煤燃烧过程中气态氟化物生成机理

为了研究燃煤过程中气态氟化物生成机理，在燃煤过程中气态氟化物生成特性试验研究的基础上，根据煤中氟的赋存形态、含氟矿物的热分解特性和煤的燃烧过程，通过固定床管式炉燃煤氟析出等温动力学实验建立了燃煤过程中气态氟化物生成动力学模型。结果表明，燃煤过程中气态氟化物生成可用一级反应动力学来描述，反应活化能E和频率因子A依赖于煤中氟的赋存形态和热稳定性，对于实验煤种A在12．5-46．0min^-1，E在28．0-65．1kJ．mol^-1。研究结果对揭示不同燃烧设备条件下煤中氟的燃烧转化规律、进行燃煤大气氟污染治理有理论指导意义。     

马铃薯发酵产氢的菌株培养基改良研究

为了促进马铃薯发酵产氢,研制了改良培养基驯化产氢菌株并使用淀粉生物酶降解马铃薯.将活性污泥煮沸后作为产氢菌株的接种体富集培养,使用Cl-代替SO42-改良传统培养基消除了传统发酵产氢的启动滞留期(约12h),单位最大产氢速率从703.4mL/(g·d)提高到800.5mL/(g·d),最大产氢潜力从205.2mL/g增加到218.2mL/g.通过a淀粉酶和糖化酶处理进一步提高了马铃薯的发酵产氢能力,单位最大产氢速率进一步提高到944.7mL/(g·d),最大产氢潜力进一步提高到267.2mL/g.生物气中氢气的体积分数为43%～69%,无甲烷.     

质子交换膜燃料电池的三维数值分析

发展了一个用于研究包括流道在内的整个质子交换膜燃料电池的三维数学模型.模型同时考虑了流体流动、热量传递、电化学动力学和多组分传递.通过求解传输方程组,并耦合电化学动力学方程,获得了电池内的流动、温度、反应物浓度等分布和电池的极化性能曲线.最后,比较了估算的极化性能与文献中的实验数据,结果表明两者较好地相符合.     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验(Ⅰ)

建立了模拟固定床的管式炉煤燃烧气态氟化物析出试验装置和方法,通过燃烧试验获得了燃烧温度、停留时间、燃烧气氛等燃烧条件对气态氟化物析出的影响关系。结果表明：煤中氟析出率随燃烧温度的升高而逐渐增加,在不同温度区间,温度对排放率的影响具有阶段性,停留时间对燃煤氟化物的生成有重要影响;氧化性气氛对氟化物生成影响不大,随炉内气氛由弱还原性气氛向强还原性气氛的转化,氟析出率明显降低,对氟化物生成有一定影响。     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验研究(Ⅱ)

为了有效治理燃煤造成的大气氟污染,必须了解煤燃烧过程中氟的析出特性和影响因素。通过固定床管式炉煤粉燃烧试验,研究了煤种特性因素对燃煤氟析出影响规律与氟析出特性,其中包括煤种、氟含量、粒度、烟气中水蒸气含量及煤中矿物成分等对燃煤氟析出的影响。结果表明：不同煤种的氟析出率均随燃烧温度的升高而增加,表现出较强的相似性与一定的差异性。这种相似性表明燃煤氟析出过程可用统一的动力学模型来描述：差异性表明燃煤氟析出过程受煤中氟化物赋存形态与物理化学转化过程的影响。在炉内停留初期煤的粒度对氟的分解与析出影响较大,而在炉内停留的后期煤的粒度对氟的分解与析出影响则较小：燃煤水分及烟气中水蒸气的存在可明显促进煤中氟的析出;煤中二氧化硅会促进煤中氟的析出。     

若干典型煤灰样烧结熔融特性研究

为了进一步认识灰渣的沾污结渣特性,对不同灰熔点的六种煤灰样的烧结熔融特性展开试验研究.通过烧结率变化规律、X射线衍射仪(XRD)物相分析、微观扫描电镜(SEM)和电子探针分析,研究煤灰样烧结熔融特性及其差异原因.结果表明,煤灰的强烧结性主要是因为较多低灰熔点的钠钾复合化合物等生成,而弱烧结性煤灰中含有大量高熔点物相.特别需要指出的是,灰熔点低的煤其烧结性未必强,而灰熔点高的煤其烧结性未必弱,关键取决于其反应生成的物相及其特性.     

气固两相湍流射流的直接数值模拟

采用直接数值模拟研究了Re=3000的气固两相二维湍流射流的流场特征.一阶平均量与实验值吻合得很好,Reynolds应力分布的峰值量级和曲线性态和实验数据是一致的.基于流场的结果,用单向耦合法研究了各种典型尺寸颗粒在流场中的扩散行为和浓度分布规律.其中,St=0.01的颗粒可视为示踪粒子;St=1的颗粒展现了有趣的扩散规律,即均匀散布在涡核外围;St=10为大尺寸颗粒.     

气固两相混合层卷起过程的直接数值模拟

在设定混合层卷起过程的流场初始条件下,应用拟谱方法和Lagrange方法对时间模式的两相湍流混合层进行了直接数值模拟,求解流场的瞬态涡量场和颗粒场,分析流场不同类型涡结构的拟序特征,定性研究不同大小的颗粒在混合层中受流场涡结构的影响,描述了不同Stokes数颗粒的扩散规律和浓度分布.     

煤中氟化物浸提试验研究

首次采用浸提试验系统研究煤中氟化物赋存形态。结果表明,许多溶剂都能从煤中浸出相应形态和数量的氟化物,煤中不同浸提态氟按氟含量高低存在如下趋势:酸浸提态氟>碱浸提态氟>盐浸提态氟>水浸提态氟,浸提结果反映了煤中几种不同赋存形态氟化物含量的数量级概念,以无机盐矿物形态存在的难溶性氟化物是煤中氟的主要赋存形态。研究结果可为煤中氟赋存形态的研究提供试验方法与依据。     

煤中氟高温燃烧水解法测定影响因素实验研究

高温水解－氟离子选择电极法是煤中氟测定的首选方法，根据电化学理论和实验研究首次全面、系统地研究影响该方法测定过程和结果的各种影响因素和影响关系，获得了最优的测定条件和较高的测量精度，研究结果不仅对于煤炭的合理配置利用、正确进行氟化物环境影响评价及燃煤氟化物污染防治研究等方面具有重要的现实意义，而且对于探索煤中氟测定新方法也具学术参考价值。