T-Tb吸收剂中温固硫及磨耗特性的实验研究

为解决中温烟气脱硫(flue gas desulfurization,FGD)反应过程的流阻损失大、吸收剂易磨耗导致钙流失等问题,针对已有的石灰/飞灰水合吸收剂(T-T Sorbent)的不足,通过添加生物质制成新型钙/生物质基水合吸收剂(T-Tb Sorbent)。研究表明:T-Tb吸收剂比重小,与石灰相近;颗粒粒径进一步减小,使固硫反应速率增加10%;吸收剂的磨耗量由100%降低至32%,耐磨耗能力显著提高。原因是生物质经水合和高温热解后生成的水合硅酸盐强化了吸收剂微粒之间的结合力。T-Tb吸收剂在固硫和磨耗方面具有综合优势,足可取代原有吸收剂。     

水合活化固硫装置脱硫效率试验研究

通过建立水合活化固硫试验装置，研究装置的工艺特性对装置脱硫率的影响规律．试验结果表明，各因子对脱硫率的影响程度由大到小依次是：水钙摩尔比、钙硫摩尔比、二氧化硫量、烟气入口温度和停留时间；在其他因子保持不变的前提下，装置的脱硫率分别随各单项因子的增加而有不同程度的提高．试验研究的结果验证了本文中探讨的水合活化固硫机理——反应发生在气、液、固三相之间，雾化水滴和吸收剂颗粒碰撞并在其表面形成液膜是固硫反应的前提．     

尿素/添加剂湿法烟气同时脱硫脱氮研究(Ⅰ)--吸收反应中尿素消耗的动力学方程

研究尿素、添加剂的吸收剂溶液对烟气同时脱硫脱氮吸收反应过程中尿素消耗的动力学方程.实验结果表明,吸收过程中尿素溶液浓度随时间的变化呈线性关系,即为零级反应方程;无添加剂的尿素溶液的反应速率常数k为0.857 1 mmol·L-1 ·min-1,而加入乙二胺和磷酸铵添加剂的尿素溶液反应速率常数k分别为1.945 mmol·L-1 ·min-1和1.152 1 mmol·L-1 ·min-1.此外,烟气同时脱硫脱氮吸收反应的速率常数大于烟气单独脱硫吸收反应的速率常数和烟气单独脱氮吸收反应的速率常数之和.这说明烟气同时脱硫脱氮吸收反应过程中各反应有协同促效作用.     

尿素／添加剂湿法烟气同时脱硫脱氮研究（I）——吸收反应中尿素消耗的动力学方程

研究尿素、添加剂的吸收剂溶液对烟气同时脱硫脱氮吸收反应过程中尿素消耗的动力学方程.实验结果表明,吸收过程中尿素溶液浓度随时间的变化呈线性关系,即为零级反应方程;无添加剂的尿素溶液的反应速率常数k为0.857 1 mmol·L-1 ·min-1,而加入乙二胺和磷酸铵添加剂的尿素溶液反应速率常数k分别为1.945 mmol·L-1 ·min-1和1.152 1 mmol·L-1 ·min-1.此外,烟气同时脱硫脱氮吸收反应的速率常数大于烟气单独脱硫吸收反应的速率常数和烟气单独脱氮吸收反应的速率常数之和.这说明烟气同时脱硫脱氮吸收反应过程中各反应有协同促效作用.     

水和水蒸气对钙基吸收剂脱硫性能影响的研究

在半干法烟气脱硫试验中,分别就水和水蒸气对钙基吸收剂脱硫性能的影响进行了对比研究。从化学反应热力学及反应动力学分析可知,与液态水活化钙基吸收剂相比,水蒸汽活化后吸收剂的脱硫性能有了比较明显地提高,吸收剂的失效时间和利用率都有所提高。钙基吸收剂的利用率随着水分含量的增加而变大,当烟气含湿量为20%时,水蒸气活化下,吸收剂的利用率可达到20%左右,比液态水的活化高10%。     

中温同时干法钙基脱硫与氨法脱硝的实验研究

为了弄清楚中温条件下同时进行钙基脱硫与氨法脱硝的可行性,该文研究了脱硫脱硝过程中的相互作用。通过固定床实验台在700~850℃研究烟气中NO以及喷入的NH3对CaO固硫反应的影响以及SO2、CO2和H2O存在时固硫产物的脱硝活性。研究结果表明:烟气中的NO对固硫反应无明显影响,NH3仅在700~750℃且有CO2和H2O存在时才会使得CaO固硫反应速率有稍微的降低;SO2使得固硫产物对脱硝反应的催化效果减弱,但这种影响可逆,且H2O会减弱SO2的这种抑制作用。并且固硫产物在SO2,CO2和H2O同时存在时总体仍体现出较明显的脱硝效果。     

氧化钙孔隙参数对固硫反应速率的影响

为研究孔隙结构对固硫特性的影响,采用随机行走方法从分子运动理论的角度建立了多孔颗粒中的气体扩散模型。用简单碰撞理论来模拟气固反应,运用Fick扩散定律来模拟钙离子在产物层中的扩散。在不同温度和不同二氧化硫体积分数下进行数值模拟,研究了反应条件及孔隙参数对固硫速率的影响。结果表明,在固硫过程第一阶段,固硫速率与温度关系符合Arrhenius方程,与反应气体体积分数成线性关系;固硫速率受颗粒的孔隙率及比表面积的影响规律不明显,而与分形维数的指数成线性关系。     

碳酸钙热分解机理的热重试验研究

碳酸钙热分解是炉内喷钙脱硫过程中一处重要反应，对脱硫率有较大的影响。本文采用热重技术研究碳酸钙热分解机理。在热重分析的基础上，按不同化学反应机理求反应动力学参数和回归误差，根据相关系数最小的原则确定最佳分解机理。研究结果表明相界反应（球形对称）是喷钙脱硫过程中碳酸钙热分解主要机理，石灰石细粉的高温分解时间在10^2s数量级，可将喷钙脱过程的CaCO3热分解过程和脱硫反应过程看作相对独立的反应过程。实验结果与文献结果有较好的一致性。     

CuO/Al2O3作为载氧剂的流化床化学链燃烧数值模拟

以欧拉-欧拉双流体模型和气固非均相化学反应动力学为基础,嵌入了气固化学反应速率方程和反应内热源项的UDF(自定义函数)程序,对化学链燃烧燃料反应器——鼓泡流化床内气固两相流动及化学反应过程进行了数值模拟,并分析了甲烷进气速度对床内气固两相流动、传热及化学反应速率的影响.结果表明:随着甲烷进气速度增加,床内气固混合更加剧烈,气泡的产生、碰撞和破碎使得气固分布不均,流化质量下降,导致反应器内化学反应速率以及温度分布不均,床内局部存在的高温区域将使颗粒温度过高而烧结,降低了甲烷燃烧效率.     

烧结板布风的甲烷化流化床反应器建模与分析

采用双流体模型对烧结板型气体分布器的甲烷化流化床反应器进行数值模拟,在ANSYS-FLUENT平台中利用用户自定义函数建立了烧结板型气体分布器的数学模型;并对过程反应动力学模型进行改进,在宏观上实现了反应速率与催化剂浓度的正相关;通过模型的计算结果与实验数据对比验证了模型的有效性.在模拟结果的基础上对烧结板型气体分布器的甲烷化流化床反应器的参数分布进行了分析,结果表明:烧结板模型的引入增强了反应器进口边界描述的精确性,对反应动力学模型的合理改进更好地反映了甲烷化反应过程,并更符合实验结果,从而提高了模拟计算的精确性.     

高温煤气中NH3、有机硫、HCl及焦油蒸气的同时脱除

在固定床反应器中对高温煤气中NH3、有机硫化物、HCl及焦油蒸气4种污染物进行了单独和同时脱除的研究,其中选择CS2和1－甲基分茶分别作为高温煤气中有机硫化物和焦油蒸气的模型化合物。研究得出,高温煤气中氨催化分解和1－甲基萘化裂解的最佳催化剂同为Ni－3催化剂,CS2转化的最佳催化剂为硫化态的Ni－3催化剂,最好的脱氯剂为ECl。在NH3、CS2、HCl及1－甲基萘4种污染物同时存在时,将上述脱除剂组合在一起进行同时脱除实验表明：ECl脱氯剂对HCl的转化率和Ni－3催化剂对1－甲基萘的转化率均为100％,氧化态的Ni－3催化剂对NH3的转化率和硫化态的Ni－3催化剂对CS2的转化率则随温度的升高而增加,在300－550℃之间,氨的最大转化率为79％,CS2的最大转化率为88％。     

石灰石脱硫的加压热重分析试验

对徐州３种石灰石和南京一种白云进行脱硫加压热重试验，分析了石灰石脱硫反应的机理，当ＣＯ２分压低于ＣａＣＯ２平衡分解压力时，ＣａＣＯ２将发生分解，此时的硫化瓜发生在ＣａＯ和ＳＯ２之间；当Ｃ粉压高于ＣａＣｏ２平衡分解压力时，ＣａＣＯ３将不发生分解，直接与ＳＯ２发生硫化反应，得到了压力、石灰石品种、温度和ＳＯ２浓度等对钙利用率的影响规律，同时计算了石灰石脱硫的反应动力学参数。     

底吹中间包内钢液及夹杂物运动特性的数模研究

根据某厂实际中间包的操作工艺参数，采用欧拉两流体模型和拉格郎日随机轨道模型，模拟计算采用湍流控制器和气幕挡墙技术的中间包内的钢液流动特性及钢水中夹杂物的运动行为，研究结果表明，中间包底部吹气过程可以有效地改善钢液的流动状态，消除短路流，起到中间包档墙的作用，并且增大夹杂物在中间包内上浮排出率，大大提高了钢水的清洁度．     

苤蓝皮生物吸附去除水体中的阴离子染料

用低值的地产苤蓝皮材料作为生物吸附剂去除水体中的三种阴离子染料苋菜红、日落黄、亮绿,研究了pH值、吸附剂量、染料浓度、吸附剂粒径、离子强度、吸附时间等对吸附的影响,确定了最佳吸附条件.结果表明:三种染料在pH值为2时去除率较高;吸附在36h达到平衡.吸附等温线符合Langmuir模式,吸附过程符合Langergren准一级动力学方程.     

射流曝气器内部流动二维数值模拟

在简要介绍射流曝气内部流动过程的基础上,针对射流曝气器内部复杂流动,利用FLUENT软件,模拟了其内部二维流动过程。模拟流量报告证实选用的多相流混合模型正确,但压力曲线与它人结果差异较大,后采用轴对称欧拉多相流模型结果良好。     

一类Guerbet反应选择性的数学建模研究

建立了以乙醇、乙醛为原料，合成正丁醇的Guerbet反应数学模型。证明了模型正平衡点的存在性，分析了反应器流速、投料比对模型平衡点及其稳定性的影响，模拟了正丁醇选择性、收率与乙醇转化率随接触时间、投料比的变化状况。结果表明：在接触时间确定的情况下，可以通过调节投料比使正丁醇选择性、收率与乙醇转化率达到较高水平。     

双搅拌高效澄清萃取槽混合室均混时间的数值模拟

利用CFD软件FLUENT120,采用Realizablek-ε湍流模型、Eulerian多相流模型及Morsi Alexander相间曳力系数模型,使用滑移网格法处理桨叶的旋转区域,对新型萃取槽混合室内的液-液体系的均混时间以及搅拌功率进行数值模拟.结果表明:随着搅拌转速的增大,搅拌桨消耗的功率增加,水油两相的均混时间减小.搅拌桨转速达到400r/min后,增大转速则搅拌功率继续增大,但对液-液两相均匀混合时间的影响不大.     

渣油加氢裂化膨胀床反应器反应性能模拟

针对渣油加氢裂化这一复杂多相反应体系,建立了包含传质和反应的多相膨胀床反应器模型。基于模拟重点考察了反应温度以及反应器床层内填装不同外形催化剂对反应器出口中间馏分油质量收率的影响。结果表明：（1）在所模拟的温度范围内,取反应温度为693K时,中间馏分油出口质量收率最大,为75.02%;（2）在反应器内分别填装不同形状催化剂时,反应器出口中间馏分油的质量收率不同,其中当填装四叶草形催化剂时,中间馏分油质量收率最大,为81.42%。     

喷钙脱硫钙基吸着剂经济性评价方法探索

炉内喷钙脱硫是最适合我国国情的烟气脱硫技术之一，其运行费用取决于钙基吸着剂的成本.本文用理论与工程实践相结合的方法，介绍一种通过研究钙基吸着剂吸硫反应动力学特性来预测吸着剂的吸硫性能及其经济性的方法，从而为选用质优价廉的吸着剂探索了新的途径.     

转换速率对输出消光比影响的小信号分析

由半导体光放大器速率方程及泵浦光、探测光在放大器中的传输方程,建立了交叉增益调制波长转换器中转换速率与输出消光比关系的小信号理论模型,并在不同泵浦光功率下进行了数值计算,分析表明转换速率对输出消光比有重要影响,为研究波长转换器的消光比特性提供了理论依据