张文达
- 作品数：5 被引量：20H指数：2
- 供职机构：哈尔滨工业大学能源科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理环境科学与工程化学工程更多>>
- 燃烧温度对神华烟煤加压燃烧过程中C/N转化特性的影响被引量：1
- 2022年
- 加压O_(2)/CO_(2)燃烧技术是一种可以实现CO_(2)高效捕集的新型燃烧技术。为探究煤粉在加压O_(2)/CO_(2)气氛下的燃烧特性和污染物释放特性,采用加压沉降炉试验系统在0.9 MPa压力下对神华烟煤的加压燃烧(燃烧时间0.3 s)特性和N元素迁移释放特性进行研究。通过在线测量手段分析了O_(2)/CO_(2)气氛下,温度(1073~1273 K)对燃烧过程中气相产物CO、N_(2)O以及NO生成规律的影响。通过离线表征手段分析了温度对燃烧残炭物理化学结构变化的影响。结果表明,煤粉加压燃烧过程中,升高燃烧温度会导致煤中燃料N的气相NO_(x)转化率先升高后降低,相比N_(2)O,升高燃烧温度对NO释放的影响较弱,煤中燃料N向气相NO_(x)转化主要由N_(2)O决定。煤粉加压O_(2)/CO_(2)燃烧过程中,CO和NO浓度随燃烧温度的升高逐渐减小和增大,而N_(2)O释放随燃烧温度的升高先增后减。燃烧温度1273 K时,CO、NO、N_(2)O体积分数分别达到363.5×10^(-6)、10.2×10^(-6)和6.8×10^(-6)。FTIR结果表明,煤粉颗粒表面O—C=O结构含氧官能团比C—OH结构含氧官能团具有更高的燃烧反应活性。燃烧温度从1073 K升至1273 K时,C—O相对含量变化较小,O—C=O、C=O、C—H相对含量分别减小了1%、1%和7%,而C=C/C—C相对含量增加了7%。表明加压燃烧过程中升高温度会促进C—H结构快速消耗,同时提升残炭的芳香程度。1273 K时,煤粉燃烧残炭表面以N-5、N^(-6)形式赋存的N元素相对含量分别减少7%以及增加5%。加压O_(2)/CO_(2)燃烧过程中释放的NO_(x)含氮前驱物主要来源于焦炭中固有的N-Q结构,其相对含量变化较小。
- 张屿杜尚斌张文达赵义军孙绍增
- 关键词：氮转化
- 氨燃料强化燃烧技术研究进展被引量：2
- 2023年
- 在双碳战略下,氨作为新型零碳燃料逐渐受到关注。针对氨燃烧存在着火困难、火焰速度低、可燃性范围较窄的问题,本文从氨的基础特性出发,总结了改善燃料活性(掺混燃烧、富氧燃烧)、热质传递强化和辅助燃烧等强化燃烧技术对火焰传播速度的影响,探究了强化燃烧过程的影响因素及其作用机理。掺混燃烧可以显著提高氨燃烧速度,其中氢气是最有效的强化燃烧剂,随着掺氢比的增加,氨/空气层流火焰速度呈指数型增加;随着碳基燃料掺混比提高,氨/空气层流火焰速度多呈线型增加。富氧燃烧可以显著提升氨燃烧速度,且不会产生碳排放。随着氧化剂氧含量的增加,层流火焰速度呈线性增加。调控燃烧参数的强化燃烧能力有限,而采用辅助燃烧技术则可以针对氨燃烧的不同工况和结构进行灵活调整并实现燃烧的精准强化。在未来氨燃料强化燃烧技术发展中,针对改善燃料活性,可以调整燃料掺混、喷射策略;针对强化热质传递过程,可以优化设计燃烧器结构、燃烧组织方式和调控燃烧参数。此外,可以结合新兴的辅助燃烧技术共同强化氨燃烧并拓宽稳燃边界,在强化燃烧的同时结合NO x排放控制技术,这是实现氨清洁高效燃烧的重要途径。
- 张屿赵义军曾光张文达张林瑶孙绍增
- 关键词：强化燃烧富氧燃烧热质传递
- 压力对煤热解过程及热解焦炭理化结构的影响被引量：5
- 2021年
- 本文综述了压力对煤热解过程及热解焦炭理化结构的影响,当前研究主要集中在较低的温度条件(通常低于1000℃).研究表明,加压煤热解焦炭和挥发分产率、焦炭的比表面积和孔隙率、官能团、石墨化程度等理化结构不同于常压,加压热解过程中N、S元素的多相转化行为会发生改变.压力升高,焦炭产率增加、挥发分产率降低,焦炭的燃烧反应性降低.高压会形成更多的大孔隙率炭颗粒,焦炭的石墨化程度加深,脂肪族和芳香族含量先上升然后下降,小芳香系统与大芳香系统的比例降低,含氮前驱物(HCN、NH_(3))数量随着压力增加而增加,气态产物中的SO_(2)浓度和焦炭中的硫含量随着总压力的增加而降低.
- 邓立华孙绍增张文达白晨曦冯冬冬赵义军吴江全
- 关键词：焦炭挥发分
- 酸洗脱灰对准东次烟煤结构和反应活性的影响被引量：12
- 2017年
- 研究酸洗脱灰过程对煤的化学结构和反应活性的影响对煤的清洁高效利用十分重要。采用HCl-HF-HCl和HF-HNO_3-HCl两种方法对准东次烟煤进行处理,利用傅里叶红外光谱对原煤及其酸洗处理得到的脱灰煤进行结构表征,并用微型流化床多阶段气固反应分析仪对煤粉样品燃烧反应性进行分析。结果表明,酸洗处理可使煤中灰分含量降低到0.2%以下,脱灰煤中OH和COOH附近的吸收峰强度显著增强,脂肪侧链变短,芳香环上取代基减少。HF使得煤中硅铝类矿物质被大量脱除,HNO_3会与煤中有机物发生硝化反应,导致部分含氧官能团含量进一步增加。当温度在600和700℃时,脱灰煤燃烧反应性与原煤相比显著降低,但随着温度升高至800和900℃,脱灰煤与原煤的反应性差距变小。
- 张文达王鹏翔孙绍增赵义军赵虹翔严泰森吴江全
- 关键词：酸洗红外光谱反应活性
- 天然气调质煤粉再燃中关键参数的实验研究
- 2024年
- 针对煤粉再燃技术,提出了一种结合再循环烟气输送煤粉和天然气调质的方案。其目的在于提高再燃煤粉的还原能力,从而降低燃煤锅炉产生的氮氧化物排放。为了探索如何利用天然气中高活性成分,创造一个更有利于煤粉还原NO_(x)的环境,利用模拟实际燃煤锅炉条件下的多反应控制段携带流反应器实验系统,研究了天然气调质的整个过程。结果表明,天然气调质产生的大量还原性物质,如CO*、OH*、H和CHi等优化了煤焦的物理化学结构,增强了煤焦还原氮氧化物的能力。与传统的再循环烟气输送煤粉相比,添加天然气调质后,NO_(x)的还原效率提高了约12.23%。通过实验和数据分析,解析了天然气调质技术对于煤粉再燃的显著影响,并提出了在工程应用中的具体参数要求。从工程应用角度来看,为了实现高效率的氮氧化物还原,并兼顾煤粉的燃烬和经济性,需要对再燃区的过量空气系数、停留时间和燃料比进行精确控制,分别为0.8、0.6 s和20%。总的来说,采用天然气调质技术可在保证氮氧化物超低排放的同时,尽量减少活性气体的使用,从而提高系统运行的经济性。该灵活的天然气使用技术不仅在实验室条件下取得了良好的效果,也为工程实践提供了可行的方案,保证系统运行的经济性。
- 李玉凯孙绍增赵义军张文达冯冬冬
- 关键词：天然气调质再燃燃烧参数
