中央高校基本科研业务费专项资金(11MG46) 作品数:11 被引量:36 H指数:5 相关作者: 危日光 陈鸿伟 陈江涛 陈龙 高建强 更多>> 相关机构: 华北电力大学 更多>> 发文基金: 中央高校基本科研业务费专项资金 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 动力工程及工程热物理 化学工程 环境科学与工程 更多>>
石灰石分解反应动力学参数随温度变化特性研究 被引量:1 2012年 石灰石煅烧反应动力学参数是分解炉工艺设计的重要依据。常规的动力学计算通常假定动力学参数不随温度变化,求出的是各温度下的平均值。为了得到动力学参数随温度的变化情况,对不同温度范围的煅烧特性进行了研究。结果表明:温度对煅烧分解特性有较大的影响,反应性指数随温度呈抛物线增长;石灰石在N2环境气氛的煅烧反应适宜用相边界反应(圆柱形对称)机理来描述,所求取的表观活化能和指前因子随温度呈不规则的变化规律,但活化能和指前因子的变化规律相似,存在补偿效应。根据补偿系数推导出石灰石的等动力学温度约为868℃。 陈江涛 陈鸿伟 赵振虎 危日光关键词:石灰石 等温热重法 反应动力学 石灰石煅烧/碳酸化过程中微观结构的演变特性 被引量:6 2013年 对石灰石煅烧/碳酸化过程中微观结构的演变特性进行了研究.结果表明:石灰石不同煅烧/碳酸化阶段产物的氮吸附/脱附等温线为Ⅳ型,并在煅烧过程和碳酸化初期存在H1型吸附滞后环;石灰石煅烧产物的比表面积和比孔容随煅烧时间的增加呈线性增加,而碳酸化产物的比表面积和比孔容随碳酸化时间的增加呈指数规律迅速衰减;石灰石完全分解产物的孔容分布曲线呈双峰结构,随着煅烧反应的进行,双峰峰值不断增大,而碳酸化反应导致峰值减小;微孔、中孔和大孔对孔容积和孔面积的增加贡献不同,微孔只对孔面积的增加有一定的贡献,而中孔和大孔对孔容积和孔面积的增加皆有较大的贡献;随着比表面积和比孔容的增大,石灰石煅烧转化率呈线性增大趋势,而CaO的碳酸化转化率呈指数衰减. 危日光 陈江涛 陈鸿伟 陈龙关键词:石灰石 碳酸化 微观结构 比表面积 氮吸附 石灰石分解特性及微观结构迁移规律研究 被引量:6 2013年 采用自建的热重分析仪进行石灰石煅烧分解的热重实验,得到了温度、煅烧气氛及粒径对石灰石分解过程的影响规律,利用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)和比表面积及孔隙度分析仪重点考察了分解过程中煅烧产物微观结构的迁移变化规律。研究表明:温度是影响石灰石煅烧的关键因素,温度越高,反应越快;CO2分压和粒径的增大对石灰石分解反应有一定的抑制作用;石灰石煅烧产物比表面积和比孔容随煅烧时间的延续快速增加。超过完全分解时间继续煅烧,煅烧产物产生烧结,比表面积和比孔容减小;原始石灰石几乎为无孔形态,随着煅烧过程的进行,微孔、中孔和大孔出现,呈双峰结构分布,煅烧开始至2.5 min时段内中孔增长较多,2.5~6.5 min时段内微孔和大孔快速生成,烧结导致孔的数量减少。 陈鸿伟 陈江涛 危日光 索新良关键词:石灰石 燃烧反应 微观结构 钙基吸收剂煅烧产物孔结构特性非线性描述模型的对比研究 被引量:1 2013年 指数型模型和对数型模型是针对钙基吸收剂煅烧产物微观结构模拟过程中被普遍接受的两种模型,对其各自优势及适用范围的探索可为以后的应用提供依据。以实验为基础,针对孔容积分布和累计比孔容积对两种模型的模拟结果与实验结果在多工况下进行了对比研究。结果表明:对于孔容积分布的模拟,在孔径较小时,指数型模型模拟结果更接近于实验结果,孔径较大时,对数型模型更为准确,此变化的临界孔径大致为两种模型模拟曲线相交时的孔径,与总比孔容积和总比表面积有关。对于累计比孔容积的模拟,对数型模型更加准确,尤其在孔径较小阶段优势明显,同时从当量孔径角度考虑,对数型模型更适合描述钙基吸收剂煅烧产物的平均孔径水平。 危日光 梅健 高建强 陈鸿伟 王春波关键词:钙基吸收剂 微观结构 钙基吸收剂CCCR法脱除CO_2的固定床过程实验研究 被引量:3 2012年 为了系统研究煅烧气氛中CO2分压力、煅烧温度、水蒸汽及循环次数对碳酸化转化率X的综合影响,探究在不同工况下使转化率衰减的主导因素,通过自建固定床反应实验台,在多工况下进行了实验研究,并用氮吸附法测量吸收剂煅烧产物微观结构进行分析。结果表明:850℃以上随煅烧温度的提高,碳酸化转化率X逐渐下降,高CO2气氛下,此下降趋势将被减缓;煅烧温度接近窗口温度时,烧结作用为X下降主导因素,CO2则影响不大;多次循环过程中,高CO2分压气氛下,CO2作为烧结媒介,在转化率下降过程中起主要作用,煅烧温度影响不大;煅烧气氛中水蒸汽的存在可在一定程度上使碳酸化转化率提高。 危日光 梅健 高建强 陈鸿伟 王春波关键词:钙基吸收剂 碳酸化 水蒸汽 石灰石循环分离CO_2过程活性下降原因分析 被引量:5 2012年 为了得到石灰石循环分离CO2过程活性下降的原因,在热重分析仪上考察了石灰石循环煅烧/碳酸化反应特性,并利用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)考察了不同循环次数下样品表面结构的差异。结果表明:CaO碳酸化反应主要由化学反应控制阶段和产物层扩散阶段组成,石灰石循环反应活性降低主要由化学反应控制阶段CaO转化率的下降引起,而其根本原因是循环反应过程中烧结所引起的空隙结构变化促使反应迅速的化学反应控制阶段提前结束,CaO碳酸化反应较早地进入到反应缓慢的产物层扩散控制阶段。 陈江涛 危日光 陈鸿伟 陈龙关键词:石灰石 煅烧温度对石灰石循环分离CO_2的影响及动力学分析 被引量:1 2012年 在热重分析仪上研究了煅烧温度对石灰石循环分离CO2特性的影响,并利用两段的收缩核模型考察了不同煅烧温度下循环碳酸化反应过程动力学参数的变化规律。结果表明:煅烧温度和循环次数的增加皆导致化学反应控制阶段提前结束,致使产物层扩散控制阶段提前,导致CaO最终转化率随煅烧温度和循环次数的增加而降低。较高的煅烧温度致使化学反应控制阶段表观反应速率常数较小且随着循环次数的增加而快速降低,产物层扩散控制阶段表观速率常数较大且随着循环次数的增加而缓慢降低。 陈江涛 危日光 陈鸿伟 赵振虎关键词:石灰石 煅烧温度 动力学参数 煅烧气氛对石灰石循环分离CO_2过程特性的影响 2013年 在热重分析仪上研究了煅烧气氛对石灰石循环分离CO2特性的影响。结果表明:煅烧气氛中CO2体积分数和循环次数的增加皆导致化学反应控制阶段提前结束,致使产物层扩散控制阶段提前,最终导致CaO最终转化率随CO2体积分数和循环次数的增加而降低。CaO活性随循环次数的增加而降低主要发生在化学反应控制阶段,相同循环次数下煅烧气氛中CO2体积分数越大CaO活性越低。 陈江涛 陈鸿伟 危日光 于伟锋 贠英关键词:石灰石 回转式空气预热器传热元件传热与流动三维数值模拟 被引量:9 2015年 为提高回转式空气预热器的传热性能,降低其流动阻力,需要对其内部的传热元件进行板型的优化设计。利用计算流体力学软件fluent,对回转式空气预热器几种常用传热元件的传热与流动问题进行了三维数值模拟研究。对模拟数据进行分析,得到了不同传热元件的传热特性及阻力特性曲线,通过对具体模拟数据的对比分析发现:带波纹的传热元件的换热效果较由光板组成的传热元件好;随着板型当量直径的减小,单位体积的换热面积逐渐增大,传热元件的换热效果不断提升,流动阻力不断增大;同类型板型的几何参数对其传热特性及阻力特性有较大影响。模拟结果可为传热元件的选型优化以及回转式空气预热器的设计计算提供基础数据。 危日光 杨相钊 高建强 顾兴鹏 曲振肖关键词:回转式空气预热器 传热元件 数值模拟 传热特性 温度对CaCO_3分解反应动力学参数的影响 被引量:5 2013年 采用自建的大剂量热重分析仪对分析纯CaCO3进行煅烧分解的热重试验,得到了温度对CaCO3分解过程动力学参数的影响规律。分析结果表明:CaCO3分解反应性指数随温度升高呈阶段性增长,而动力学参数随温度升高呈阶段性减小,但均可分为3个阶段,且不同阶段的温度转折点相同;相边界反应(圆柱形对称)机理较适合N2环境气氛下CaCO3热分解反应,反应活化能和指前因子的对数随温度的升高变化规律相似,二者线性关系良好,存在动力学补偿效应;根据补偿系数推导出CaCO3煅烧的等动力学温度约842℃,反应速率常数为0.104 9min-1。 陈鸿伟 陈江涛 危日光 索新良关键词:CACO3 等温热重法 动力学