准格尔煤燃烧后灰渣中氧化铝含量高,采用循环流化床燃烧准格尔煤水煤浆可进一步提高灰渣中氧化铝的提取效率和氧化铝活性,具有极高的技术潜力.采用三因素六水平正交实验法研究了粗粒级和超细粒级煤粉质量比、细粒级煤粉质量分数及分散剂亚甲基双萘磺酸钠(NNO)添加量对准格尔煤水煤浆定浓黏度(浆体浓度60％)的影响,对比分析了不同制浆方案下浆体的最大成浆浓度(浆体表观黏度为1 200 mPa·s)、流动性、稳定性和流变特性.结果表明,影响准格尔煤水煤浆定浓黏度的因素由主到次依次为粗粒级和超细粒级煤粉质量比、分散剂NNO添加量、细粒级煤粉质量分数;正交实验得到的最佳工艺条件为,粗粒级和超细粒级煤粉质量比4∶1、细粒级煤粉质量分数40％、NNO添加量0.35％,此时浆体的定浓黏度为479 mPa·s,最大成浆浓度为63.5％,流动性为12.3 cm,稳定性为15 d;三峰级配方式下,准格尔煤水煤浆可获得更好的浆体性能,其最大成浆浓度相较于双峰级配方式提升超过了 2％,是更适用于制备准格尔煤水煤浆的级配方式.
高温煤焦油的高温馏分中含有丰富的多环芳烃化合物,通过催化加氢可将多环芳烃转化成燃料油加以高值、多元利用.首次利用泡沫镍为载体制备了硫掺杂的钼基催化剂,应用于煤焦油高温馏分中多环芳烃芘的催化加氢反应,揭示了硫化钼催化剂的构效关系.通过 SEM 和XRD表征,考察了负载在泡沫镍上的活性金属钼的结构、分布与分散性,实验结果表明,金属钼的活性物种呈现超薄的纳米片状结构,具有良好的分散性,在载体上均匀分布,有效提高了催化加氢反应的性能;通过XPS和TEM表征,表明了硫掺杂催化剂的活性物种为 MoS2,并产生了高价态的氧化钼,共同作用于芘的催化加氢反应;硫的掺杂提供了硫空位,产生了更多活性位点,从而提高了催化剂活性;通过催化加氢反应,系统地考察了反应温度、氢气压力、反应时间、催化剂质量、硫脲添加量对催化加氢反应性的影响,实验结果表明,在反应温度为 300℃,氢气压力为 6 MPa,反应时间为 2 h,催化剂质量为 0.5 g,硫脲添加量为 2 mmol时,MoS2-2/NF催化剂的芘转化率是未掺杂硫的MoOx/NF催化剂的芘转化率的 2.43 倍,并且通过再生反应,转化率可以提升至再生前的 6.14 倍.
生物质中碱金属的催化作用是引起共气化协同作用的根本原因.然而,共气化过程中碱金属易与煤中矿物质反应生成硅铝酸盐等没有催化活性的物质,导致不能发挥出有效的催化作用.因此为了部分抑制共气化过程中生物质碱金属的失活,强化协同作用,通过固定床热解、共热解焦水蒸气气化实验,考察了小麦秸秆和晋城无烟煤共气化过程的反应性和协同作用,并通过添加钙基添加剂的方式,强化了协同作用,提高了共气化反应速率.研究发现共热解焦在气化过程中虽然表现出协同作用,但仍然存在K的失活.考察了钙基添加剂的种类、添加量、添加顺序等对共气化反应的影响,结果表明:钙基添加剂使共热解焦比表面积增大,碳结构无序化程度增强,活性位点增多,并通过与煤中SiO2 等矿物质的结合,部分阻止了 K 的失活,使共热解焦中水溶性 K 含量升高,反应速率提高.Ca(Ac)2 表现出最优的共气化反应促进作用,其最优添加量为 7.5%.气化反应动力学的研究表明,Ca(Ac)2 的添加降低了共热解焦的气化反应活化能.修正随机孔模型(S-MRPM)适合描述小麦秸秆焦、晋城煤焦和共热解焦的气化反应特性,随机孔模型(RPM)适合对添加Ca(Ac)2 的共热解焦进行动力学分析.
热解是煤泥资源化利用的重要途径,硫的控制是煤泥热解利用的重要环节.为探究电石渣对煤泥热解中硫释放特性的影响,采用非等温热重分析法,利用Setaram Setsys同步热分析仪在N2 气氛下研究了煤泥原样及电石渣添加量(电石渣在电石渣煤泥混合物中的质量分数)分别为 10%,20%,30%,40%,50%的电石渣煤泥混合物在 0℃～1 000℃的热解特性,并利用 Coats-Redfern积分法对热解过程进行了动力学分析,获得了反应级数、活化能和指前因子等动力学参数.同时采用等温热分析法,利用管式炉固定床反应器,对煤泥原样及电石渣添加量分别为 10%,30%,50%电石渣煤泥混合物在 550℃,650℃,750℃和 850℃下恒温热解的硫释放规律进行研究,并利用Labinao硫释放反应动力学模型分析,获得了样品热解过程硫的释放动力学特征.结果表明:随着电石渣添加量的增加,电石渣煤泥混合物最大质量变化速率明显提高,从 0.57%/min显著升高至 2.49%/min,电石渣促进煤泥热解挥发分的释放;随着温度升高,硫的释放逐渐升高,样品中无机硫逐渐从FeS2 分解为 Fe1-xS,添加的电石渣与 Fe1-xS 反应生成 CaS,电石渣的加入使得硫向固相产物转化,但当温度在 850℃且电石渣添加量为 50%时,硫不利于向固相转化;电石渣添加量为 10%的电石渣煤泥混合物反应所需活化能最低,且提高了硫释放所需活化能,硫向固相转化,实验结果与动力学推断一致.
基于密度泛函理论(DFT),在M06-2 X/6-311 G(d)基组水平下,研究了钙和羟基在焦炭还原N2O 过程中的作用.采用了Zigzag焦炭模型及钙和羟基修饰后的焦炭模型对N2O 还原反应过程进行模拟.结果表明:整个反应过程分为三个阶段,N2O 的吸附、N2 的析出以及 C(O)配合物的解吸,三种模型的决速步均位于C(O)配合物解吸阶段;动力学结果表明,随着反应温度升高,反应速率常数增大,温度升高对N2O-C反应有促进作用;根据传统过渡态理论(TST)计算得到,原始Zigzag 焦炭模型及钙和羟基修饰后的焦炭模型异相还原 N2O 的反应活化能分别为 450.1 kJ/mol,420.4 kJ/mol和 406.3 kJ/mol,表明钙和羟基对焦炭还原 N2O 均有促进作用;钙和羟基促进焦炭还原N2O 反应的机理不同,钙吸附到焦炭表面,向焦炭转移电子使焦炭带有更多的负电荷,增加了焦炭边缘活性位点的反应活性,决速步的能垒降低,整个反应的放热增加,羟基修饰后整个反应的放热减少,并且N2O—C反应路径发生改变,解吸产物由 CO 转变为 CO2,降低了焦炭表面含氧配合物的解吸能垒,促进了焦炭对N2O 的还原.
离心双涡流(CDV)反应器是内置离心力场与双涡流气旋的新型下行床反应器,契合低阶煤快速热解反应特性,但仍需理解其关键传热机制为传热速率调控提供参考.基于大涡模拟和MP-PIC(multiphase particle-in-cell)模型,研究载热颗粒为热源的CDV低阶煤热解器中气固相温度的时空分布特性.结果表明:煤颗粒升温速率可达 700 K/s,满足快速热解需要,相比传统下行床,由离心力场在近壁区产生的局部高固含率可在较低的载热颗粒流量下将煤颗粒下行过程中的升温梯度提高到 300 K/m 以上;除了固含率,气旋长度对传热效果影响显著,相比顶部排气结构,底部排气结构的气旋长度更大,煤颗粒终温更高;底部排气结构的另一个优势在于中心区域气流温度显著低于边壁气流温度,在近壁高温区释放的初级热解产物受向心气流裹挟汇入中心低温区,由于初级热解产物二次反应的程度与其升温速率相关,中心区域的低温环境有利于抑制初级热解产物的二次反应,从而获得更高的焦油收率,且焦油含尘量也较低.
The article establishes a prediction model for coke quality by using the GRU neural network model with the optimizer based on the Adma algorithm， which is associated with the main coal quality indicators such as sulfur， ash， and volatile matter. After continuously adjusting the model parameters， a multi-label multi-classification method is conducted through the sigmoid activation function. After configuring the hidden layer neurons of the three-layer GRU network to 64， 64， and 64， respectively， with a learning rate of 0.01， batch size of 64， epoch of 50， and dropout of 0.3， optimal parameters for the model were obtained， achieving a prediction accuracy of 97.25%. This GRU neural network model is capable of multi-label multi-classification coke prediction while maintaining high accuracy and low loss function. Furthermore， it has shown promising results in predicting coke quality for small sample coal blending data， thus providing valuable guidance for actual coal blending and coking practices.
燃烧含硫煤炭会释放硫氧化物,导致雾霾、酸雨等环境问题,因此,煤中硫的降低或脱除至关重要.选用能够降解多环芳烃的恶臭假单胞菌和能够降解长链烷烃的茫崖诺卡氏菌对含硫量为 2.66%的山西晋城中高硫煤进行微生物脱硫,通过单因素实验和正交实验探究了煤样粒度、煤浆质量浓度、脱硫时间、细菌接种量、培养基 pH 和培养温度对微生物脱除煤中硫的影响.利用红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜对原煤和脱硫后煤样进行了分析表征.结果显示恶臭假单胞菌最佳脱硫条件是:煤样粒度 0.075 mm～0.125 mm,煤浆质量浓度 0.008 g/mL,培养时间10 d,细菌接种量 0.2 mL/mL,培养基p H 6.0、培养温度 30℃.茫崖诺卡氏菌的最佳脱硫条件除了培养基 pH 为 7.0 与恶臭假单胞菌培养基 pH 不一样外,其他条件均一致.恶臭假单胞菌和茫崖诺卡氏菌在最佳脱硫条件下的脱硫率分别为 38.0%和 39.8%,脱硫后煤样中的全硫质量分数分别为 1.65%和 1.60%,表明经微生物脱硫后煤样含硫量均符合发电用煤 S4 等级(1.50%
Extracting valuable metal elements from coal gangue is one of the essential ways to realize the comprehensive utilization of coal gangue. This study is concerned with Al 2 O 3 in high iron and low aluminum coal gangue. The coal gangue was explored by activated roasting method， which leaching medium is hydrochloric acid. The effects of roasting temperature， roasting time， acid leaching temperature， hydrochloric acid concentration， acid leaching time and liquid-solid ratio on the leaching of Al 2 O 3 from activated coal gangue were explored， the leaching kinetics of Al 2 O 3 in coal gangue was also discussed. Among them， the roasting temperature was set to 5 groups （550 ℃， 650 ℃， 750 ℃， 850 ℃， 950 ℃）， the roasting time was set to 5 groups （0.5 h， 1.5 h， 2.5 h， 3.5 h， 4.5 h）， the acid leaching temperature was set to 5 groups （60 ℃， 80 ℃， 100 ℃， 109 ℃， 120 ℃）， the concentration of hydrochloric acid is set to 5 groups （36%， 43%， 49%， 57%， 64%）， acid leaching time was set to 5 groups （0.5 h， 1.5 h， 2.5 h， 3.5 h， 4.5 h）， and the liquid-solid ratio was set to 5 groups （2 mL/g， 3 mL/g， 4 mL/g， 5 mL/g， 6 mL/g）. The morphology and mineral composition of raw coal gangue， activated material and acid-leaching slag were characterized by scanning electron microscopy （SEM） and X-ray diffractometer （XRD）. The leaching mechanism was further discussed. The results show that the optimum experimental conditions are as follows: the roasting temperature was 650 ℃， the roasting time was 1.5 h， the concentration of hydrochloric acid was 49%， the ratio of liquid to solid was 4 mL/g， the leaching time was 2 h ， and the leaching temperature was 109 ℃， the leaching rate of alumina can reach 94.9% under the optimum conditions， the unreacted shrinking core model can preferably describe the leaching process， the reaction rate was controlled by the mixture of solid product layer and interfacial chemical reaction， the apparent activation energy is 39.93 kJ/mol. SEM analysis manifested that the roasting activation can effectively destroy the stable system of coal gangue， which made its structure lose and porous; XRD analysis suggested that the Al 2 O 3 in the roasted coal gangue was composed of amorphous meta kaolinite and boehmite in the activated state， and the leaching characteristics of Al 2 O 3 in the coal gangue had conspicuously improved through acid leaching.
高钠煤直接液化后碱金属钠富集于液化残渣中,相比原煤,残渣的钠含量升高 4～10倍,利用残渣固有钠及残留的铁基液化催化剂对液化残渣进行催化气化提质,是其资源化高效利用的理想方案.通过煤直接液化实验制取了钠含量较高的高碱液化残渣,研究了高碱液化残渣在气化过程中钠/铁协同催化的反应性,并建立适宜的动力学模型,考察了协同催化反应的动力学过程.围绕钠/铁间高温相互作用规律,通过联合 FTIR,XRD,ICP-AES 等技术,详细分析了气化焦有机结构、矿物质组成及钠高温释放率等.结果表明:钠/铁协同催化过程的活化能为 66 kJ/mol～69 kJ/mol,与高碱液化残渣单独气化相比均有所降低,残渣最高气化反应性指数超过 0.45°/min,相同温度下液化残渣最大反应速率分别增大了 1.17 倍(900℃)、1.33 倍(1 000℃)和 1.14 倍(1 100℃);双金属间表现出明显的协同催化效应,n(Na)/n(Fe)对液化残渣气化反应性有一定影响,铁含量较高时易形成弱催化活性的铁/碱金属化合物K-Fe,Na-Fe和Li-Fe等,从而降低协同催化活性,且气化温度升高有利于强化铁与碱金属间结合作用;XRD 分析同样证实,适量的铁基催化剂能够阻止钠与Si,Al反应生成无催化活性的矿物质,更好维持钠催化活性;钠/铁除具有协同催化效应外,含铁矿物对气化过程钠的高温释放过程还有显著抑制作用,相比高碱液化残渣单独气化,添加铁基催化剂后钠挥发量减少了 9.6%～26.7%.
目前,对煤中碱/碱土金属的研究主要以单个元素的赋存状态和迁移行为为主,煤中多种水溶态离子组合模式、可能来源及其对煤利用的影响缺乏系统的研究.为此,采用溶滤实验的方法,系统测定大井矿区煤中水溶态离子的含量及其沿煤层埋深方向的变化,分析大井矿区煤中水溶态离子的分布及其在煤中的组合形式.采集准东煤田大井矿区煤层钻孔样品、顶板样品及地表土壤样品,以样品中水溶态离子为主要研究对象,通过煤质特征分析和溶滤实验,综合运用离子含量比值分析、Piper三线图等方法,研究了煤中水溶态离子的分布及赋存特征.结果表明:大井矿区煤中水溶态离子含量总体相对较高;水溶态Na+,Ca2+,Mg2+,SO2-4 等离子在煤层顶部含量较高,随着煤层埋深的增加含量呈明显降低趋势,到一定层位后,其含量基本趋于稳定;煤中水溶态 Cl-纵向分布比较均匀,在下部煤层中含量略低;HCO-3 随煤层埋深增加在中下部煤层中含量略有升高,但不显著.上部煤层中水溶态离子组合以 SO4-Na·Ca 型和 SO4·HCO3-Na 型为主,下部煤层中水溶态离子组合以 HCO3·SO4-Na型为主,整个煤层呈现出随埋深增加煤中水溶态离子组合由SO4-Na·Ca型转化为 HCO3·SO4-Na型的特点.煤中水溶态离子可能来源于地表盐碱土,地表土在地表水淋滤及地下水作用下对煤中水溶态离子进行补给,补给过程中煤中水溶态离子含量受到吸附、离子交换、分解氧化等物理化学作用的影响,使得煤中水溶态离子在不同层位分布和赋存特征上具有较显著的差异.研究准东煤田大井矿区煤中水溶态离子进入煤中的地下水动力学模式,硫酸盐和碳酸盐等矿物形成的次序及其地球化学机理,以期科学全面认识高碱煤中水溶态离子的成因,进而促进高碱煤的清洁高效利用,是下一步的工作重点.
以氨气、乙烯和氩气同向射流扩散火焰为研究对象,采用消光法、快速插入测温法结合CHEMKIN模拟,研究了不同体积分数(0％,10％,20％和30％)氨气与乙烯混合燃烧后火焰中碳烟体积分数分布、中心线温度分布以及氨气热效应和化学效应对碳烟生成的影响.结果表明:随着NH3掺混比增大,碳烟的最大体积分数减小,碳烟生成区域向火焰中心线与火焰下游移动;随着NH3掺混比增大,火焰最高温度增大;CHEMKIN模拟中采用NH3-C2H4-PAH燃烧机理和脱氢加乙炔(HACA)碳烟生长机理,运用虚拟氨气(FNH3)得到了 NH3的热效应与化学效应对碳烟生成的影响,模拟结果表明,随着NH3掺混比增加,碳烟的最大体积分数减小;氨气热效应对碳烟的抑制作用在NH3体积分数分别为0％,10％,20％,30％时几乎呈现线性变化,而化学效应在NH3体积分数小于10％时能显著抑制碳烟生成,当继续增大NH3掺混比,氨气化学效应对碳烟的抑制作用逐渐减小;NH3的掺混使得多环芳烃(PAHs),H,C2H2,C3H3的浓度降低和CN的浓度升高,抑制了碳烟前驱物的形成,模拟结果也表明,NH3的化学效应对升高火焰温度、降低PAHs摩尔分数和碳烟体积分数发挥重要作用,而热效应在抑制C2H2和C3H3的生成过程中作用更加明显.
锅炉烟气再循环技术不仅能够减少煤粉燃烧过程中生成的NOx,还能起到调节再热蒸汽温度的作用,是锅炉低NO,燃烧和调节再热汽温的主要手段之一,国内外对于烟气再循环技术开展了众多研究.但是,目前国内的研究主要集中在再循环烟气量对锅炉燃烧和换热的影响,仍然缺少大型燃煤发电机组中多种再循环烟气引入位置的详细对比研究与分析.本研究以某1 000 MW超超临界二次再热四角切圆塔式炉为研究对象,对其建立三维模型并进行燃烧数值模拟,探究再循环烟气引入位置对锅炉燃烧、NOx 生成特性、屏底烟温和炉膛换热的影响.结果表明:在所选取的四种不同再循环烟气引入位置中,将再循环烟气与一次风混合后引入,强化了一次风与二次风之间的空气分级效果,能够获得较低的NOx排放量和屏底烟气温度,降低炉膛宽度方向的屏底烟温偏差.引入再循环烟气后,再热器吸热量均有所上升,在炉膛底部引入再循环烟气对锅炉再热蒸汽温度的调整作用更好.
随着计算流体力学的不断发展,许多学者提出了受热面结渣沾污状况的预测模型,然而,由于灰颗粒的沉积过程较为复杂,为了简化计算,很多因素在现有模型中并未考虑.本研究在现有模型的基础上,综合考虑了还原性气氛对灰颗粒黏度的影响以及灰中碱金属对颗粒黏结概率的影响,基于数值模拟研究了不同模型下换热管束颗粒沉积状况,并探究了纵向节距和壁面温度对管束壁面颗粒沉积状况的影响.结果表明:考虑不同的修正模型后,颗粒沉积效率均有一定程度的增加,且同时考虑还原性气氛及碱金属对沉积过程的影响时,其颗粒沉积效率相对于基础模型颗粒沉积效率的变化率为22.24％.颗粒在同列管束壁面上沉积质量的分布并不一致,对于第一排管束,颗粒主要沉积在30°～150°位置上,且90°附近区域颗粒沉积质量最大;而随着管排数的增大,颗粒沉积质量分布越来越均匀.随着纵向节距的增加,第一排管束颗粒沉积质量基本不变,而后排管束的颗粒沉积质量逐渐增加;随着温度的升高,各管束颗粒沉积质量略有增加,但变化并不明显,这是因为沉积过程受到多种机理耦合作用.
有机含氧官能团对煤的热解和燃烧过程具有重要影响.目前关于引入的外来官能团对煤热转化过程中生成NOx的影响的研究较为欠缺.本研究使用过氧化氢、过氧乙酸、硝酸和过硫酸铵4种典型的化学试剂对2种煤阶的煤粉(无烟煤煤粉和烟煤煤粉)进行了化学氧化改性,利用13C-NMR和XPS分别获得了改性前后煤粉含氧官能团和含氮官能团的变化规律,并对原煤和改性煤进行了热解和燃烧实验.13C-NMR结果表明:过氧乙酸溶液和过氧化氢溶液均可通过氧化使煤中烷基芳香碳和氧基取代芳碳断键.5％(质量分数)过氧乙酸溶液可在煤中引入醇羟基、羧基等官能团,1％和5％(质量分数)的过氧化氢溶液与煤粉反应无法引入含氧官能团.XPS结果表明:5％过氧乙酸溶液可将煤粉表面的吡咯型氮(N-5)、吡啶型氮(N-6)氧化为氧化物氮(N-X)结构.此外,过氧乙酸溶液和过二硫酸铵溶液可将煤中芳香胺结构氧化为—NO2基团,此结构在180 ℃开始受热分解.在热解过程中,过氧乙酸溶液改性后的煤粉在更低的温度下释放出了更多的NOx,N2O释放温度降低至200 ℃,NOx生成途径发生了改变.过氧乙酸溶液对两种煤的改性效果一致,且对于无烟煤来说,粒径越小,过氧乙酸溶液改性效果越明显.过氧乙酸溶液改性后,煤粉中燃料氮向气相氮的转换得到调控与强化,为后续煤燃烧烟气中NOx的脱除创造了更多的时间与空间,丰富了 NOx生成理论.基于实验结果,本研究提出了过氧乙酸改性与空气分级技术耦合的NOx减排新设想.
为认识1 000 ℃以下制备的中低温煤焦与1 000 ℃～1 500 ℃高温条件下制备的高温煤焦结构及燃烧行为的不同,以陕西低阶烟煤为原料在管式炉上于800 ℃～1 500 ℃制备了煤焦,利用扫描电子显微镜、物理吸附仪、元素分析仪、X射线衍射仪(XRD)等,揭示了不同煤焦在高温热解过程中形貌、孔结构、组成、晶体结构等物理化学结构方面的变化规律,采用热重分析仪研究了不同煤焦的燃烧特性.结果表明:随着热解温度升高,煤焦表面气孔先增多后减少,比表面积和孔体积先增大后减小,当热解温度为1 100 ℃时达到最大值;随着热解温度由800 ℃升高至1 500 ℃,煤焦的H含量逐渐降低,n(C)∶n(H)逐渐增大,C含量和热值呈现先增加再缓慢降低后基本不变的趋势,在热解温度为1 000 ℃时达到最大值;热解温度越高,煤焦的综合燃烧特性指数越低,在1 000 ℃～1 300 ℃范围内煤焦综合燃烧特性指数随热解温度升高下降最明显;在热解温度高于1 200 ℃时,煤焦燃烧的微分热重曲线和差热分析曲线出现明显的"双峰"现象,这归因于高温下煤焦结构变异形成了石墨,且XRD谱和拉曼光谱均表明热解温度越高,煤焦的石墨化程度越高.
Nitrogen oxides (NO x ) is a harmful pollutant caused by combustion. Flue gas recirculation （FGR） is effective to reduce the generation of NO x in the combustion process. Although internal flue gas recirculation （IFGR） is preferred for less heat loss and better NO x reduction performance， it should be designed in the pre-design process. Thus， few studies have been conducted on IFGR and there is limited systematic analysis of the actual combustion process. In this paper， a 5 kW methane non-premixed combustor using IFGR was designed to discover the effects of flue gas recirculation rates on the NO x generation process by CFD three-dimensional numerical simulations. Based on common methods such as zero-dimensional or one-dimensional computations， the combustion rate was representative of combustion intensity for higher accuracy. The results show that changing the diameter of the air outlet can manipulate the recirculation. The IFGR rates can peak at 50%， which leads to a removal of 94% NO x generation. IFGR has the performance of reduction on each NO x formation pathway， especially thermal NO x . By IFGR， prompt NO x replaces thermal NO x as the dominant pathway， whose relative weights in the total NO x generation are reduced from 52% to 16%. Considering that prompt NO x contributes much in the non-premixed combustion， reduction of these pathways should be taken into consideration when designing low-NO x techniques.
为了简单并且准确地检测非灰性火焰的温度和发射率,提出了一种基于粒子群算法的多波长测温法.首先,使用光谱仪检测乙烯层流扩散火焰,得到了不同波长不同位置的光谱辐射强度信息;随后,基于光谱辐射强度采用前述提出的基于粒子群算法的多波长测温法计算了乙烯火焰不同位置的温度和发射率,并将计算结果与采用热电偶和比色法的测温结果进行对比,验证了研究提出的方法的可行性和准确性.将该检测方法拓展应用到垃圾焚烧炉炉膛火焰,协同使用光谱仪和多光谱相机,先对光谱仪数据采用研究所提的多波长法计算了发射率函数,修正多光谱相机对应的波段发射率比值,然后将发射率比值和多光谱相机得到的炉膛火焰单色辐射强度用于比色计算,得到了修正的炉膛火焰的温度云图和发射率分布图,修正前后温差达到150 K;并进一步估算了炉膛火焰吸收系数和烟黑体积分数沿视线方向的平均水平,反映了垃圾焚烧炉炉膛内不同区域燃烧情况的差异性和辐射介质的空间分布不均匀性.
人类文明的发展离不开燃烧技术,从最早认识到学会利用火,人类社会的文明才算正式起步.燃烧学是研究燃烧现象、实践和理论的学科,内容涉及化学、物理、热力学、传热传质学和流体力学等基础问题.在人类对能源的利用形式中,化石能源如煤、石油、天然气的燃烧仍占主体地位,为人类的生产、生活提供动力、热力、电力等能源形式.
以富油煤这一代表性的低阶煤为原料,采用KOH活化法,将富油煤与KOH按照质量比1:2混合,在活化温度分别为600 ℃,700 ℃,800 ℃及900 ℃的条件下制备煤基超容炭材料,并使用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)对煤基超容炭材料进行观测,得到煤基超容炭材料的微晶结构特征参数分布图像,图像经傅立叶变换-反傅立叶变换以及二值化、骨架化等处理,得到煤基超容炭材料微晶结构特征参数分布的定量数据.将不同活化温度下制备的煤基超容炭材料微晶结构特征参数的定量数据进行对比研究,结果表明:在活化温度分别为600 ℃,700 ℃,800 ℃及900 ℃时制备的煤基超容炭材料的晶格条纹长度平均值分别为0.73 nm,0.77 nm,0.86 nm及0.88 nm;在活化温度分别为600 ℃,700 ℃,800 ℃及900 ℃时制备的煤基超容炭材料晶格条纹,分别有52.52％,42.11％,48.35％以及56.09％分布在60°～105°晶格条纹角度范围内;分别有70.23％,66.86％,61.29％及59.70％分布在0.10～0.25的曲率范围内;在活化温度分别为600 ℃,700 ℃,800 ℃及900 ℃时制备的煤基超容炭材料分别有9.16％,10.68％,8.17％及11.99％的堆垛形成.可见随着活化温度的升高,晶格条纹平均长度增大,且晶格条纹取向趋于一致,较小(0～0.10)和较大(0.25～0.35)曲率的晶格条纹占比增多,堆垛数呈现增多趋势.
