基于实验教学的火焰光谱测量系统设计及应用

根据热能与动力工程专业本科实验教学对燃烧测量的需求,设计了一套火焰光谱测量系统。该系统以一台可见光光谱仪为主要设备,通过自行开发的火焰光谱处理软件可测量各种火焰光谱辐射强度,并结合热辐射定律及双色法可计算出火焰温度和黑度,反映火焰燃烧状态。本系统易于操作,应用于实验教学中,分别测量了乙烯火焰和酒精灯火焰,计算了乙烯火焰温度和黑度,并根据测得光谱强度分布判断出酒精灯火焰中包含碱金属元素,向学生展示了火焰光谱测量的方法及特点。     

水葫芦水热碳化过程中焦炭物化结构演变特性

以水葫芦为原料,利用高温高压反应釜对240℃、停留时间0.5~24.0h下水热炭物化结构的演变特性进行分析.研究发现:不同停留时间下焦炭的产率及O/C和H/C原子比的范围分别为22.17%~31.67%,0.19~0.45和0.94~1.51,焦炭的热值范围为16.83~20.63 MJ/kg.通过对焦炭进行分析测试,探讨水热炭的生成机理以及炭微球的形成机制,结果表明:4.0h后延长停留时间对焦炭的化学特性没有明显的影响;但是随着时间的进一步延长,水热炭却表现出较好的结构特性,可以观察到焦炭表面有大量微球的生成,具有典型的核壳结构,炭微球的表面含有大量的活性含氧官能团,内部则为低活性的含氧官能团;水热炭比表面积随着时间的延长先增大后减小.     

新型ACF可见光催化剂的制备与比较机理研究

利用水合肼还原法制备Cu2O,并向溶液中投入TiO2粉末的方法制备的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-1),与经过水合肼还原法制备的Cu2O,溶胶凝胶法制备的Ti O2混合的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-4),在反应设备中进行吸附脱除NO实验对比,证明前者吸附效率高而选择ACF-1进行下一步调整,水合肼还原法制备Cu2O过程中,先后对TiO2投入量的不同,和ACF负载时间不同进行调节,在反应设备中进行脱除NO实验,最后选定由Ti:Cu=0.5:1,负载时间为50min条件下制备的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-1),并对ACF-1与ACF-4进行XPS表征,分析改性前后ACF表面元素含量和官能团的变化。研究表明,改性后ACF表面官能含量增加,增强了ACF对NO吸附能力,使脱硝效率达61%。     

污泥干化臭气控制方法对比试验研究

为减少污泥干化过程中所释放臭气对环境的影响,对比研究了不同碱性添加剂对污泥干化臭气释放的抑制效果,以及不同吸附剂对污泥干化臭气的吸附效果.研究结果表明:污泥在干化前添加碱可以有效抑制含硫臭气的释放,尤其是酸性气体H_2S和SO_2的释放,并且所添加碱的碱性越强、抑制效果越好,在250℃下释放的气态硫化物总量不到样品中总硫含量的1%.在污泥直接干化尾气条件下进行吸附试验,发现分子筛与菌液对含硫、含氮气体吸收效果优于水和Na_2CO_3溶液,不再与气体的酸碱性相关,对于多数气体的脱除率都能达到90%以上.相比添加碱抑制臭气释放的方法,臭气产生后利用不同介质吸附对臭气排放的控制效果更好.     

1000W超超临界二次再热机组火用分析

针对国内某电厂1 000 MW超超临界二次再热机组的火用分布情况进行了研究.利用ASPEN PLUS软件建立机组模型,根据火用平衡方程,计算火用损失和火用效率,确定系统中能量损失的主要部位,为该电厂的运行优化和节能技术改造提供科学依据.研究结果表明:锅炉炉内燃烧火用损最大,其次是炉内换热面;汽轮机火用损主要集中在超高压缸和低压缸;该机组回热加热系统的火用效率较常规机组火用效率高约2.8%;低压缸更低的排汽参数使该机组凝汽器火用损约是常规一次再热机组的50%,能级利用更加合理.     

基于二维灰度熵及混沌粒子群的图像阈值选取

为了同时考虑直方图的概率信息和类内灰度级的均匀性,提出了基于灰度级-梯度二维直方图的Shannon灰度熵及Tsallis灰度熵阈值选取方法.给出了Shannon灰度熵和Tsallis灰度熵的定义及其一维阈值选取方法,导出了二维Shannon灰度熵及Tsallis灰度熵阈值选取公式及其快速递推算法,并利用混沌粒子群算法寻求两种阈值选取方法的最佳阈值.实验结果表明,与基于改进的二维最大熵及粒子群递推的阈值选取方法相比,所提出方法的分割图像能更准确地反映原始图像的边缘、纹理及细节信息.     

热解和灼烧温度对稻壳灰特性的影响

为了探讨稻壳热解气化过程对稻壳灰物化结构及其活性的影响,研究了热解及灼烧对稻壳灰的表面结构以及微晶结构的影响.结果表明:直接灼烧时稻壳中的非晶SiO2在800℃左右开始转化为鳞石英而失去活性,稻壳经历高温热解后在600℃下灼烧制备稻壳灰可以保护SiO2的活性;灼烧温度对灰的孔隙特性有明显影响,灼烧温度高不利于稻壳灰的表面结构的改善;热解温度对稻壳灰孔隙特性影响较小,稻壳焦炭600℃下灼烧可制取比表面积大于60m2/g的稻壳灰.     

水泥分解炉内煤焦及煤粉还原NO的试验

利用模拟分解炉悬浮及喷腾条件的气固试验台对水泥行业中2种典型煤样的煤焦及煤粉再燃条件下还原NO进行了试验研究,考察了在有无生料催化作用下煤焦及煤粉还原NO的特性.研究结果表明:煤粉对NO的还原能力远强于煤焦,对不同挥发分含量的煤粉,随着挥发分含量增加,煤粉还原NO的能力增强;水泥生料对煤焦及煤粉还原NO均具有一定的催化作用,且水泥生料对挥发分较高的烟煤还原NO催化作用更强;煤焦及煤粉对NO的还原作用随温度升高而增强,且水泥生料对煤粉及煤焦还原NO的催化作用随着温度的升高而增加.     

煤中矿物质定量灰熔融热分析方法

灰沉积结渣对燃煤电站锅炉安全经济运行有重要影响, 结合低温灰化X射线衍射矿物定量分析和经典热分析理论, 发展了一种基于煤中矿物质定量灰熔融动力学分析方法, 通过低温灰熔融过程热量分析, 计算获得了矿物质熔融反应进程曲线, 与常规煤灰熔融性测定方法测得的灰熔点相比, 采用该方法计算的灰熔融特征曲线能更好地反映灰熔融动态变化规律; 揭示了煤中矿物熔融多阶段反应过程, 从理论上阐明了矿物熔融逐渐加剧的过程.     

透镜到样品表面距离对LIBS测量的影响

采用Nd:YAG激光器产生的脉冲激光诱导击穿铜片形成等离子体,研究了透镜到样品表面距离的不同对激光诱导击穿光谱(LIBS)测量的影响.实验选择合适的延迟时间和采样门宽,并选用元素谱线λ(Cu)为324.8 nm和327.4 nm,λ(Zn)为330.3 nm和334.5 nm进行分析.实验结果表明,透镜到样品表面的距离对LIBS测量确实有很大的影响,谱线强度以及其相对标准偏差均与透镜到样品表面距离密切相关.透镜到样品表面的距离大于焦距时,空气击穿现象严重,不宜用于LIBS测量.激光脉冲能量大,透镜到样品表面距离对LIBS测量的影响大,激光脉冲能量小则相反.