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等离子体拓展氨/空气预混旋流火焰贫燃极限

燃烧科学与技术 2024年第5期30卷 457-465页

作者：王宇孔成栋乌晓江张忠孝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

为探究等离子体对氨-空气预混旋流火焰贫燃极限及燃烧效率的影响规律,将等离子体等效为热源,结合计算流体力学(CFD)燃烧模拟手段分析不同当量比及等离子体放电位置下氨的燃烧特性.结果发现,布置等离子体等效热源后,氨-空气贫燃极限从0.8... 详细信息

为探究等离子体对氨-空气预混旋流火焰贫燃极限及燃烧效率的影响规律,将等离子体等效为热源,结合计算流体力学(CFD)燃烧模拟手段分析不同当量比及等离子体放电位置下氨的燃烧特性.结果发现,布置等离子体等效热源后,氨-空气贫燃极限从0.82降至0.78以下,但同时伴随燃烧效率的下降.其原因主要在于等离子体放电输入热量可维持局部高温来防止火焰吹熄并提高局部火焰传播速度.然而,随当量比下降等离子体作用范围减小,导致部分氨逃逸进而引起燃烧不充分及燃烧效率下降.

关键词：等离子体助燃氨燃烧贫燃极限燃烧效率

高浓度丙酮VOCs高温预热近极限贫燃预混火焰特性的数值分析

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化工进展 2021年第1期40卷 67-73页

作者：郑仕杰钱研杨朋辉王学斌西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049 陕西宝昱科技工业有限公司陕西西安710065

为进一步对一种丙酮挥发性有机化合物(VOCs)焚烧炉进行设计优化和运行参数调节,本文对其在不同的燃料当量比、预热温度下的火焰特性进行了数值模拟,分析了其绝热火焰温度、着火延迟时间、火焰传播速度和一维火焰产物分布特性。研究结果... 详细信息

为进一步对一种丙酮挥发性有机化合物(VOCs)焚烧炉进行设计优化和运行参数调节,本文对其在不同的燃料当量比、预热温度下的火焰特性进行了数值模拟,分析了其绝热火焰温度、着火延迟时间、火焰传播速度和一维火焰产物分布特性。研究结果表明:典型当量比(约0.113)下的绝热火焰温度为850~900℃,属于中低温燃烧,绝热火焰温度随预热温度和当量比(0.06~0.4)的升高均线性升高。预热温度和化学当量比对着火延迟时间的影响十分敏感。在其典型贫燃条件下,层流火焰传播速度随预热温度升高呈指数函数关系增大,随化学当量比增大而缓慢升高,且其层流火焰传播速度不超过150cm/s。反应过程首先发生丙酮的分解和部分氧化,并持续时间较长,仅当混合物的温度升高一定程度后才发生较剧烈的CO氧化。

关键词：丙酮挥发性有机化合物贫燃极限预混燃烧化学反应动力学

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低浓度瓦斯在泡沫陶瓷内过焓燃烧的实验研究

煤炭学报 2011年第4期36卷 628-632页

作者：宋正昶林柏泉周世宁中国矿业大学电力工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

为了解决我国煤炭开采过程中大量低浓度抽放瓦斯在现有技术条件下无法直接利用的问题,设计搭建了低浓度瓦斯燃烧实验系统,对低浓度瓦斯在泡沫陶瓷内过焓燃烧贫燃极限扩展方法与特性开展了研究,得到了煤矿低浓度瓦斯过焓燃烧的贫燃极限... 详细信息

为了解决我国煤炭开采过程中大量低浓度抽放瓦斯在现有技术条件下无法直接利用的问题,设计搭建了低浓度瓦斯燃烧实验系统,对低浓度瓦斯在泡沫陶瓷内过焓燃烧贫燃极限扩展方法与特性开展了研究,得到了煤矿低浓度瓦斯过焓燃烧的贫燃极限、火焰传播速度范围、污染排放特性。研究表明:低浓度矿井瓦斯在甲烷浓度小于5%时仍然可以在泡沫陶瓷内稳定燃烧,具有较高的燃烧效率和低污染排放特性;贫燃极限可以进一步扩展到4%以下。

关键词：瓦斯泡沫陶瓷过焓燃烧贫燃极限

低浓度煤矿瓦斯在多孔介质中的燃烧特性试验研究

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煤炭技术 2009年第11期28卷 95-98页

作者：刘方宋正昶杨丽李坚中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

为了解决低浓度煤矿瓦斯无法直接燃烧的问题,自行开发了多孔介质燃烧器,基于此试验系统,对三种分别为40PPI-30PPI-20PPI-10PPI,40PPI-30PPI-20PPI-20PPI,40PPI-30PPI-间隔10mm-20PPI-20PPI的多孔介质燃烧器开展试验研究,研究不同当量比... 详细信息

为了解决低浓度煤矿瓦斯无法直接燃烧的问题,自行开发了多孔介质燃烧器,基于此试验系统,对三种分别为40PPI-30PPI-20PPI-10PPI,40PPI-30PPI-20PPI-20PPI,40PPI-30PPI-间隔10mm-20PPI-20PPI的多孔介质燃烧器开展试验研究,研究不同当量比、不同混气流速下的瓦斯在多孔介质组合中燃烧温度变化,并用温度变化研究燃烧火焰的移动规律。同时得出不同多孔介质组合下不同当量比所对应的脱火流速及回火流速。试验结果为多孔介质燃烧器设计提供了依据,对于利用低浓度瓦斯能源,保护环境具有重要意义。

关键词：煤矿瓦斯多孔介质燃烧特性贫燃极限

基于Ce-Zr基催化剂的甲苯自持燃烧及其机理研究

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基于Ce-Zr基催化剂的甲苯自持燃烧及其机理研究

作者：赵晨晨天津科技大学

学位级别：硕士

工业生产过程排放到大气中的甲苯严重威胁大气环境和人类健康。本文将Ce-Zr基氧化物催化剂应用于甲苯的催化氧化过程,成功实现了甲苯的催化自持燃烧。研究内容重点围绕催化剂构效关系、甲苯催化自持燃烧的可操作域和甲苯催化氧化微观反... 详细信息

工业生产过程排放到大气中的甲苯严重威胁大气环境和人类健康。本文将Ce-Zr基氧化物催化剂应用于甲苯的催化氧化过程,成功实现了甲苯的催化自持燃烧。研究内容重点围绕催化剂构效关系、甲苯催化自持燃烧的可操作域和甲苯催化氧化微观反应机理展开。采用等体积浸渍法制备了 CuxMn1-xCe0.75Zr0.25/TiO2催化剂（x=1、0.5和0）,在微管反应器中研究了甲苯的催化自持燃烧。结果表明,催化剂的自持燃烧活性不仅取决于甲苯完全燃烧温度（Tco）,还取决于其相应的贫燃极限。催化剂的贫燃极限越低,其活性越高。CuCe0.75Zr0.25/TiO2、Cu0.5Mn0.5Ce0.75Zr0.25/TiO2 和 MnCe0.75Zr0.25/TiO2 催化剂的贫燃极限分别为0.35 con.%、0.50 con.%和1.00 con.%,其活性顺序为CuCe0.75Zr0.25/TiO2（234℃）＞Cu0.5Mn0.5Ce0.75Zr0.25/TiO2（238℃）＞MnCe0.75Zr0.25/TiO2（284℃）。结合 H2-TPR、O2-TPD、XPS 和原位红外等表征结果可知,CuCe0.75Zr0.25/TiO2催化剂具有较高活性的原因是因为其良好的低温还原性和均匀分散性。甲苯通过断裂甲基上的α-H结合催化剂表面的活性氧吸附在催化剂表面,然后与表面晶格氧进行反应。在内径4 mm的微管反应器内对活性不同的CuCe0.75Zr0.25/TiO2和CuCe0.75Zr0.25Ox-细菌纤维素（BC）进行了甲苯自持燃烧贫燃极限研究及热量计算。结果表明,活性较高的CuCe0.75Zr0.25Ox-BC催化剂的贫燃极限小于活性较低的CuCe0.75Zr0.25/Ti02催化剂。当流量为200 mL/min时,其φ值最小,为0.024。混合气在催化剂表面的停留时间随混合气流量的增大而减小,使得催化自持燃烧的壁温高温区向催化剂床层后端移动,且温度随催化剂的活性的增高而降低。在散热率高达91.9%的情况下,甲苯仍可维持稳定的自持燃烧状态。同时结合微管反应实验结果和理论计算,在有效降低飞温上限对反应器和催化剂的影响下实现了甲苯在固定床反应器中的自持燃烧。在 XRD、TEM 和 H2-TPR 等技术研究 CuCe0.75Zr0.25Ox-BC、CuCe0.75Zr0.25Ox-BC（H）和Ceo.75Zr0.25Ox催化剂活性物种的基础上,不同催化剂上甲苯氧化原位红外实验结果表明,CuCe0.75Zr0.25Ox-BC催化剂的活性位主要包括表面CuO物种、Cu-Ce-Zr-O固溶体和Ce-Zr-O固溶体,其活性大小依次减小。对比有氧和无氧条件下的甲苯在CuCe0.75Zr0.25Ox-BC催化剂上反应的原位红外光谱发现,甲苯的催化氧化反应遵循MvK机理,而气相氧的存在还可促使吸附在催化剂表面的甲苯在常温下部分转化苯甲醇。

关键词： Ce-Zr基催化剂甲苯自持燃烧贫燃极限反应机理

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泡沫陶瓷胞元结构对甲烷燃烧特性的影响

工业炉 2023年第5期45卷 5-11页

作者：郑海峰郑晓龙陈元元重庆赛迪热工环保工程技术有限公司武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

为了探究胞元结构对甲烷燃烧特性的影响，优化多孔介质燃烧器结构，设计开发了以Kelvin和WP胞元模型为结构特征的泡沫陶瓷板构成的多孔介质燃烧器，分析了该燃烧器在燃烧甲烷时的燃烧室温度、贫燃极限、辐射效率与烟气排放特性。结果表... 详细信息

为了探究胞元结构对甲烷燃烧特性的影响，优化多孔介质燃烧器结构，设计开发了以Kelvin和WP胞元模型为结构特征的泡沫陶瓷板构成的多孔介质燃烧器，分析了该燃烧器在燃烧甲烷时的燃烧室温度、贫燃极限、辐射效率与烟气排放特性。结果表明：在孔密度、骨架直径、燃烧工况都相同的条件下，WP模型泡沫陶瓷板构成的燃烧器燃烧室温度和辐射效率高于Kelvin模型，CO和NOx排放量低于Kelvin模型。

关键词：多孔介质燃烧器胞元结构燃烧特性辐射效率贫燃极限