冰点以下天然气水合物的生成动力学研究

通过实验研究了冰点以下天然气水合物的生成反应中压力，温度及冰粒大小等因素的影响。并研究了过冷和过压在水合物生成中的作用。实验结果表明：压力越高，温度越低，冰粒越小，越有利于水合物的生成，并且过冷及过压程度和过压时间均促进水合物的生成，得出了衡量反应进行程度的天然气水合物含气率随反应进行时间的关系曲线。     

不同煤种燃烧过程中NOx形成规律的数值模拟与分析

燃煤过程对大气造成的污染正日益引起人们的关注,控制NOx的排放是煤燃烧利用研究中亟需解决的课题.采用数值模拟方法,研究不同煤种在不同燃烧温度下NOx的生成规律,并对燃烧过程中的NOx生成的影响因素及抑制方法进行分析和归纳.结果表明:中挥发分煤(mv)燃烧生成的NOx最多,低挥发分煤(lv)燃烧生成的NOx最少;热力型N...     

CO-NO_x-SO_2体系化学平衡分析

对CO-NOx-SO2体系进行化学平衡分析。研究结果表明:CO,NOx和SO2之间可以很好地相互作用从而使得3种污染物同时脱除;烟气中NOx比SO2易于被CO还原,增加CO的体积分数φ(CO)或降低温度有利于SO2的还原,燃煤烟气自身的CO足以在1 000 K以下还原其中的SO2和NOx;脱硝产物仅为N2,脱硫产物主要为单质硫和COS,提高反应温度可以抑制副产物COS的生成;随着烟气中NOx或SO2体积分数增大,脱硝率维持在100%,脱硫率有所降低,但脱硫产物均主要为单质硫。     

O2/CO2气氛下燃煤过程中NOx排放特性实验研究

利用沉降炉在O2/CO2和O2/N2气氛下对煤粉燃烧过程中NOx排放特性进行实验,研究了不同停留时间、燃料/氧化学当量比、温度等因素对燃煤过程中NOx的排放特性的影响,并对2种燃烧方式下NOx的排放特性进行对比.结果表明:在O2/CO2气氛下NOx的生成量远远低于空气气氛下NOx的生成量,其主要原因是在O2/CO2气氛中高CO2质量浓度导致气氛中生成较高含量的CO,从而在未燃烧碳表面发生NO/CO/Char的反应,促进了NO还原为N2;O2/CO2气氛中没有N2,避免了热力型NOx和快速型NOx的生成;约80%的再循环烟气致使NOx的停留时间大为增加,即延长了NOx的还原反应时间,从而降低了NOx的排放.     

船用柴油机实现低NOx燃烧的数值模拟

为研究“浅坑型”燃烧室缸内高温燃油的雾化与燃烧过程,建立了L23/30H柴油机的CFD计算模型,应用台架试验验证了计算模型的有效性,在提高燃油喷射温度的条件下模拟了缸内平均压力和温度的变化,对比分析了排放物的生成情况.结果表明:燃油喷射温度对L23/30H柴油机的动力性能影响不大,对NOx生成有显著影响,燃油喷射温度上升至413 K时,NOx生成速率减小,NOx最终生成量有量级上的减小,能满足MARPOL公约73/78附则Ⅵ修正案的排放规定,燃油喷射温度继续升高,NOx生成量变化甚微;燃油喷射温度的升高使得扩散燃烧过程中Soot的再氧化效应减小,最终Soot生成量有所升高.     

涡流室涡流比对涡流室式柴油机污染物生成影响的数值模拟

为了揭示涡流室涡流比对涡流室式柴油机污染物生成影响规律,采用标准k-ε-f湍流模型和LUENT动网格技术构建涡流室式柴油机燃烧仿真计算模型,并通过实验验证得到合理的仿真计算模型参数。对不同涡流室涡流比时涡流室式柴油机压力和温度分布以及污染物生成影响规律进行数值模拟。研究结果表明:涡流比Rs对涡流室式柴油机气缸燃烧及污染物生成的影响规律是NOx生成量随涡流比Rs的增大而下降,而Soot生成量随涡流比Rs的增大而增大;可以通过优化在Rs为2.5~3.1范围内找到1个合适的涡流比Rs,使涡流室式柴油机气缸NOx生成量和Soot生成量均为较小值。     

NOx在陶瓷窑炉内生成的数值模拟

借助计算流体力学(CFD)Fluent软件研究陶瓷烧成过程中NOx的生成机理,以探讨陶瓷烧成中影响NOx生成的主要因素.研究结果表明,陶瓷烧成过程中NOx的生成主要受到升温速度、烧成温度和烟气流速的影响.因而,在工艺条件及产量允许的情况下,应该适当降低陶瓷烧成的升温速度或是通过改善窑体结构、增大窑内烟气流速、提高烟气均匀性、减少烟气在高温区的停留时间来减少NOx的生成.     

O_2/CO_2气氛下NO_x前驱物的转化机理

从化学反应动力学角度,基于实验数据选择了最佳基元反应模型,采用CHEMKIN软件包研究了O2/CO2气氛及空气气氛下甲烷火焰中NOx前驱物的转化机理,探讨了多种影响因素对NOx前驱物转化过程的影响规律,比较了2种气氛下NOx前驱物转化机理的异同,考察了重要基元反应在2种气氛下生成率的区别以及高体积分数CO2气氛对主要基元反应的影响,得到了不同气氛下NOx前驱物的转化历程,从微观反应动力学的角度解释了2种气氛下NOx前驱物转化行为的差异.结果表明NOx前驱物HCN和NH3在2种气氛下的反应历程是不相同的.其中:O2/CO2气氛富燃条件下NOx前驱物的主要转化历程为HCN→NCO→N2O→N2,NH3→NH2→N2;O2/CO2气氛贫燃条件下NOx前驱物的主要反应历程为HCN→NCO→N2O→N2,NH3→NH2→NNH→N2.     

天然气发动机燃烧和排放数值模拟与试验研究

针对一台燃用天然气的自然吸气汽油发动机,应用CFD三维计算软件CONVERGE建立了燃烧过程和氮氧化物生成的仿真计算模型,模拟了天然气发动机的燃烧和NOx排放物的形成,并对计算结果进行了试验对比和验证.研究结果表明,CONVERGE软件建立的模型能够对燃烧过程和氮氧化物排放量进行较为准确的计算,缸内压力曲线与NOx排放量与试验结果吻合较好.     

初始NO_x对甲苯参比燃料燃烧相位影响机理研究

为了更好地理解低温燃烧环境下初始NOx对汽油自燃特性的影响,构建了一个异辛烷、正庚烷、甲苯低温氧化阶段与NOx相关联的反应模型.以甲烷、丁烷、乙烯等燃料与NOx的关联反应为基础,甄选并补充了汽油大分子替代燃料对应初始烃类物质与含氮组分反应以及低温阶段氮氧化物的生成与转化反应.与三种不同成分及配比结构的燃料实验数据对比,验证了此反应模型能用于预测NOx对相应燃料着火延迟及放热规律的影响,并对燃料在不同掺混比例时初始NOx的添加情况进行了分析,获得了初始NOx对不同燃料成分的主要作用途径.结果表明:系统燃烧相位会随初始NOx添加而提前,当燃料中以甲苯为主要成分时提前较多,而当主要成分为烷烃时,变动更为平缓.     

添加剂对电晕放电烟气脱硝效率和NOx转化影响

为提高脉冲流光电晕放电烟气脱硝效率,实验研究了丙烯和氨气注入对烟气脱硝效率和NO/NOx转化的影响.在能耗为7.5 kJ/m3,丙烯和氨气分别按照与一氧化氮物质的量比为1注入的条件下:单独注入丙烯时,NO和NOx脱除率分别达到82%和22%,NO主要氧化生成NO2脱除;单独注入氨气, NO和NOx脱除率分别达到45%和37%,NO2的生成量较低;氨气和丙烯同时注入时,NO和NOx脱除率分别达到60%～76%和50%～60%,一氧化氮和氮氧化物的脱除率都得到提高,二氧化氮的生成得到抑制.因此为有效脱除NOx,烟气中同时注入丙烯以及易与NO2反应的添加剂是必要的.     

甲醇重整气发动机HCCI燃烧的数值模拟

对甲醇重整气发动机的HCCI燃烧过程进行模拟计算,找出其化学反应路径,探讨利用增压实现甲醇重整气HCCI燃烧的可行性.采用单区模型和详细化学反应动力学机理模拟燃烧,比较计算结果与试验结果,验证模型正确性;分析主要中间产物生成率的变化,确定关键反应,得出主要反应路径;计算增压对放热率、缸压、指示功率的影响.研究表明,甲醇重整气的HCCI燃烧呈单阶段放热,计算的着火时刻、缸内压力和NOx排放与试验值吻合;OH、H、O、HO2和H2O2是关键中间产物,它们的生成和消耗构成循环,是燃烧的主要路径;对进气适当增压可保证压燃进而省掉进气加热器并能提高指示功率,增压比过低、过高或进气中冷均不可取.     

温度对NOx生成影响的数值模拟

煤粉的高效、低污染燃烧一直都是国际社会共同关注的焦点问题。采用非预混燃烧模型,模拟煤粉在炉膛内燃烧过程氮氧化物（NOx）的生成,分析比较了燃烧温度对热力型NOx和燃料型NOx的生成速率、炉内的组分以及煤粉颗粒在炉膛中的停留时间等的影响,并对NOx控制技术研究进行了分析与归纳,并得出结论。随着燃烧温度增高,热力型NOx成指数关系增长,燃料型NOx的生成速率是降低的,还原速率是升高的。     

垃圾焚烧过程中氯化氢对氮氧化物生成抑制机理

分别采用固定床和转式垃圾焚烧炉对广州市机模化有机垃圾进行焚烧实验，研究模化有机垃圾焚烧过程中NOx、HCl的生成特性，探讨氯对NOx生成的影响，研究结果表明，垃圾焚烧产生的HCl和NOx的生成起抑制作用，这是由于焚烧过程所产生的HCl与H、OH和O等自由基结合，从而抑制NCO、N、CN、HCN和NHi等氧化成NOx，同时HCl在其中起催化剂的作用，并且HCl影响NOx的能力随着焚烧温度的变化而变化。     

直喷式柴油机NOx排放特性的模拟计算研究

在油滴蒸发准维燃烧模型的基础上，考虑燃油喷雾、蒸发、空气卷吸及传热的影响，结合生成NOx的化学动力学机理，建立直喷式柴油机的燃烧及NOx计算模型。实测直喷式柴油机多种转速负荷特性的NOx排放，得出柴油机运行范围内的NOx排放特性，并与模拟计算结果进行对比分析，两者变化较吻合。柴油机在低速大负荷时由于最高燃烧压力较大，温度较高，燃气在高温下停留时间较长，NOx排放浓度较大。供油提前角增加时，着火始点提前，最高燃烧压力及温度增加，NOx排放浓度也增加。     

污泥燃烧过程中NOx排放特性的实验研究

在立式管式炉上进行了石化污泥和市政污泥的燃烧实验,研究了含水率、燃烧温度和污泥类型对于NOx排放特性的影响.通过控制干燥时间得到了不同含水率的污泥.研究结果表明,在含水率为5%~35%的范围内,石化污泥和市政污泥燃烧过程中的NOx排放量均随着含水率的升高而降低;在温度为700~900℃的范围内,两种污泥燃烧过程中的NOx排放量则随着温度的升高而增加;石化污泥的金属氧化物含量更高,使得在燃烧过程中的NOx排放量更大.并从NOx的生成机理上对这些结论作了具体的分析,解释了不同因素对NOx排放量的影响.     

利用污水污泥煅烧水泥对氮氧化物排放的影响

通过XPS、DSC-TG分析及NOx检测等方法,研究利用城市生活污水污泥煅烧水泥对NOx排放的影响.研究结果表明:挥发分含量及氮含量高于煤的污水污泥燃烧过程出现了两个明显的放热峰;相同氮含量的污水污泥与煤在900℃富氧条件下燃烧,前者产生的燃料型NOx的浓度低于后者;水泥生料会促进污水污泥和煤在900℃氧化气氛下燃烧生成燃料型NOx;煤掺入污水污泥后混烧,生成的燃料型NOx有所减少;掺入等量干基污泥煅烧水泥,含较高水分的污泥所生成的燃料型NOx较少;综合能耗等因素,煅烧污泥的含水率在10%左右为宜.     

二甲基醚发动机HCCI燃烧与排放的计算

构建了可应用于均质充量压燃（HCCI）发动机的二甲基醚（DME）详细化学反应动力学M燃烧模型,该模型包含97种物种和457个基元反应．拓展M模型的应用范围,分析了DME发动机HCCI条件下关键基元反应和重要物种随曲轴转角的变化关系,获得了DME氧化反应的主要历程．研究了NOx的生成机理,结果表明NOx排放中NO生成量达到最大值后出现“冻结”现象,NO2与N2O最终排放浓度极少且受缸内温度影响不大．随着缸内温度的增加,NOx排放中NO所占比例逐渐增加．基于化学反应速率及敏感度分析,得到了DME发动机HCCI燃烧的NO排放主要受扩大Zeldovich机理和N2O途径控制．     

CFB锅炉循环灰对NO和N2O排放影响的实验研究

在循环流化床(CFB)锅炉中,NOx和N2O的排放浓度由NOx和N2O在炉膛内生成和降解的相对速度决定。该文利用小型流化床实验台研究了循环灰对NO和N2O浓度的影响。实验温度控制在850℃,反应时间为25ms。结果表明:在实验台反应器中加入一定量的循环灰以后,NO的排放浓度降低,而N2O的排放浓度先增加然后略有降低;循环灰中的C以及C反应生成的CO能还原NO,并促进N2O的生成,而循环灰中的CaO、Fe2O3等活性组分能促进N2O的热分解。     

基于神经网络的柴油机NOχ排放预测模型研究

传统的基于MAP图查表方式得到柴油机NOx排放的方法需要做大量标定实验,本文采用BP神经网络构建柴油机NOx排放预测模型.论文选取进气压力、进气温度、排气温度和发动机转速这4个量作为预测模型的输入量.考虑到柴油机NOx生成与其工作参数之间有时间迟滞,模型的输入量包含当前值和历史值.对输入数据做了归一化处理,在模型后处理模块对输出数据做反归一化处理.所提出的模型具有较高的预测精度.