生物质残余物燃烧特性热重分析

为了掌握农林废弃物燃烧利用的规律,对稻壳、竹子及松树粉样燃烧条件下进行热重实验,并就其着火性、可燃性、稳燃及燃尽性进行分析研究。研究结果表明:竹子粉末的着火温度低,只有240.57℃,其可燃性及稳燃性要比松木粉及稻壳粉好很多;松木粉的燃尽特性指数为竹子粉末及稻壳粉0.70~0.75倍,因此,挥发分析出过程吸热量大则其中重质烃组分含量高,对着火和燃尽都不利;灰分对于调整生物质中挥发分的析出具有促进作用,但不利于生物质燃料的燃尽。     

干馏松焦油在钙基催化剂作用下的裂解燃烧特性

为提高耐火材料组分的焦油催化裂解作用,对松焦油与不同钙基催化剂添加物试样进行燃烧条件下的热重实验,并对催化剂作用下焦油的组分、着火性、稳燃及燃尽性进行分析.研究结果表明:钙基催化剂不能改善干馏松焦油的着火性,但对焦油具有良好的催化重整作用,使得干馏松焦油的燃尽特性指数由46.85×10-4 min-1迅速下降到(20.73～24.12)×10-4 min-1;燃烧生成的CO2与CaO的作用有利于促进燃烧,CaCO3则促进了焦油中重质烃成分与轻质烃成分中碳元素的交换,使焦油组分更趋一致.     

煤泥掺烧的燃烧特性实验分析

本文采用STA409PC热重分析仪对煤泥与中煤掺烧特性进行实验研究,通过改变掺混比例和氧浓度,对样品的TG和DTG曲线进行分析,计算了可燃性参数、稳燃性系数和综合燃烧特征参数。结果表明,随着掺混比例的增加,主要燃烧特征参数总体呈下降趋势;随着氧浓度增大,主要燃烧特征参数大体呈增大趋势。     

污泥与地沟油制混合燃料的燃烧特性

市政污泥和地沟油混合制备新型燃料为废弃物资源化利用提供了新方法.文中利用热重-差示扫描量热同步分析仪对不同混合比例(污泥与地沟油的质量比分别为1∶0.0,1∶0.1,1∶0.2,1∶0.3,1∶0.4,0∶1.0)的燃料燃烧特性进行了研究,结果显示燃烧特性指数随着地沟油混入比例的增加而增加,而燃尽温度却相反,表明地沟油的混入有利于污泥的燃烧与燃尽.通过对10、20、30℃/min升温速率下Ozawa-Flynn-wall(OFW)和Friedmen两种无模型方法反应动力学的分析,并计算平均活化能发现:混合质量比为1∶0.3时,混合燃料的平均活化能最小,其值分别为149.2 k J/mol(OFW)和139.5 k J/mol(Friedmen),此时混合燃料还具有较低的燃尽温度(575.5℃).     

基于燃尽风优化的旋流锅炉燃烧模拟研究

基于现场试验数据,采用ANSYS15.0对某600 MW旋流对冲锅炉燃烧过程进行模拟,研究燃尽风率变化和上、下层燃尽风比例变化对燃烧特性的影响,分析减小不完全燃烧损失和降低NO_x生成量的相互制约性。研究表明:随着燃尽风率的增大,NO_x生成量明显下降,而煤粉不完全燃烧损失增大,颗粒燃尽率降低;上、下层燃尽风比例变大时,不利于未燃碳燃尽,但空气分级作用增强,可使NO_x生成量减少。综合考虑,在额定负荷下,较优的燃尽风率变化范围为20%~25%,上、下燃尽风比例为3∶2左右。     

小油量气化煤粉燃烧系统在75t/h锅炉上的应用

阐述了小油量气化燃烧直接点燃煤粉燃烧系统工作原理、系统构成,重点介绍了小油量气化煤粉燃烧系统在75t/h锅炉上的工业性应用试验研究及经济性分析。试验结果表明小油量气化燃烧直接点燃煤粉燃烧系统性能稳定,能实现机组冷、热态启动及低负荷稳燃,经济效益显著,达到工业应用条件。     

生物质与煤的混合燃烧实验研究

为了解生物质和煤的混燃特性,利用热天平对生物质、煤及其混合试样进行了热重实验研究,考察各试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,并对实验数据进行了分析处理,求出了反应的动力学参数活化能E和频率因子A.结果表明,同烟煤比较,生物质有较低的燃烧特征温度和较快的燃烧速率;在烟煤中加入生物质共燃后,着火燃烧提前,同时可以获得更好的燃尽特性.     

喷油器喷孔积碳对柴油机燃烧特性影响研究

使用光学电子显微镜,对比分析了新喷油器和积碳喷油器的喷孔形貌。图像表明:喷油器喷孔积碳后,喷孔出口有明显的不规则积碳,喷孔圆度发生变化,喷孔结构改变;喷孔内部粗糙度增大,有少量不规则积碳。利用单缸柴油机试验台架,分别使用新喷油器和积碳喷油器进行了外特性燃烧试验,分析了燃烧特性的变化规律。试验结果表明:喷油器喷孔积碳后,柴油机功率、扭矩下降,小时油耗、燃油消耗率增大,发动机动力性、经济性下降;由于积碳影响雾化质量,导致燃烧状况变差,缸内压力有所下降,同时造成滞燃期增长,预混合燃烧阶段放热量增多,压升率与放热率峰值明显增大,燃烧过程粗暴,排气温度升高。     

混煤燃烧特性的热重实验

将洞口和平煤分别与邵阳岩头岭、武冈龙坪老矿煤在不同配比下得到的混煤在STA449F3型热重分析仪中进行热重实验,利用热重分析法对两种不同掺烧方式下的混煤进行燃烧特性实验研究,分析两种掺混方式下混煤的着火温度和可燃性,并对其燃尽特性和综合燃烧特性进行研究,研究结果表明,各混煤的着火特性、燃烧特性和综合燃烧特性都是随着易着火煤种比例的增加而有所改善,通过对各项性能的分析,确定了混煤的最佳掺配比。     

生物质燃烧特性与动力学分析

为丰富农林业生物质利用方式,通过热重分析法研究生物质在不同条件下的燃烧特性及其动力学特性。研究表明,不同生物质燃烧特性明显不同。稻壳经不同温度水洗后综合燃烧特性指数增加,最大燃烧速率提高6.0~7.6 %/min,燃烧活化能高于原样,且在一定范围内水洗温度越高,焦炭燃烧阶段活化能越小;提高升温速率,生物质的着火温度、燃尽温度、残余率、最大燃烧速率及综合燃烧特性指数提高;生物质的燃烧反应遵循一级反应动力学模型,相关系数达0.955以上,挥发分析出燃烧阶段活化能均大于焦炭燃烧阶段。该实验结果可为生物质在火力发电行业应用提供参考。     

煤粉压力燃烧特性及动力学分析

利用加压热重分析天平,采用非等温燃烧方法对国内某钢铁厂高炉典型喷吹煤粉的燃烧特性及反应动力学参数进行了实验研究。研究了在0.1,1.1,2.1,3.1,4.1 MPa压力等级下试样煤粉的着火温度、最大燃烧速率温度、燃尽温度、综合燃烧特性指数(S)、最大燃烧速率等燃烧特征参数,计算了煤粉燃烧过程的活化能(E)和指前因子(A)。结果表明,北区煤粉在压力等级由0.1 MPa升至4.1 MPa的燃烧过程中,着火点温度最多下降了85.7K,失重峰值温度最多提前了249.3K,燃尽温度最多下降了375K,最大燃烧速率最多提升了10倍,燃烧特性指数最大为常压下的33.6倍;两段热解活化能和指前因子的对数值之间存在动力学补偿效应;煤粉的反应控制条件及燃烧方式转变的临界压力为3.1MPa。     

钝体稳燃器在燃用高灰分劣烟煤锅炉上的应用

本文以合山劣烟煤为例论述了燃用高灰分劣质烟煤后着火困难和燃尽度降低的原因,着重分析了采用钝体稳燃器后的燃烧特性。     

水蒸气对合成焦燃烧过程中SiO_2内含物气化挥发及PM生成特性的影响

为了综合分析温度和水蒸气含量对煤焦燃烧过程中二氧化硅(SiO2)气化挥发以及超细模态颗粒物(PM)生成特性的影响,利用高温管式沉降炉在1 400、1 800K的温度下模拟空气气氛(21%O2+79%N2),并分别加入体积分数为0%、5%、10%、20%、30%的水蒸气,进行合成煤焦燃烧实验。利用荷电低压撞击器(ELPI+)测得合成焦燃烧产物中PM的数量及质量浓度,并通过数量气化因子和气化率对SiO2气化挥发特性进行定量分析。研究表明:在各个实验工况下,超细PM的数量浓度占PM10数量浓度的比例达到99%以上,质量浓度占PM10质量浓度的比例不足1%;燃烧温度和水蒸气对SiO2气化的影响效果明显,在1 400K燃烧温度下,超细PM的累计数量浓度随着水蒸气的加入先减小后增大,累计质量浓度随水蒸气的加入而减小;在1 800K燃烧温度下,超细PM累计数量浓度和累计质量浓度均随水蒸气体积分数的提高而递增,1 800K、30%H2O时,合成焦中SiO2的数量气化因子和气化率均达到最大值,分别为7.95×1010/mg和0.95%。研究揭示了煤焦燃烧过程中超细PM生成及数量浓度与质量浓度的粒径分布关系,为高效降低燃煤过程中超细模态PM的排放量提供了理论依据。     

纳米铁粉燃烧特性研究

通过对粒径为50,100,500和20×10~3nm铁粉的比表面积实验(BET法)、燃烧热值实验和热分析实验,得到不同粒径铁粉的表面微观结构、燃烧热值和失重曲线,分析粒径对比表面积、燃烧热值的影响,研究不同粒径铁粉在10,20,30和40 K/min升温速率下的燃烧特性参数和动力学参数.结果表明:粒径减小,铁粉比表面积和燃烧热值均增大,当粒径为50 nm时,燃烧热值最高,其值为6 792.1 J/g.粒径增大,着火点温度、最高燃烧速率对应温度、燃尽温度升高,燃尽时间延长;升温速率增大,相同粒径铁粉的着火温度、最大燃烧速率对应的温度和燃尽温度升高,纳米铁粉的最大燃烧速率增大,而微米铁粉的最大燃烧速率减小.随着粒径和升温速率的增大,活化能和指前因子都增大且存在互补偿效应.     

氨燃烧特性及稳燃技术研究进展

针对当前氨燃烧存在着火困难、燃烧稳定性差及NO_x排放高等问题,从氨的基础燃烧特性出发,总结了现有的稳燃技术,包括氨、氢、甲烷混合燃烧,高压富氧等手段强化热质传递,以等离子为代表的外部辅助技术等．探讨了氨在不同动力设备如内燃机、燃气轮机及锅炉中的燃烧稳定性问题．未来氨燃料研究的重点应集中在稳燃技术发展、氨/氢混燃、氨/固体燃料混烧等方面：结合不同应用场景,采用不同稳燃技术,优化氨燃烧过程;氨/氢燃料掺混燃烧系统发展前景巨大,亟待研究开发;氨/固体燃料混烧试验数据较少,可开发领域众多;开发新兴辅助燃烧技术,为氨燃料应用服务．     

基于TG-FTIR的印染污泥与烟煤掺烧特性研究

采用热重红外联用仪研究了印染污泥与烟煤的掺混燃烧过程.结果表明:污泥燃烧存在3个主要阶段,分别对应于150~350℃区间纤维类挥发分的析出和燃烧、350~500℃区间细菌蛋白质等高分子有机质的燃烧以及500℃后无机染料矿物质的煅烧;烟煤中掺入印染污泥可提高着火特性,30%掺混时可降低着火点约20℃,同时综合燃烧特性指数下降;印染污泥燃烧初期活化能仅为70 k J/mol,燃烧后期活化能升至130~160 k J/mol;随烟煤中污泥添加量的增加,混合物初始阶段的活化能减小而后续燃烧阶段的活化能增大.综合分析发现,当污泥量低于20%时,对整体燃烧特性的影响较小.热重红外曲线表明:污泥与烟煤混合后,矿物质之间通过反应对污染物的行程产生影响;污泥灰分中的碱性氧化物以及起固硫催化作用的Fe_2O_3有利于将混合物中的硫固定在灰渣中;NO_x主要来源于燃料型NO_x的释放;由于污泥易于脱挥,析出小分子的可燃气体形成还原性气氛,有利于降低混合物燃烧前期NOx的生成.     

准恒温燃烧及其对燃煤锅炉性能的影响

为进一步降低稳燃负荷，提出了基于可调卫燃带准恒温燃烧的新思想，并利用炉内换热的热力学模型论证了实现准恒温燃烧的可行性，详细分析了准恒温燃烧对烟温汽温特性、低负荷稳燃性能及燃烧效率的影响。结果表明：准恒温燃烧能大改善锅炉的整体性能。     

预燃室火花塞式天然气发动机燃烧性能试验

为研究装配预燃室火花塞对天然气发动机燃烧性能的影响,本文基于发动机试验台架,对其燃烧性能进行了试验研究。首先,基于试验对象,搭建发动机试验台架。随后,基于上述试验平台,分别研究预燃室火花塞的燃烧特性、空燃比特性及点火提前角特性。通过试验发现,相较于普通火花塞,预燃室火花塞可以有效提高缸内燃烧压力与燃烧速率,增强发动机动力性能,但同时会增大缸内压力升高率,导致NOx排放增加,发动机工作粗暴;预燃室火花塞稀燃特性有所下降,当提高空燃比时,更容易出现失火现象;预燃室火花塞可显著提升发动机经济性能,且最佳点火提前角有所减小。     

多孔壁风耦合空气分级条件下煤粉燃烧的数值模拟

为阐明多孔壁风耦合空气分级对煤粉燃烧的作用特性,利用商业软件Ansys Fluent进行了数值模拟研究,并采用用户自定义函数法(UDF)编译写入了焦炭气化反应和NO被焦炭异相还原的宏文件。探究了燃烧炉中流场、温度场和主要组分浓度场的分布规律,分析了多孔壁风对NO_x排放和燃烧效率的影响。结果表明:多孔壁风系数存在优化值,此时不会明显影响炉内的燃烧组织;多孔壁风可在主燃区和还原区壁面形成空气膜,其中,主燃区空气膜中氧气体积分数大于4%,还原区不低于2%,阻止了还原性气体的腐蚀;多孔壁带入还原区的氧气能够与焦炭结合,在焦炭表面生成含氧络合物C(O),既能强化NO的异相还原,又能促进焦炭在燃尽区燃烧。     

基于热分析动力学的烧结用焦炭颗粒燃烧数值模拟

基于烟气循环烧结中氧体积分数降低抑制了燃料燃烧,焦炭细化可显著改善整体燃烧效率,是烧结工艺极具潜力的节能增产措施,采用缩核模型,模拟贫氧率和粒度对焦炭颗粒燃烧特性的影响。焦炭的着火温度ti、不完全燃烧系数κ、燃烧反应焓ΔH等燃烧特性参数采用热重实验确定,焦炭燃烧的本征活化能E和指前因子A通过Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算。研究结果表明:空气气氛中,焦炭颗粒的ti约为550℃,κ为1.128~1.333,对应的ΔH则为28.810~31.640 MJ/kg,E约为137.156 k J/mol;ti基本上不随实验条件变化,κ随着氧体积分数的降低显著增大,E则略减小;焦炭颗粒的最高燃烧温度约为1 560 K,燃烧速率随着灰层厚度的增加逐渐降低;当颗粒粒度增大或氧体积分数降低时,燃烧效率显著下降,且前者影响更大;考虑采用烟气循环,当焦炭细化效率达到1.33时,可保证整体燃烧效率不比传统烧结的低。