国家自然科学基金(51276212)
- 作品数：22 被引量：131H指数：8
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- 相关领域：动力工程及工程热物理理学化学工程电气工程更多>>
- 结渣初始层沉积物热力学性质的第一性原理计算
- 2013年
- 为了解煤灰在洁净的水冷壁附近选择性沉积的微观机理,以及进一步解决复杂的结渣问题,采用第一性原理(first-principles)的超软赝势平面波方法,对Al2O3、SiO2、和Fe2O3的电子结构、热力学性质进行了计算;结构优化,使这3种矿物质达到最稳定的结构,并计算出这3种矿物质的电子结构、晶胞参数;根据声子谱态密度方法,得出这3种矿物质的温熵积、焓、吉布斯自由能及比定压热容;由相关的数据拟合图像.
- 李明强杜梅芳乌晓江张忠孝
- 关键词：热力学性质声子谱煤灰第一性原理
- 高碱煤灰渣在涂镍钢表面的粘附特性研究被引量：3
- 2015年
- 利用高温钼丝烧结点仪记录准东和神华2种煤灰在奥氏体钢和涂镍钢表面的熔融形态及接触角变化,分析煤灰的熔融特性和在材料表面的粘附特性。结果表明：准东煤灰的初始烧结温度（770℃）较低,半熔融态灰渣量（24%）较大,说明高碱煤更易沾污;1 200℃~1 280℃内,准东煤灰在涂镍钢表面的接触角比奥氏体钢大8.5°以上,该温度区间内涂镍钢可有效减弱高碱煤结渣;1 150℃~1 190℃内,准东煤灰在涂镍钢表面的粘附功增长缓慢,涂镍钢对该温度区间内的高碱煤结渣有减弱作用。
- 冯帅张忠孝乌晓江刘威
- 关键词：煤灰粘附
- 高碱煤自身灰捕捉碱金属特性的实验与量化被引量：1
- 2018年
- 基于高碱煤自身灰能够捕捉煤中碱金属这一行为特性,模拟实验探究自身灰与高碱煤反应过程的元素迁移及物相变化,结合量子化学计算对煤灰反应矿物质钠长石的反应活性进行研究,进而为实际工业锅炉燃煤控制与改善提供理论指导。结果表明:自身灰对于高碱煤中碱金属元素具有良好的捕捉效果,利用自身灰解决高碱煤沾污结渣问题具有较高的可行性;自身灰捕捉高碱煤中的Na元素主要赋存于霞石、钠长石等矿物质中,不同温度条件下,Na元素的迁移特性不同;煤灰矿物质钠长石的反应活性较高,易与亲电体系反应,其最高占据轨道几乎完全是由氧原子的2p轨道组成,Al-O键的键长较长,更容易发生断裂参与体系成键。
- 王要克杜梅芳刘欢欢李明强
- 关键词：量子化学钠长石
- 煤灰中高岭石熔融性的密度泛函理论研究被引量：1
- 2016年
- 选出两种复盐,熔融温度高的高岭石和熔融温度低的含钾高的微斜长石.以第一性原理的密度泛函理论(DFT)和量子化学从头算法为理论基础,结合PW 91算法和广义梯度近似(GGA),对煤灰中高岭石和微斜长石的反应活性进行计算,然后分析它们的最高能量占据轨道(HOMO)、最低空轨道(LUMO)、态密度和Milliken布局数.计算结果表明:高岭石轨道的能级差ΔE较大、化学活性低,高温脱水后生成莫来石,莫来石的结构比较稳定;高岭石脱水后易和电子接受体反应,不易和电子给予体反应,K^+作为电子接受体进入高岭石晶格变成微斜长石,煤灰熔融温度降低.
- 许鲁霞杜梅芳李瑞连江健
- 关键词：量子化学高岭石微斜长石煤灰
- 新疆高碱煤沾污结渣特性中试试验研究被引量：21
- 2016年
- 为了深入研究新疆高碱煤沾污结渣特性,利用3 MW煤粉燃烧中试平台进行了典型新疆高碱煤燃烧过程中灰的生成及其沾污结渣特性研究。实验结果表明：在炉膛燃烧区域的渣样主要以含铁、钙矿物为主,如：磁铁矿（Fe3O4）、钙硅石（CaSiO_3）等;在高温对流受热面区域,由于煤中Na、K等碱金属的升华、冷凝作用以及沾污层与烟气中SO_2、飞灰颗粒之间的物理化学反应,其沾污层主要以熔点较低的无水石膏（CaSO_4）、无水芒硝（Na_2SO_4）以及Na-Al-Si和Ca-Al-Si的低温共熔体。这些低温共熔体在较低的温度下（850℃~1 150℃）具有较强的黏性,能够进一步捕捉烟气中的飞灰颗粒,加速沾污层厚度的增长,使得新疆高碱煤沾污层增长速度较其他易沾污煤要快得多。
- 张翔乌晓江陈楠
- 关键词：灰熔融特性
- 煤灰熔融行为及其矿物质作用机制的量化研究被引量：18
- 2014年
- 选取典型高灰熔点和低灰熔点煤种,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜能谱仪(SEMEDX)对高温气化条件下煤灰熔融行为及其矿物质演变规律进行了实验研究与量子化学计算.结果表明:高温下大量莫来石的生成是导致煤灰试样A具有高灰熔融温度的主要原因;煤灰试样B中由于存在较多的硬石膏、钠长石等低熔融矿物质,且CaO与莫来石反应生成钙长石与钙黄长石的化学反应在煤灰试样B熔融过程中起到了关键作用,从而使其具有低的熔融温度.经量子化学计算分析表明,由于莫来石易与电子接受体结合而难与电子给予体结合,在煤灰熔融过程中,莫来石易与煤灰中常见的碱性阳离子(Ca2+、Mg2+、Fe2+、Na+、K+)电子接受体反应生成其他物质,通过添加不同的阳离子可促使莫来石向不同矿物质转变,可以进一步控制煤灰的熔融变化过程及其熔融温度.
- 代百乾乌晓江陈玉爽张忠孝
- 关键词：煤灰熔融行为量子化学
- 碱金属对煤灰熔融特性的影响机理被引量：6
- 2018年
- 碱性矿物质是高碱煤灰沾污结渣的重要影响因素。本文首先通过影像式烧结点试验仪研究了一种准东高碱煤与四种非高碱煤灰的熔融特性,并利用电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP)、X射线衍射仪(XRD)对高碱煤灰熔融过程中元素迁移及矿物变化进行研究,在此基础上,进一步利用量子化学理论从微观层面分析了碱性矿物质降低高碱煤灰熔融温度的机理。结果表明:高碱煤比其他四种非高碱煤初始熔融温度低60℃到110℃;随着高碱煤制灰温度的升高,初始熔融温度也由700℃逐渐升高至770℃,初始熔融的量也随之降低,其沾污、结渣倾向减弱;灰中K_2SO_4、NaAlSiO_4参与灰中低温共熔体的生成,随着温度的升高其物相逐渐消失;灰中碱性矿物NaAlSi_3O_8的相变活性位点优先受到灰中K^+、Mg^(2+)、Na^+、Ca^(2+)等离子势较低的离子攻击,使其矿物体系中硅氧四面体[SiO_4]^(4-)与铝氧四面体[AlO_4]^(5-)分离成片段,进而发生分子段的重组,形成熔点更低的低温共熔体而增加灰中液相。
- 刘欢欢杜梅芳王要克李明强
- 关键词：熔融特性量子化学
- 塔式锅炉管道支吊装置的设计与安装被引量：1
- 2013年
- 通过对塔式锅炉的管道支吊架的介绍,概述了管道支吊架的分类和设计要求,阐述说明塔式锅炉各管道支吊架的设计要点。由于管道热位移大,布置紧凑,支吊架装置在设计安装时须因势利导,合理布置。列举了管道典型支吊的结构设计和安装注意事项,为同类项目的管道吊架的设计和安装提供参考。
- 徐艳霞洪梅
- 关键词：塔式锅炉
- 高岭土对新疆高碱煤沾污结渣特性的影响研究被引量：15
- 2017年
- 为深入研究高岭土对减缓新疆准东高碱煤沾污结渣特性的影响规律与作用机制,利用3 MW_(th)多功能煤燃烧中试平台模拟实际电站锅炉四角切圆燃烧环境下研究高岭土对新疆准东高碱煤燃烧过程中灰的生成及沾污结渣特性的影响。试验结果表明:高岭土成分以SiO_2为主,虽然SiO_2单质熔点高达到1 730℃,但煤灰中SiO_2主要以非晶体状态存在,有时可提高熔融温度,有时则起到助熔作用;添加10%高岭土后,其炉膛结焦比纯烧准东高碱煤要好一些,虽然仍有流渣,但其渣的致密程度要比纯烧准东高碱煤要低;在炉膛燃烧区域准东高碱煤的碱酸比(B/A值)高于添加高岭土对应灰样的碱酸比值,而在高温对流受热面烟温区域(末级过热器、末级再热器区域),添加高岭土后其灰样的碱酸比值比燃准东高碱煤工况下灰样的碱酸比要低,添加高岭土后,与纯烧准东高碱煤相比,高碱酸比分布温度区间沿烟气流向方向向后推移,即易发生严重沾污的烟温区间向低温区域偏移。因此,相同条件下其在对流受热面上的沾污烧结程度要低,添加高岭土对降低锅炉对流受热面发生大面积沾污具有一定的效果。
- 乌晓江张翔陈楠
- 关键词：灰熔融特性高岭土
- 煤颗粒在一定温度和压力下的气化动力学过程模拟
- 2014年
- IGCC技术是洁净煤技术的重要方向,气流床气化炉是IGCC的重要设备之一。对气流床气化炉数学模型的研究是突破气化炉核心技术的关键所在,通过对从一种简化的气流床气化炉动力学模型人手,建立起气化炉中C、O_2以及合成气主要成分和炉内停留时间关系的动力学模型。在已知入口参数的条件下,以预测气化炉出口合成气成分、流量、碳转化率等参数,计算结果和相关学者的论文研究结果相符。通过建立气化炉动力学模型,得出气化炉中C、O_2和合成气主要成分随炉内停留时间的变化关系。
- 娄彤代百乾乌晓江张忠孝
- 关键词：气流床气化炉动力学
