率变化有宽广的适应性。     

贾汪15 MW增压流化床联合循环中试机组PFB锅炉投入满负荷运行

中国第一套容量为15MW的中试增压流化床联合循环发电机组，于1998年在徐州贾汪发电厂建成，经过两年多的调试、改造和试运行，已具备正常运行条件。至2000年底，该锅炉已顺利通过72h连续试运行考核，并于2001年4月初通过了国家科技部组织的项目验收。简要介绍贾汪发电厂的增压床锅炉的主要设计参数、总体布置型式、负荷调节方式、主要受热面的结构型式等。对试运行结果进行了分析，主要包括试运行过程中的炉膛温度分布、底渣及飞灰的含碳量、锅炉燃烧效率、脱硫效率及锅炉负荷变化特性等，并与设计参数及理论计算结果进行比较分析，对PFBC锅炉的设计和运行具有实际的指导意义和参考价值。     

21世纪新洁净煤发电技术

效率低下和污染严重是目前我国发电行业存在的普遍问题,面对电力需求不断增长的局面,洁净煤发电技术在我国的推广实施势在必行。着重介绍了21世纪最具发展价值的洁净煤发电新技术。     

150MW商业示范PFBC－CC电站技术经济评价

此文对１５０ＭＷ商业示范ＰＦＢＣ－ＣＣ电站进行了技术经济评价，并与同等规模的ＰＣ＋ＦＧＤ电站及ＩＧＣＣ电站相比较，证明ＰＥＢＣ－ＣＣ电站的各项经济指标良好，我国目前已具备建设该类电站的条件。     

直接碳燃料电池技术研究进展分析

直接碳燃料电池(Direct Carbon Fuel Cell,DCFC)能够直接将固体碳燃料中的化学能高效、清洁地转化为电能,对煤炭的合理利用、污染物控制以及CO2减排具有重要意义。目前已开发出以熔融碳酸盐、熔融氢氧化物和固体氧化物作为电解质的多种DCFC,但与其它燃料电池技术相比,研究尚处于起步阶段。本文综述了DCFC技术的发展历程及研发现状,对现有DCFC加以分类,分析比较了其各自工作机理、性能特点以及在CO2减排方面的特性。在总结各类DCFC所面临的技术难题基础上,展望了直接碳燃料电池技术今后可能的发展方向。     

火电厂热力系统实时热力计算方法研究

回热系统是火电厂热力系统的重要组成部分,也是进行热力计算的重点。文章在建立了热力系统加热器的通用性数学模型的基础上,用循环函数法对整个回热系统进行热力计算,将循环函数法进行了改进,并应用到实时热力计算中,应用实例表明此种方法概念明确,结果准确,容易在帝时计算中实现等特点。     

催化剂对褐煤焦孔隙结构和表面形态的影响

在固定床反应器中对添加了碱金属K、碱土金属Ca、过渡金属Ni和Fe的褐煤进行制焦，采用N2等温吸附法测量各煤焦孔隙结构的表征参数，从而研究催化剂对煤焦的孔隙结构和气化反应性的影响。同时利用扫描电子显微镜分析煤焦表面形态的变化。测试结果表明，原煤焦主要含中、微孔；相对于原煤焦，添加Ca、Ni和Fe后煤焦的孔隙结构向中大孔发展，微孔比表面积减小，中大孔比表面积增大；而K-char的微孔和中大孔比表面积均大幅度减小。原煤焦以及添加Ni和Fe后所制成的焦均具有不规则粗糙表面和直管壁结构2种表面形态。当催化剂添加量达10%时，Ca-char和K-char从具有与原煤焦相同的表面形态发展为仅有粗糙表面形态。K-char和Ca-char的气化反应性随催化剂添加量的增加而增强，但K-char的比表面积随催化剂添加量的增加而减小，Ca-char的比表面积随催化剂添加量的增加先减小后增大。