国家自然科学基金(51206200)
- 作品数：16 被引量：46H指数：4
- 相关作者：杨仲卿张力郭名女郑世伟冉景煜更多>>
- 相关机构：重庆大学重庆科技学院更多>>
- 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理学化学工程石油与天然气工程更多>>
- 低浓度甲烷均相燃烧动力学反应机理简化与分析被引量：3
- 2015年
- 本文利用组分浓度敏感性分析法结合生成速率分析法,对甲烷动力学反应机理进行了简化,构建出一套含有18种组分、34步基元反应的简化机理。利用该简化机理与完整机理分别在瞬态及稳态零维均质模型中对低浓度甲烷反应过程进行了计算,并将计算结果进行了对比分析,结果表明在大尺度贫燃料区范围内简化机理与完整机理的计算结果吻合度较高,简化机理具有较高的精度。同时利用该简化机理在柱塞流模型中对低浓度甲烷均相反应程进行了预测,并与定温反应器中的实验结果进行了对比研究,实验结果证实简化机理对低浓度甲烷反应过程预测效果较好,该简化机理适用于计算低浓度甲烷均相反应过程。
- 赵雪林张力杨仲卿解振华
- 关键词：低浓度甲烷均相反应
- 超低浓度甲烷流态化催化燃烧特性与模型验证
- 2015年
- 采用实验研究和理论分析相结合的方法研究了体积分数为0.15~3%超低浓度甲烷在0.5%Pd/Al_2O_3（质量分数）催化颗粒鼓泡流态化状态下的催化燃烧特性,根据其在密相区和稀相区的流动及反应特点,建立了低浓度甲烷催化燃烧反应模型,并在不同温度、进气甲烷浓度、床层高度等工况下进行了模型预测及与实验数据的对比分析。研究结果表明：考虑了稀相区中催化颗粒飞溅,模型计算数据与实验数据吻合较好,误差在5%以内;反应器出口无量纲甲烷浓度随着床层温度的升高、进气甲烷浓度的降低以及床层高度的升高而降低;通过与活塞流,全混流反应模型的对比分析,进一步验证了所建立的数学模型能够较好地反映超低浓度甲烷在鼓泡流态化状态下的催化燃烧特性。
- 杨仲卿杨鹏王恒远张力冉景煜郭名女
- 关键词：催化燃烧
- 水蒸气作用下低浓度甲烷Cu/γ-Al_2O_3催化燃烧特性被引量：3
- 2014年
- 实验研究了水蒸气对低浓度甲烷在Cu/γ-Al_2O_3催化剂上燃烧特性的影响规律,考察了低浓度甲烷转化率随水蒸气浓度的变化规律、催化剂的耐水稳定性及再生特性,通过催化剂的微观结构观测探讨了水蒸气对低浓度甲烷催化燃烧的抑制机理。结果表明,随着水蒸气浓度的增加,催化剂的催化活性逐渐降低,空气吹扫可使催化剂活性部分恢复;水蒸气存在的情况下,催化剂表面存在烧结,但烧结的程度受到温度和蒸汽浓度两方面的作用。水蒸气抑制作用的原因是水分子吸附在催化剂表面,占据活性位,并生成表面羟基,阻碍甲烷与催化剂的接触。
- 杨仲卿耿豪杰张力郑世伟刘姝
- 关键词：水蒸气低浓度甲烷催化燃烧
- 燃烧器配风方式对低热值煤层气燃烧影响数值模拟被引量：1
- 2015年
- 对一种燃气旋流的低热值煤层气燃烧器的不同配风方式进行数值模拟,研究单级旋流配风、内直流外旋流双级配风、单级直流配风3种配风方式对燃烧区域的温度场、速度场、浓度分布特性的影响,并获得最优的配风方式。研究结果表明:单级旋流配风方式混合效果好,着火快,但温度衰减快且射流后期速度衰减快,射流刚性不足;内直流外旋流双级配风方式的混合效果较单级直流配风方式好,温度衰减慢,高温区域分布广;两种配风方式射流速度衰减都比较慢且无明显差别;对于燃气管内加装导流叶片的燃气旋流燃烧器,采用两个空气环腔,配风方式为内直流外旋流的双级配风方式时,既可提高空气和燃气的混合效果,又保持了很好的射流刚性,更适合于低热值煤层气的燃烧。
- 陈艳容李浩杰杨仲卿樊湖
- 关键词：燃烧器配风方式燃烧特性数值模拟
- 低甲烷浓度煤层气部分预混式旋流燃烧器燃烧特性的实验研究被引量：4
- 2014年
- 针对低甲烷浓度煤层气的特点,设计了150kW部分预混式旋流燃烧器,实验研究了燃烧器结构对低甲烷浓度煤层气燃烧的影响,考察了低甲烷浓度煤层气在燃烧器内的速度分布特性、旋流强度及甲烷浓度变化对温度分布的影响规律。结果表明：加装钝体结构的旋流燃烧器在燃用甲烷体积分数为20%的煤层气时,火焰长度降低,射流刚性增强,燃烧高效稳定;Z轴的逆轴向速度梯度范围随着直旋配风比的增加逐渐增大,射流刚性提高,中心回流区域变大;R轴的逆轴向速度梯度范围随着距离燃烧器喷口距离的增加逐渐缩小,回流区域变小,卷吸高温烟气的能力下降,不利于高效稳定燃烧;燃烧器喷口中心处的旋流强度随热负荷的增加而逐渐增大;当热负荷增加到50%以后,旋流强度随过量空气系数的增大而小幅度波动;当煤层气中甲烷体积分数为20%~30%时,随着甲烷浓度的增加,燃烧器出口的火焰形状呈现出变短变窄的趋势,燃烧稳定性提高,出口温度不超过1 000K,可以有效避免喷口被烧坏。
- 杨仲卿杨鹏张力杨鑫郭名女
- 关键词：钝体燃烧器燃烧特性
- 含硫低浓度甲烷在Cu/γ-Al_2O_3颗粒上催化燃烧特性
- 2014年
- 实验研究了反应气流中SO_2对低浓度甲烷在Cu/γ-Al_2O_3颗粒上催化燃烧特性的影响规律,考察了硫在催化剂上的累积作用,探讨了催化剂硫中毒的原因。研究表明:SO_2存在时,燃烧反应时Cu/γ-Al_2O_3催化剂发生硫中毒,且中毒效应随着SO_2浓度的增加而加深;经预硫化处理的催化剂的活性有所下降,且低温段硫中毒效应更为明显,较高的反应温度能够使生成的硫酸盐发生分解,减少对催化剂活性的影响;造成Cu/γ-Al_2O_3催化剂硫中毒的原因是催化剂内有硫酸盐的生成,减少了活性位点及比表面积,阻碍了活性位点对甲烷分子的吸附,从而降低了催化剂活性。
- 杨仲卿张力郑世伟
- 关键词：低浓度甲烷催化燃烧硫中毒
- 低浓度煤层气流态化燃烧技术的研究进展被引量：1
- 2015年
- 低浓度煤层气由于热值低、流量变化大,利用较困难,大部分都未经处理就直接被排放,不仅浪费资源,而且还污染环境,引起了国内外的密切关注。较之常规的煤层气利用技术,以惰性颗粒和催化颗粒为床料的流态化燃烧技术具有热容量大、燃料适应性广的特点,在低浓度煤层气燃烧利用方面表现出巨大的潜力。为此,综述了该技术的研究现状,分析了惰性颗粒和催化颗粒作用下,床层温度、进气浓度、流化风速及气固两相流对其燃烧特性的影响,介绍了在流化床中催化燃烧反应的模型及其动力学特性,探讨了杂质性气体对气固催化反应的作用机制,明确了SO_2作用下硫酸铜的生成是催化剂硫中毒的根本原因,提出了相应的抗硫中毒措施,讨论了水蒸气对低浓度甲烷催化燃烧的影响。最后,就该技术的未来发展进行了分析与展望,得出的认识如下:①后续的研究应该侧重颗粒尺寸变化对流态化燃烧带来的影响;②应寻找更加廉价、催化活性更优的催化剂替代;③对惰性颗粒下低浓度甲烷流态化燃烧,缺乏燃烧机理分析,需要进一步从理论角度进行深度挖掘。
- 杨仲卿杨鹏张力冉景煜郭名女闫云飞
- 关键词：煤层气甲烷流态化燃烧动力学模型
- 超声改性的CuO/Al_2O_3-MgO催化剂结构及其超低浓度甲烷催化燃烧性能被引量：11
- 2015年
- 采用普通浸渍和超声改性的方法分别制备了CuO/Al2O3-MgO催化剂,用于超低浓度甲烷的催化燃烧,并利用SEM、XRD、XPS、H2-TPR等技术对催化剂进行表征,研究了超声改性作用对催化剂的结构和性能的影响。结果表明,与普通浸渍法制备的催化剂相比,在超声改性的CuO/Al2O3-MgO催化剂上,甲烷的转化率得到提高,燃烧特征温度降低。随着超声时间的延长和超声功率的增加,催化剂的催化活性均呈现先增大后减小的趋势;催化剂制备的最佳超声工况为功率150 W、时间20 min。超声改性可使催化剂的比表面积和孔容积增大,表面催化活性较高的Cu+浓度增加,活性组分CuO由晶相向非晶相转变、分散度增大,晶粒粒径变小、分布更均匀;这使得甲烷催化燃烧的表观活化能下降、催化剂活性得到增强。
- 陈艳容李浩杰杨仲卿樊湖
- 关键词：催化燃烧
- NiO/CaO添加剂下生物质水蒸气气化特性被引量：3
- 2016年
- 使用自制NiO/CaO添加剂在TGA上进行了吸碳实验、在单床和双床系统上进行了生物质气化实验。添加剂吸碳/脱碳循环性能实验结果表明,在天然石灰石上添加氧化镍强化了单位氧化钙吸碳容量,添加质量分数2%氧化镍获得最高吸碳容量(0.47 g-CO_2/g-CaO),较天然石灰石有较大提升。经过14次循环后,添加剂都出现了程度不同的烧结,引起了吸收容量的下降。气化实验表明,双床系统更利于使用添加剂来强化生物质气化,获得高氢气产率和较低的二氧化碳量。添加质量分数2%氧化镍的样品获得最大氢气产率265 mL/g生物质,相比天然石灰石提高了14%,相比单床系统提高了33%,继续增加镍含量影响不大。
- 张波张波张力杨仲卿闫云飞冉景煜蒲舸何江
- 关键词：生物质水蒸气气化
- 超低浓度甲烷在惰性颗粒中燃烧特性的实验研究被引量：1
- 2013年
- 通过实验的方法研究了固定床内,惰性颗粒对超低浓度甲烷燃烧特性的影响特性,同时考察了进气速度、进气浓度和床层温度对甲烷转化率的影响规律。实验表明,在反应温度较低时,几乎没有CO2生成,CH4氧化生成了中间产物CO;随着反应温度的升高,CO逐渐被氧化为CO2;惰性颗粒的加入提高了CH4的着火温度,并在高温段抑制了甲烷的转换效率;惰性颗粒的存在降低了CO最大峰值所对应的温度;随着进气速度的降低,床层温度的升高,甲烷转化率增大;而改变甲烷浓度对甲烷转化率基本没有影响。
- 张力郑世伟杨仲卿
- 关键词：燃烧
