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运用激光诱导发光法测量碳黑粒子浓度的模拟计算

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中国电机工程学报 2006年第7期26卷 6-11页

作者：王飞严建华马增益李宁岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江省杭州市310027 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室

激光诱导发光的方法是测量燃烧过程中颗粒浓度的有效方法。这种方法最吸引人的特点是粒子经过激光加热后,产生的辐射远高于周围火焰的辐射,这样可以有效地剔除火焰自身的辐射对测量的影响。该文介绍了激光诱导发光法测量碳黑粒子浓度的... 详细信息

激光诱导发光的方法是测量燃烧过程中颗粒浓度的有效方法。这种方法最吸引人的特点是粒子经过激光加热后,产生的辐射远高于周围火焰的辐射,这样可以有效地剔除火焰自身的辐射对测量的影响。该文介绍了激光诱导发光法测量碳黑粒子浓度的模型,对激光加热过程中碳黑的粒径和温度的变化进行了计算,并与经典结果进行了对比,验证了计算的有效性,文中最后考察了几个重要因素:初始温度(即火焰温度)、初始粒径、激光器波长和激光器强度对碳黑加热过程的影响。该文的数值模拟计算为进一步测量研究奠定基础。

关键词：热能动力工程激光诱导发光碳黑浓度测量

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聚乙烯在连续给料外热式回转窑内的热解研究

中国电机工程学报 2006年第16期26卷 126-132页

作者：沈祥智严建华池涌白丛生温俊明倪明江岑可法能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) 能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

在连续给料外热式回转窑试验台上,以聚乙烯为试验物料进行了热解产气特性、质量平衡以及能量净收益的试验研究。产气特性试验结果表明:温度一定、延长停留时间,或者停留时间一定、提高温度都会促进热解进行,不仅可以提高热解的产气份额... 详细信息

在连续给料外热式回转窑试验台上,以聚乙烯为试验物料进行了热解产气特性、质量平衡以及能量净收益的试验研究。产气特性试验结果表明:温度一定、延长停留时间,或者停留时间一定、提高温度都会促进热解进行,不仅可以提高热解的产气份额,而且还可以提高热解气体的热值。在选定热解停留时间为31.58min、温度为500℃和600℃的2种工况下进行了质量平衡试验,并对此进行了热解前后总热值对比和热解能量的净收益率分析,结果表明:500℃的热解吸热量是其热解产物总热值的1.18%;600℃的热解吸热量是其热解产物总热值的6.34%。与热解温度为600℃时相比,500℃的热解吸热量仅是600℃的18.39%,但是,500℃的热解效率却是600℃的38.23%;500℃热解能量的净收益率是600℃的1.06倍。如果对废弃聚乙烯采用热解-焚烧技术处理,那么,其中热解部分选择500℃作为热解温度是合理可行的。

关键词：热能动力工程热解聚乙烯外热式回转窑连续给料

新型近零排放煤气化燃烧利用系统的优化及性能预测

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中国电机工程学报 2006年第9期26卷 7-13页

作者：关键王勤辉骆仲泱岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江省杭州市310027 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室

针对所构建的以CO2接受体法气化为基础的新型近零排放煤气化燃烧利用系统,以热力学平衡计算软件包FactSage5.2来预测气化炉及燃烧炉的产物组成。在此基础上建立了基于物质平衡、能量平衡的系统效率计算方法。以提高系统效率为目标,对系... 详细信息

针对所构建的以CO2接受体法气化为基础的新型近零排放煤气化燃烧利用系统,以热力学平衡计算软件包FactSage5.2来预测气化炉及燃烧炉的产物组成。在此基础上建立了基于物质平衡、能量平衡的系统效率计算方法。以提高系统效率为目标,对系统压力和气化炉碳转化率这两个重要参数进行了优化。结果表明,系统效率随操作压力和气化炉碳转化率增加而呈上升趋势。在综合考察压力和碳转化率对系统效率、气化炉和燃烧炉性能的影响规律后,比较合适的系统压力和气化炉碳转化率分别为2.5MPa和0.7。在该运行参数下,系统发电效率达到了62.1%。若采用先进的氧离子输送膜(ITM)制氧方法,系统效率可提高1.3%。

关键词：热能动力工程近零排放 CO2接受体法气化平衡模型系统优化

可调谐半导体激光吸收光谱技术应用于平面火焰中气体浓度二维分布重建的研究

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光谱学与光谱分析 2012年第11期32卷 2891-2896页

作者：姜治深王飞邢大伟许婷严建华岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

研究了可调谐半导体激光吸收光谱技术实现气体浓度二维分布测量的方法,探索了重建气体浓度二维分布的模型和算法,并采用数值模拟的方式对重建程序进行了可行性验证。搭建了由24束激光束构成的场参数测量系统,以甲烷/空气预混火焰中H2O... 详细信息

研究了可调谐半导体激光吸收光谱技术实现气体浓度二维分布测量的方法,探索了重建气体浓度二维分布的模型和算法,并采用数值模拟的方式对重建程序进行了可行性验证。搭建了由24束激光束构成的场参数测量系统,以甲烷/空气预混火焰中H2O为测量对象,运用重建程序重建了火焰中H2O浓度的二维分布,实验结果分析表明,重建结果较真实的反应了火焰中H2O浓度的二维分布状态,为实现优化燃烧控制提供重要数据。

关键词：可调谐激光吸收光谱二维重建代数迭代重建算法

线板式脉冲电晕放电反应器OH自由基二维分布的光谱学研究

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光谱学与光谱分析 2015年第10期35卷 2680-2685页

作者：江建平骆仲泱轩俭勇赵磊方梦祥高翔浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

脉冲电晕放电过程中OH自由基等活性基团的空间分布特性对燃煤烟气污染物的氧化脱除具有重要作用。为了探索脉冲电晕放电污染物控制技术的机理,采用激光诱导荧光法检测线板式反应器内部脉冲电晕放电过程中OH自由基的空间二维分布特性,主... 详细信息

脉冲电晕放电过程中OH自由基等活性基团的空间分布特性对燃煤烟气污染物的氧化脱除具有重要作用。为了探索脉冲电晕放电污染物控制技术的机理,采用激光诱导荧光法检测线板式反应器内部脉冲电晕放电过程中OH自由基的空间二维分布特性,主要研究了不同相对湿度和含氧量对OH自由基空间二维分布特性的影响。实验表明,脉冲电晕放电过程中OH自由基主要存在于线电极下方的区域中,并以线电极为中心面向板电极呈现扇形分布,并且其扇形分布区域的纵向长度和横向宽度的最大值均小于1cm;相对湿度的增大有利于OH自由基的生成,促进OH自由基空间二维分布区域面积的扩大,当相对湿度为65%时OH自由基的空间二维分布区域面积达到最大值;当含氧量为2%时最有利于OH自由基的生成,并且OH自由基的空间二维分布区域面积达到最大值,当含氧量超过15%时对OH自由基的生成及其空间二维分布主要起抑制作用。同时,相对湿度和含氧量的增加均提高了激发态OH自由基中猝灭部分所占的比重,从而降低了OH自由基的荧光产率,其中含氧量对OH自由基荧光产率和OH自由基空间二维分布的影响作用大于相对湿度。

关键词：脉冲电晕放电电子能量 OH自由基激光诱导荧光荧光产率

基于可调谐激光吸收光谱技术的多条吸收谱线重建气体浓度二维分布的研究

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光谱学与光谱分析 2016年第11期36卷 3485-3491页

作者：张立芳王飞张海丹吴奇严建华岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

针对二维气体浓度分布,主要选用多条H_2O的吸收谱线,采用代数迭代重建算法,研究了在激光光束较少且假定温度分布已知的情况下,即不考虑燃烧场中温度对谱线强度的影响时,不同谱线条数对二维浓度重建结果的影响,对比了在同一浓度模型下通... 详细信息

针对二维气体浓度分布,主要选用多条H_2O的吸收谱线,采用代数迭代重建算法,研究了在激光光束较少且假定温度分布已知的情况下,即不考虑燃烧场中温度对谱线强度的影响时,不同谱线条数对二维浓度重建结果的影响,对比了在同一浓度模型下通过增加激光光束与增加H_2O吸收谱线条数对气体浓度重建结果的影响;研究了增加谱线条数重建气体浓度分布对不同温度与浓度分布模型的适应情况,其中,文中所选取的多条吸收谱线可以由一个激光器同时扫描得到。浓度测量区域采用10×10的网格划分,测量区域中的温度和浓度分布采用单峰不均匀分布与双峰不均匀分布,重建过程中计算了吸收谱线与激光光束的有效利用率。重建结果表明在激光光束较少时,增加吸收谱线条数可以获得更多与浓度相关的谱线参数信息,且与增加激光光束相比可以明显改善浓度重建结果,更主要的是增加谱线条数可以有效降低实验中硬件设备的成本投入以及测量系统的复杂性。

关键词：代数迭代算法二维浓度重建多条吸收谱线激光吸收光谱

O_2/CO_2气氛下无烟煤及烟煤燃烧NO释放特性对比试验研究

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中国电机工程学报 2011年第35期31卷 53-58,6页

作者：游卓王智化周志军刘建忠周俊虎岑可法能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

研究了一种烟煤和一种无烟煤在氧气体积浓度21%～100%的O2/CO2气氛下的水平管式炉中1073K时的NO生成特性。结果表明O2/CO2气氛下的NO的生成量小于空气条件下的一半。在焦炭表面生成的CO是减少NO生成的主要原因。O2/CO2下燃料N向NO的转... 详细信息

研究了一种烟煤和一种无烟煤在氧气体积浓度21%～100%的O2/CO2气氛下的水平管式炉中1073K时的NO生成特性。结果表明O2/CO2气氛下的NO的生成量小于空气条件下的一半。在焦炭表面生成的CO是减少NO生成的主要原因。O2/CO2下燃料N向NO的转化率随氧气的浓度增加上升,并在较高氧气浓度时持平。NO的析出过程受煤种的影响。烟煤在挥发分析出阶段有一定的NO伴随大量CO析出而生成,而无烟煤则没有。无烟煤的NO转化率比烟煤高。

关键词： O2/CO2气氛煤富氧燃烧 NO 燃料氮

预混气体在泡沫陶瓷多孔介质燃烧温度分布与火焰面移动特性

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中国电机工程学报 2012年第17期32卷 63-69,145页

作者：朱茜茜程乐鸣郑成航骆仲泱岑可法能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

为了解多孔介质内预混燃烧的温度特性和火焰面传播特性，采用红外热像仪对不同当量比和进口气体速度的甲烷／空气预混气体在泡沫陶瓷多孔介质内的燃烧进行试验研究。泡沫陶瓷材料采用碳化硅、氧化铝和氧化锆，泡沫陶瓷孔径采用394、787... 详细信息

为了解多孔介质内预混燃烧的温度特性和火焰面传播特性，采用红外热像仪对不同当量比和进口气体速度的甲烷／空气预混气体在泡沫陶瓷多孔介质内的燃烧进行试验研究。泡沫陶瓷材料采用碳化硅、氧化铝和氧化锆，泡沫陶瓷孔径采用394、787和1181PPM。结果表明，火焰面移动速度和当量比呈反比，受进口气体速度的影响不明显；火焰可以向上游或向下游传播，火焰面移动速度范围为-O．35-0．38mm／s确定了不同材料和孔径的泡沫陶瓷内的驻定燃烧当量比和白稳定当量比范围。

关键词：多孔介质预混燃烧火焰面移动驻定燃烧

Promotional effect of spherical alumina loading with manganese-based bimetallic oxides on nitric-oxide deep oxidation by ozone

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Chinese Journal of Catalysis 2017年第7期38卷 1270-1280页

作者：林法伟王智化邵嘉铭袁定琨何勇朱燕群岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

Nitric oxide （NO） deep oxidation to dinitrogen pentoxide （N2O5） by ozone together with wet scrub-bing has become a promising technology for nitrogen-oxide （NOx） removal in industrial boilers. Catalysts were introduced to enhance the N2O5 formation rate with less ozone injection and leakage. A series of monometallic catalysts （manganese, cobalt, cerium, iron, copper, and chromium） as pre-pared by the sol-gel method were tested. The manganese oxides achieved an almost 80% conver-sion efficiency at an ozone （O3）/NO molar ratio of 2.0 in 0.12 s. The crystalline structure and porous parameters were determined. The thermodynamic reaction threshold of NO conversion to N2O5 is oxidation with an O3/NO molar ratio of 1.5. Spherical alumina was selected as the support to achieve the threshold, which was believed to improve the catalytic activity by increasing the surface area and the gas-solid contact time. Based on the manganese oxides, cerium, iron, chromium, cop-per, and cobalt were introduced as promoters. Cerium and iron improved the deep-oxidation effi-ciency compared with manganese/spherical alumina, with less than 50 mg/m3 of outlet NO ＋ nitro-gen oxide, and less than 25 mg/m3 of residual ozone at an O3/NO molar ratio of 1.5. The other three metal oxides inhibited catalytic activity. X-ray diffraction, nitrogen adsorption, hydrogen tempera-ture-programmed reduction, and X-ray photoelectron spectroscopy results indicate that the cata-lytic activity is affected by the synergistic action of NOx oxidation and ozone decomposition.

关键词： Nitric oxide Deep oxidation Catalyst Ozone Transition metal oxide