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高压多组分合成气冷却器的数值模拟

中国电机工程学报 2011年第32期31卷 31-38页

作者：李彦贾继刚姜秀民燃煤污染物减排国家工程实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240

合成气换热器是整体煤气化联合循环(integratedgasification combined cycle,IGCC)系统的重要组成部分,装有煤气冷却器的气化炉可对合成气的物理显热进行回收利用,提高IGCC系统效率。该文利用多孔介质模型对燃气冷却器中水与高压合成气... 详细信息

合成气换热器是整体煤气化联合循环(integratedgasification combined cycle,IGCC)系统的重要组成部分,装有煤气冷却器的气化炉可对合成气的物理显热进行回收利用,提高IGCC系统效率。该文利用多孔介质模型对燃气冷却器中水与高压合成气之间的换热进行了模拟研究,将孔隙率、分布阻力、分布热源通过用户自定义函数耦合进FLUENT进行计算。并对比了不同的折流板布置方式对换热的影响。结果显示多孔介质模型可以很好地模拟燃气冷却器壳程流体的流动和换热;适当减少折流板数目可以有效降低壳程流体的压力降,并且对换热的影响不大。

关键词：高压合成气换热器整体煤气化联合循环模拟换热

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水煤浆球在异密度热态流化床内的破碎规律

煤炭学报 2009年第8期34卷 1120-1124页

作者：王辉姜秀民刘辉吴少华哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

通过改变床层温度、流化数和床料高度等运行参数,考察热态流化床内水煤浆固化颗粒的热破碎规律,分析运行参数对其粒度变化率Fd的影响.结果表明,床层温度越高对热破碎越有利,流化数则存在一个最佳值,床料高度应在阻力允许的情况下采用较... 详细信息

通过改变床层温度、流化数和床料高度等运行参数,考察热态流化床内水煤浆固化颗粒的热破碎规律,分析运行参数对其粒度变化率Fd的影响.结果表明,床层温度越高对热破碎越有利,流化数则存在一个最佳值,床料高度应在阻力允许的情况下采用较大值.利用灰色关联分析方法,讨论了不同流化时间内运行参数对Fd的影响程度,发现在15 s以前流化数影响最大,30 s及以后床层温度的影响最大,在整个流化时间内床料高度的影响都是最小的.

关键词：水煤浆异密度热态流化床破碎灰色关联分析

超细煤粉化学氧化改性对NO_(x)生成的影响

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煤炭转化 2023年第4期46卷 38-50页

作者：马阳姜秀民山东建筑大学热能工程学院济南250101 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

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NO_(x)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... 详细信息

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NO_(x)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^(13)C-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。^(13)C-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—NO_(2)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NO_(x),N_(2)O释放温度降低至200℃,NO_(x)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NO_(x)的脱除创造了更多的时间与空间,丰富了NO_(x)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NO_(x)减排新设想。

关键词：氮氧化物含氮官能团超细煤粉燃烧热解化学氧化改性

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油页岩颗粒的热解模型

化学工程 2004年第1期32卷 9-12页

作者：闫澈韩向新王辉姜秀民上海交通大学工程训练中心上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨132012

以实验为依据,分析了油页岩的热解机理及特性,并充分考虑了油页岩中挥发分在整个热解过程的作用,在此基础上建立了与油页岩固有热解特性相适应的热解模型。在能量方程中考虑了油页岩挥发分的热解反应吸热量及其挥发分的释放对油页岩固... 详细信息

以实验为依据,分析了油页岩的热解机理及特性,并充分考虑了油页岩中挥发分在整个热解过程的作用,在此基础上建立了与油页岩固有热解特性相适应的热解模型。在能量方程中考虑了油页岩挥发分的热解反应吸热量及其挥发分的释放对油页岩固体颗粒质量的影响,并根据油页岩的热解特性,采用分阶段模型来描述油页岩的热解过程,以减小一步本征动力学方程带来的较大误差,还对模型进行了实验验证。

关键词：油页岩颗粒热解模型本征动力学方程能量方程

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颗粒粒度对油页岩燃烧特性的影响

动力工程 2007年第4期27卷 640-644页

作者：于海龙姜秀民中原工学院能源与环境学院郑州450007 上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所上海200240

在STA409型热重-红外联用分析仪上进行了桦甸油页岩的燃烧特性实验,得到了升温速率为20℃/min时,颗粒粒度分别为75.66μm、110.05μm、200.21μm和290.40μm的油页岩的燃烧TG、DTG和DSC曲线,分析了油页岩的燃烧特性及规律。结果表明:油... 详细信息

在STA409型热重-红外联用分析仪上进行了桦甸油页岩的燃烧特性实验,得到了升温速率为20℃/min时,颗粒粒度分别为75.66μm、110.05μm、200.21μm和290.40μm的油页岩的燃烧TG、DTG和DSC曲线,分析了油页岩的燃烧特性及规律。结果表明:油页岩的燃烧是分两步进行的,油页岩在低温段的燃烧以挥发分的燃烧为主;随着颗粒粒度的减小,油页岩的燃烧特性趋好;而高温段主要是有机质、固定碳等难于分解的物质开始燃烧。利用Freeman-Carroll法得到了油页岩在不同阶段的热解反应动力学参数。

关键词：能源系统工程油页岩燃烧特性颗粒粒度

不同工况下条浒苔的快速热裂解制取生物油试验研究

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热能动力工程 2013年第2期28卷 202-206,222页

作者：王爽姜秀民王谦吉恒松江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 上海交通大学热能工程研究所上海200240

分析了不同工况下海藻类生物质(条浒苔)的快速热裂解过程,研究了其热裂解特性的规律。热解反应温度对条浒苔生物油的产率有一定影响,在500℃左右存在最大产油率。停留时间(载气流量)对海藻生物油产率影响不大。停留时间减少,生物油产率... 详细信息

分析了不同工况下海藻类生物质(条浒苔)的快速热裂解过程,研究了其热裂解特性的规律。热解反应温度对条浒苔生物油的产率有一定影响,在500℃左右存在最大产油率。停留时间(载气流量)对海藻生物油产率影响不大。停留时间减少,生物油产率略有提高。热解反应温度升高,热解生成炭中挥发分的比例下降,而固定碳的比例则增加,这说明在较高温度时有更多的挥发分析出。检测结果表明,海藻类生物油相比陆上一般生物质油具有较高的碳氢含量,较低的含氧量的优点。

关键词：海藻热解蛋白质生物油温度

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采用超细煤粉再燃技术降低氮氧化物排放

中国电力 2003年第2期36卷 1-4页

作者：吴少华刘辉姜秀民邱朋华秦裕琨哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

采用超细煤粉再燃,降低氮氧化物排放的技术是将超细煤粉作为再燃燃料,解决常规粒度煤粉再燃未完全燃烧损失较大、氮氧化物还原率低的问题。该技术符合我国以煤为主的能源结构,初始投资和运行成本较低,是一种很有前途的低氮氧化物排放技... 详细信息

采用超细煤粉再燃,降低氮氧化物排放的技术是将超细煤粉作为再燃燃料,解决常规粒度煤粉再燃未完全燃烧损失较大、氮氧化物还原率低的问题。该技术符合我国以煤为主的能源结构,初始投资和运行成本较低,是一种很有前途的低氮氧化物排放技术。介绍再燃低氮氧化物技术及其影响因素,提出该技术工程应用需注意的问题。

关键词：锅炉燃烧超细煤粉再燃技术氮氧化物排大气污染火力发电厂

水煤浆球在异密度热态流化床内的破碎规律研究

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中国电机工程学报 2008年第29期28卷 46-53页

作者：王辉姜秀民沈玲玲上海交通大学机械与动力工程学院上海市闵行区200240

为研究水煤浆流化悬浮燃烧时的破碎规律,用以马弗炉制备的浆球模拟该技术中形成的浆滴,在异密度热态流化床内,通过改变运行参数即床温(650、750、850和950℃)、流化数(3、3.5、4、4.5)和床料高度(30、50、70和90mm)来研究水煤浆滴形成... 详细信息

为研究水煤浆流化悬浮燃烧时的破碎规律,用以马弗炉制备的浆球模拟该技术中形成的浆滴,在异密度热态流化床内,通过改变运行参数即床温(650、750、850和950℃)、流化数(3、3.5、4、4.5)和床料高度(30、50、70和90mm)来研究水煤浆滴形成浆球后在流化床内的破碎状态。并分析了床温、流化数和床料高度3个运行参数对破碎后颗粒粒径分布的影响。试验发现水煤浆球在热态流化床内发生的一次破碎在30s以前就结束了,然后同时存在二次破碎和逾透破碎的作用。

关键词：水煤浆石英砂热态流化床燃烧:破碎

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海藻生物质颗粒流化床燃烧试验研究

化工学报 2013年第5期64卷 1592-1600页

作者：王爽姜秀民王谦吉恒松江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 上海交通大学热能工程研究所上海200240

在小型流化床试验台上研究了海藻颗粒(条浒苔与马尾藻)的流化床燃烧。海藻在流化床内的挥发分析出燃烧时间都在1min左右。条浒苔颗粒在流化床中燃烧先进行脱水和挥发分的燃烧,接着发生焦炭燃烧,其燃烧过程符合缩核模型,炭核由外向内逐... 详细信息

在小型流化床试验台上研究了海藻颗粒(条浒苔与马尾藻)的流化床燃烧。海藻在流化床内的挥发分析出燃烧时间都在1min左右。条浒苔颗粒在流化床中燃烧先进行脱水和挥发分的燃烧,接着发生焦炭燃烧,其燃烧过程符合缩核模型,炭核由外向内逐层燃烧,而灰层半径几乎不变。但马尾藻颗粒由于挥发分的大量快速释放而迅速膨胀破碎成屑。另外通过对条浒苔颗粒及不同燃烧时间后收集的焦炭颗粒剖面的SEM扫描电镜观察,发现随着燃烧的进行,颗粒内孔隙增大,微孔表面粗糙。进一步详细研究了两种海藻颗粒(条浒苔与马尾藻)在流化床内单次投料下的燃烧。随着床温的升高,条浒苔释放NOx相对浓度增加,CO相对浓度减少。而马尾藻释放气体中SO2与NOx含量相对条浒苔有所增加;随着床温的升高,CO相对浓度减少。床温的升高使得床内传热速率加快,两种海藻挥发分的析出提前,燃尽时间缩短。风速、床高的升高使得两种海藻燃烧容易,燃尽时间缩短。

关键词：海藻生物质流化床床温风速床高