納米TiO-2催化煤燃燒的實(shí)驗(yàn)研究-王淑勤

收稿日期:2007-01-09;修訂日期:2007-06-08基金項(xiàng)目:華北電力大學(xué)留學(xué)基金資助項(xiàng)目(200514002)作者簡(jiǎn)介:王淑勤(1965-),女,河北定州人,華北電力大學(xué)副教授.文章編號(hào):1001-2060(2008)01-0050-05納米TiO2催化煤燃燒的實(shí)驗(yàn)研究王淑勤,趙毅,李丹丹,張一鳴(華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,河北保定071003)摘要:研究了納米TiO2在有、無(wú)CaO脫硫的工況下,對(duì)汶南褐煤和內(nèi)蒙煙煤的催化燃燒效果。通過(guò)熱重曲線,從著火溫度、失重量、放熱量等燃燒特性方面,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:在無(wú)CaO脫硫時(shí),納米TiO2使煙煤的著火溫度下降15℃,褐煤的燃盡溫度降低了32℃;在有CaO脫硫時(shí),納米TiO2使褐煤的著火溫度下降17℃,煙煤的燃盡溫度降低了8℃,同時(shí)褐煤、煙煤的燃燒反應(yīng)活化能分別降低了5.9kJ/mol和1.3kJ/mol,褐煤的發(fā)熱量升高。XRD圖譜中沒(méi)有新物質(zhì)生成也證明了納米TiO2的催化燃燒作用。這一結(jié)果為燃燒脫硫的同時(shí),提高煤的燃燒效率,節(jié)約用煤量提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:納米TiO2;催化燃燒;熱重分析;X射線衍射分析中圖分類號(hào):TQ536.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A引言納米TiO2作為一種新型的材料,由于其粒徑小、比表面積大、反應(yīng)活性高、吸附能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、反應(yīng)徹底高效,被廣泛的應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域[1]。但對(duì)于其在催化煤燃燒領(lǐng)域的研究還很少見(jiàn)報(bào)道。本文利用熱重分析技術(shù),研究了納米TiO2在有無(wú)氧化鈣脫硫條件下,對(duì)燃燒性能差別較大的汶南褐煤和內(nèi)蒙煙煤燃燒效果的影響;利用X射線衍射分析技術(shù),對(duì)燃燒后的各種灰份進(jìn)行了產(chǎn)物分析。旨在探索納米TiO2的催化特性,提高煤的燃燒效率,節(jié)約用煤量,以緩解能源緊張局勢(shì)和適應(yīng)環(huán)境保護(hù)要求。1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)樣品(1)煤樣:實(shí)驗(yàn)所用汶南褐煤、內(nèi)蒙煙煤的成分分析結(jié)果如表1所示。表1汶南褐煤及內(nèi)蒙煙煤的工業(yè)分析及元素分析結(jié)果(%)元素分析工業(yè)分析CadHadOadNadSadMadVadAadFCad汶南褐煤60.754.562.961.232.351.8232.8926.3038.99內(nèi)蒙煙煤62.334.2710.9530.0718.2949.89(2)添加劑:利用溶膠-凝膠法,由鈦酸正丁脂水解合成,干燥后的凝膠在750℃焙燒2h,納米TiO2的摻加量為實(shí)驗(yàn)煤樣的8%(質(zhì)量百分比)。1.2實(shí)驗(yàn)儀器WCT-2型微機(jī)差熱分析儀、Y2000型X射線衍射分析儀。1.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)熱重分析:熱重分析法是在程序控制溫度下,測(cè)量物質(zhì)質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。熱重法試驗(yàn)得到的曲線稱為熱重曲線(即TG曲線)。將TG曲線對(duì)溫度(或時(shí)間)取一階導(dǎo)數(shù)即得熱商熱重曲線(DTG曲線)。實(shí)驗(yàn)時(shí)稱取一定量的煤樣和納米TiO2、加或不加CaO,研磨混合均勻后把樣品放入WCT-2型微機(jī)差熱分析儀,對(duì)煤樣進(jìn)行燃燒特性分析,采用熱重分析儀研究煤的燃燒特性主要是了解煤的燃燒特性指標(biāo),包括煤的著火點(diǎn)、DTG的峰值(dw/dt),對(duì)應(yīng)于(dw/dt)的溫度以及燃盡溫度(Tp)。工作氣氛為動(dòng)態(tài)空氣,流量為60ml/min;升溫速率為20℃/min;溫度變化范圍為30～900℃;試第23卷第1期2008年1月熱能動(dòng)力工程JOURNALOFENGINEERINGFORTHERMALENERGYANDPOWERVol.23,No.1Jan.,2008樣重量為5.00mg左右。汶南褐煤、內(nèi)蒙煙煤試樣組成為:A1—褐煤;A2—褐煤+8%TiO2;A3—褐煤+CaO;A4—褐煤+8%TiO2+CaO;B1—煙煤;B2—煙煤+8%TiO2;B3—煙煤+CaO;B4—煙煤+8%TiO2+CaO。(2)灰樣:將上述研磨混合均勻后的樣品放入管式爐的瓷舟內(nèi),通入氧氣(流量40ml/min),升溫到850℃,燃燒25min,制得實(shí)驗(yàn)所用灰樣。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析2.1著火特性指數(shù)(Di)與燃盡特性指數(shù)(Df)煤的著火溫度是表征煤的燃燒特性的一個(gè)重要指標(biāo),著火溫度越低,表示煤越容易著火,燃燒特性就越好.著火點(diǎn)溫度(Te)是指開始燃燒反應(yīng)時(shí)的溫度,在熱重(TG)曲線上表現(xiàn)為開始失重時(shí)的溫度,它的高低反映出試樣開始燃燒反應(yīng)的難易程度;燃盡溫度(Tp)是煤燃燒反應(yīng)結(jié)束時(shí)的溫度在熱重(TG)曲線上表現(xiàn)為試樣恒重不變時(shí)的溫度[2]。著火點(diǎn)溫度和燃盡溫度可以直接從熱重(TG)曲線上獲得。最大反應(yīng)速率溫度為反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)速度最快時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度,在熱重(TG)曲線上表現(xiàn)為DTG曲線的峰值所對(duì)應(yīng)的溫度。但是,具體研究煤在著火燃燒期間不同組分對(duì)于著火和燃燒所起的作用時(shí),還要考慮燃燒條件,因此引入煤的著火特性指數(shù)與燃盡特性指數(shù)綜合考慮煤的著火溫度和燃燒穩(wěn)定性因素對(duì)煤燃燒的影響[3],兩項(xiàng)指數(shù)數(shù)值越大,表明煤的燃燒性能越好。著火指數(shù)計(jì)算式為:Di=(dw/dt)max/(tp·te)式中:tp—最大失重速率(dw/dt)max對(duì)應(yīng)的時(shí)間;te—著火時(shí)間。燃盡指數(shù)計(jì)算式為:Df=(dw/dt)max/(Δt1/2·tp·tf)式中:Δt1/2—(dw/dt)/(dw/dt)max=1/2時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間;tp—最大失重速率(dw/dt)max對(duì)應(yīng)的時(shí)間;tf—燃盡時(shí)間。(dw/dt)max是DTG曲線的峰值,著火時(shí)間te和燃盡時(shí)間tf可以直接從TG曲線獲得。這樣就可算出不同煤樣的著火特性指數(shù)與燃盡特性指數(shù)。2.2不加入氧化鈣,納米TiO2對(duì)汶南褐煤、內(nèi)蒙煙煤的催化燃燒效果各試樣燃燒特性指數(shù)計(jì)算結(jié)果如表2所示。由表可知,煙煤的著火溫度較褐煤的高。因?yàn)閾]發(fā)分低的煤,著火溫度高;煙煤的煤化程度比褐煤的高,煙煤結(jié)構(gòu)單元中芳香環(huán)縮合程度大、側(cè)鏈少,由于內(nèi)部無(wú)規(guī)則排列比褐煤緊密,因而煤的孔隙率、內(nèi)孔比表面積降低,揮發(fā)分析出的擴(kuò)散阻力增加,揮發(fā)分含量低,所以著火困難。而褐煤的灰分含量高,在燃燒過(guò)程中,外層的內(nèi)在灰分裹在內(nèi)層焦炭上,形成一層灰殼,阻礙氧向焦炭表面的擴(kuò)散,使燃盡時(shí)間拖長(zhǎng),導(dǎo)致燃盡溫度高;煙煤的灰分低,所以燃盡溫度也低。當(dāng)加入8%納米TiO2以后,褐煤的著火溫度升高了23℃,燃盡溫度降低了32℃,而煙煤的著火溫度下降了15℃,燃盡溫度升高了21℃。褐煤的著火指數(shù)降低了35.0%,煙煤的提高了28.6%;褐煤和煙煤的燃盡指數(shù)分別降低了49.3%和5.5%。因此加入納米TiO2以后,使煙煤著火提前,褐煤易于燃盡。添加納米TiO2后,在煤表面形成活性中心,使揮發(fā)分容易析出,從而降低著火溫度,這種作用對(duì)揮發(fā)分含量低的煙煤更明顯,使煙煤的著火溫度下降。另一方面添加物包裹在炭粒表面,堵塞氣孔,導(dǎo)致煤的燃燒性能下降,這種作用對(duì)內(nèi)部孔隙少,吸附能力弱的煙煤更明顯,使燃盡溫度升高。不加入氧化鈣,納米TiO2與汶南褐煤、內(nèi)蒙煙煤的TG曲線如圖1所示。從圖可知,加入納米TiO2以后,煤燃燒后的剩余質(zhì)量百分?jǐn)?shù)增加,意味著煤中不可燃物質(zhì)增加;同時(shí)煤燃燒后煙氣中SO2濃度降低。這是納米TiO2加速了煤中氧化鈣等堿性物質(zhì)的固硫作用。表2各試樣燃燒特性指數(shù)試樣編號(hào)(Ca/S=2)Te/℃Tp/℃Di(×10-4)Df(×10-4)A1363.41669.6010.902.19A2386.11637.957.081.11A3373.33638.508.041.63A4356.32642.6510.702.21B1379.11648.809.252.00B2364.27669.6811.901.89B3361.8668.0611.701.70B4358.86660.0911.001.88注:A1—褐煤;A2—褐煤+8%TiO2;A3—褐煤+CaO;A4—褐煤+8%TiO2+CaO;B1—煙煤;B2—煙煤+8%TiO2;B3—煙煤+CaO;B4—煙煤+8%TiO2+CaO。從圖2的DTA曲線上可以看出,DTA曲線分兩個(gè)峰,第一個(gè)峰在370℃左右,是揮發(fā)分析出階段;第二個(gè)峰在540℃左右,是碳氧化燃燒階段。添加納米TiO2后對(duì)煤的揮發(fā)分析出和碳氧化燃燒都有影響,增加納米TiO2使褐煤的發(fā)熱量降低,使煙煤的發(fā)熱量升高。·51·第1期王淑勤,等:納米TiO2催化煤燃燒的實(shí)驗(yàn)研究圖1煤與納米TiO2的TG曲線圖2煤與納米TiO2的DTA曲線添加的催化劑在一定程度上加快了煤本身的裂解反應(yīng),使反應(yīng)系統(tǒng)中不易被氧化、被轉(zhuǎn)化的物質(zhì)發(fā)生氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng),使焦油、粗苯易于分解,使煤的揮發(fā)分釋放量增大,有利于燃燒,這種作用對(duì)低揮發(fā)分煤更明顯,煙煤的揮發(fā)分比褐煤的低,因此,在不添加CaO脫硫劑的工況下,納米TiO2對(duì)煙煤的催化燃燒效果更明顯。2.3加入氧化鈣以后,納米TiO2對(duì)汶南褐煤、內(nèi)蒙煙煤的催化燃燒效果由表2可知,加入氧化鈣脫硫劑時(shí),在添加納米TiO2以后,褐煤的著火溫度降低了17℃,燃盡溫度升高了4℃;煙煤的著火溫度降低了3℃,燃盡溫度降低了8℃。褐煤的著火指數(shù)提高了24.9%,煙煤的降低了5.98%;褐煤燃盡指數(shù)提高了26.2%,煙煤的提高了10.6%。因此有氧化鈣脫硫劑時(shí)加入納米TiO2以后,使褐煤著火提前,煙煤易于燃盡。加入氧化鈣,納米TiO2與汶南褐煤、內(nèi)蒙煙煤的TG曲線如圖3所示。從圖可知,加入納米TiO2以后,有氧化鈣脫硫劑時(shí)煤燃燒后的剩余質(zhì)量百分?jǐn)?shù)也增加,與無(wú)氧化鈣脫硫劑時(shí)規(guī)律一樣。這是納米TiO2加速了氧化鈣的固硫作用。圖3煤與氧化鈣、納米TiO2的TG曲線從圖4的DTA曲線上可以看出,DTA曲線也分兩個(gè)峰,與無(wú)氧化鈣脫硫劑時(shí)規(guī)律一樣,添加納米TiO2后使褐煤的發(fā)熱量升高,使煙煤的發(fā)熱量降低。氧化鈣的存在,使得納米TiO2對(duì)于褐煤、煙煤的作用效果發(fā)生了明顯的變化。這是由于氧化鈣有·52·熱能動(dòng)力工程2008年固硫作用,使煤燃燒產(chǎn)生的SO2形成CaSO4而固定下來(lái),納米TiO2的作用不僅加速了煤的燃燒還促進(jìn)了氧化鈣的固硫作用。含有納米TiO2添加劑的顆粒形成的產(chǎn)物層結(jié)構(gòu)疏松,有較大的孔隙,有利于二氧化硫的擴(kuò)散從而提高固硫率,添加劑的作用是促進(jìn)固硫反應(yīng)產(chǎn)物層的擴(kuò)散。褐煤反應(yīng)活性高,易于與空氣中的氧氣反應(yīng),加入納米TiO2后,催化劑中的金屬離子供電子能力增加煤燃燒過(guò)程中碳環(huán)或碳鏈活性,有利于固定碳的燃燒和燃盡。另外,催化劑在著火過(guò)程中,充當(dāng)了氧的活性載體,促進(jìn)氧從氣相向表面擴(kuò)散,氧轉(zhuǎn)移的結(jié)果使揮發(fā)分和固定碳著火溫度降低,發(fā)熱量明顯增加,褐煤的結(jié)構(gòu)單元中側(cè)鏈較多,極性基團(tuán)也多,芳環(huán)的縮合程度小,表面積大,吸附能力強(qiáng);而煙煤的結(jié)構(gòu)單元中側(cè)鏈較少,芳環(huán)的縮合程度大,內(nèi)部孔隙少,吸附能力弱。因此當(dāng)有氧化鈣脫硫劑存在時(shí),加入納米TiO2后,對(duì)褐煤作用效果更明顯。圖4煤與氧化鈣、納米TiO2的DTA曲線2.4對(duì)燃燒產(chǎn)物進(jìn)行X射線衍射分析對(duì)樣品A1、A2、A3、A4,溫度850℃時(shí),燃燒所得的煤灰,進(jìn)行X射線衍射分析,結(jié)果如圖5所示。由標(biāo)準(zhǔn)圖譜可知,SiO2的主峰出現(xiàn)在2θ=26.66°,Ca-SO4的主峰出現(xiàn)在2θ=25.46°,CaO的主峰出現(xiàn)在2θ=37.46°,TiO2的主峰出現(xiàn)在2θ=27.86°。從圖5可知煤的燃燒產(chǎn)物主要為SiO2;加入CaO后,煤灰中含有SiO2、CaSO4、CaO,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)條件下,CaO轉(zhuǎn)化成CaSO4。在沒(méi)有CaO脫硫劑的情況下,加入納米TiO2,煤灰中只增加了TiO2這種成分,沒(méi)有新物質(zhì)生成,表明在燃燒過(guò)程中,TiO2沒(méi)有與煤中物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。在加入CaO脫硫劑的情況下,加入納米TiO2后,煤灰中含有SiO2、CaSO4、CaO、TiO2,并沒(méi)有CaO與TiO2、SO2與TiO2、SO3與TiO2反應(yīng)的新產(chǎn)物生成,由此可以判定,TiO2在整個(gè)燃燒過(guò)程中是一種催化劑。a-SiO2;b-CaSO4;c-TiO2;d-CaO圖5各種工況下燃燒產(chǎn)物的XRD圖譜3燃燒動(dòng)力學(xué)分析按照Coats-Redfern法[4],將煤燃燒的過(guò)程近似看成一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng),可得:ln-ln(1-a)T2=lnARβE1-2RTE-ERT式中:β—升溫速率,K/min;a—轉(zhuǎn)化率,%;E—活化能,kJ/mol;A—前因子,min-1;T—溫度,K;R—?dú)怏w常數(shù),8.314J/(mol·K)。對(duì)一般的反應(yīng)溫度區(qū)域和活化能E值而言,ln-ln(1-a)T2對(duì)1/T作圖可以得到一條直線,其斜率為E/R,從而得到活化能E值,活化能計(jì)算結(jié)果如表3所示。表3各種試樣活化能計(jì)算結(jié)果試樣編號(hào)(Ca/S=2)活化能/kJ·mol-1試樣編號(hào)(Ca/S=2)活化能/kJ·mol-1A156.76B166.11A261.20B265.77A365.83B364.60A459.92B462.90·53·第1期王淑勤,等:納米TiO2催化煤燃燒的實(shí)驗(yàn)研究由表3可知,在沒(méi)有氧化鈣的條件下,加入納米TiO2可使褐煤的活化能略有升高,煙煤的燃燒反應(yīng)活化能略有降低;當(dāng)有氧化鈣脫硫劑存在時(shí),加入納米TiO2后,褐煤、煙煤的燃燒反應(yīng)活化能均降低,分別為5.9kJ/mol和1.3kJ/mol,對(duì)褐煤作用效果更明顯。煤的燃燒反應(yīng)活化能所呈現(xiàn)出來(lái)的變化規(guī)律,與熱重分析所得的燃燒規(guī)律是一致的。同時(shí),活化能的計(jì)算結(jié)果再次證明納米TiO2在燃燒過(guò)程中是一種催化劑,它可以降低燃燒反應(yīng)的活化能,對(duì)整個(gè)燃燒過(guò)程起到催化作用。納米級(jí)二氧化鈦具有催化作用的原因可以通過(guò)電子轉(zhuǎn)移學(xué)說(shuō)很好的解釋。在煤的碳與氧的反應(yīng)中,氧氣的吸附被認(rèn)為是反應(yīng)的控制步驟。當(dāng)煤中加入金屬鈦的氧化物時(shí),燃燒反應(yīng)過(guò)程中金屬離子嵌入碳晶格的內(nèi)部使碳的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,其自身的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,成為電子給予體。結(jié)果,金屬離子將形成空穴,而碳表面的電子構(gòu)型也將發(fā)生變化,碳晶格就會(huì)扭曲變形,碳一金屬絡(luò)合物容易從晶格中脫離出來(lái),這種電荷的遷移使碳的表面棱、角、缺陷等活性部位增加,加快了氧氣的吸附速度[5];另一方面納米材料具有極大的比表面積,使得反應(yīng)物組分在納米級(jí)TiO2表面上的化學(xué)吸附作用明顯加強(qiáng)[6]。在兩方面的作用下,納米TiO2降低了反應(yīng)的活化能,催化了整個(gè)燃燒過(guò)程。4結(jié)論(1)在沒(méi)有氧化鈣存在時(shí),褐煤的燃盡溫度降低了32℃,而煙煤的著火溫度下降了15℃。因此加入納米TiO2以后,使煙煤著火提前,褐煤易于燃盡,煙煤的發(fā)熱量升高。納米TiO2對(duì)于揮發(fā)分含量低的煙煤催化燃燒效果明顯。(2)在有氧化鈣存在時(shí),煙煤的燃盡溫度降低了8℃,褐煤的著火溫度降低了17℃,因此有氧化鈣脫硫劑時(shí)加入納米TiO2以后,使褐煤著火提前,煙煤易于燃盡,褐煤的發(fā)熱量升高。納米TiO2對(duì)于表面積大、吸附能力強(qiáng)的褐煤催化燃燒效果明顯。(3)X射線衍射圖譜中沒(méi)有新產(chǎn)物生成;活化能計(jì)算也表明,當(dāng)有氧化鈣脫硫劑存在時(shí),加入納米TiO2后,褐煤、煙煤的燃燒反應(yīng)活化能均降低。(4)納米TiO2在煤燃燒時(shí)的催化特性表明,它不僅提高氧化鈣的固硫效果,還可提高煤的燃燒效率,節(jié)約用煤量。參考文獻(xiàn):[1]劉太奇.納米空氣凈化技術(shù)[M].北京:化工出版社,2004.[2]謝克昌.煤的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性[M].北京:科學(xué)出版社,2002.[3]MABG,LIXG,XUL,etal.Investigationoncatalyzedcombustionofhighashcoalbythermogravimetricanalysis[J].ThermochimicaActa,2006(445):19-22.[4]劉建忠,馮展管,周俊虎,等.煤燃燒反應(yīng)活化能的兩種研究方法的比較[J].動(dòng)力工程,2006,26(1):121-124.[5]袁中山,吳迪鏞,譚志誠(chéng),等.燃煤固硫及催化燃燒一體化添加劑的催化作用機(jī)理研究[J].燃料化學(xué)學(xué)報(bào),2005,33(3):267-272.[6]李瑩瑩,劉艷華,車得福.添加劑對(duì)燃煤NO排放的影響[J].燃燒科學(xué)與技術(shù),2004,10(3):275-277.(編輯濱)新技術(shù)前緣開槽定向潤(rùn)滑軸承據(jù)《Diesel&GasTurbineWorldwide》2006年12月號(hào)報(bào)道,Kingsbury公司提供了先進(jìn)的LEG(前緣開槽)潤(rùn)滑技術(shù)用于推力軸承和軸頸軸承。LEG技術(shù)是一種已取得專利的用于液壓軸承的直接潤(rùn)滑技術(shù)。LEG設(shè)計(jì)允許冷的進(jìn)口油通過(guò)軸瓦前緣上的槽直接被噴入油膜。冷油膜使軸瓦與攜帶的熱油隔開,從而減少了巴氏合金的溫度。把滑油直接引入油膜,允許消除寄生的無(wú)油膜損失,后者會(huì)減小在典型的溢流式軸承中的機(jī)械效率。與溢流式潤(rùn)滑比較,先進(jìn)的LEG技術(shù)顯著減小了軸瓦的溫度增加了承載能力,降低了滑油流量并減小了功率損失。LEG不要求軸承油密封,而是使用供油管有效地引導(dǎo)油流到前緣開槽。LEG供油槽位于軸瓦的前緣,這使軸承適于高速機(jī)械應(yīng)用。(吉桂明供稿)·54·熱能動(dòng)力工程2008年structureproposedbytheauthorsandtherationalconfigurationofsuchsystematicparametersasliquiddrag,heatdissipa-tion,transmissionmedium,springrigidityandtheeffectiveareaofthepistonetc.hastheabilitytorealizeasteplessspeedcontrolataratedspeedof1500r/minandaspeedratioof0.15～1,meetingthepracticalengineeringdemandsofther-malpower-generationenterprises.Keywords:hydro-viscousdrive,liquidviscoustransmission,steplessspeedcontrol,de-velopment,study高壓密相氣力輸送固相流量的實(shí)驗(yàn)與GRNN網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)=ExperimentalStudyofHigh-pressureDense-phaseandPneumaticallyTransportedSolid-phaseFlowanditsPredictionBasedonaGRNN(generalizedregressionneuralnetwork)[刊,漢]/LUPeng,CHENXiao-ping,ZHAOChang-sui,etal(EducationMinistryKeyLaboratoryonCleanCoalPowerGenerationandCombustionTechnology,SoutheastUniversity,Nanjing,China,PostCode:210096)//JournalofEngineeringforThermalEnergy&Power.-2008,23(1).-41～45Pulverized-coalhigh-pressuredense-phasepneumatictransmissionrepresentsoneofthekeytechnologiesforthepressur-izedcoalgasificationofagasfluidizedbed.Asystematicstudywasperformedonapneumatictransmissiontestrigfeatur-ingatransmissionpressureupto3.7MPaandapipelinesolid-gasratioof660kg/m3toinvestigatetheinfluenceofsuchconditionsastransmissionpressure,transmissionpressuredifference,fluidizedairquantity,pressurizedairquantity,sup-plementaryairquantityandwatercontentofpulverizedcoaletc.onthesolid-phasemassflowrate.Theresultsofthestudyshowthatthesolid-phaseflowrateincreaseswiththeincreaseoftransmissionpressuredifference.Itfirstincreaseswithanincreaseinfluidizedairflowrate,andthentendstobeaconstantvalue.Whentheinjectedairquantityreachesaconstantone,theflowrateinquestionwillfirstdecreaseandthenincreasewiththeincreaseofthepressurizedairquantity,basi-callyindependentofthesupplementaryairquantity.Theflowratewilldecreasewithanincreaseofthewatercontentofthepulverizedcoal.Inthemeantime,ageneralizedregressionneuralnetwork(GRNN)wasestablishedtoeffectivelyfore-castthesolid-phaseflowratewiththemaximalpredictionerrorbeingwithin2.3%.Alltheseeffortswillsomewhatprovideguidanceforsystemcontrolandoperation,andatthesametimelayasolidfoundationforanin-depthstudyofthehighpressuredense-phasepneumatictransmission.Keywords:pneumaticconveyance,highpressure,densephase,solidphaseflowrate,generalizedregressionneuralnetwork加壓噴動(dòng)流化床最小噴動(dòng)速度的試驗(yàn)研究=ExperimentalStudyoftheMinimumSpoutingVelocityinaPres-surizedSpouted-fluidizedBed[刊,漢]/LIQian-jun,ZHANGMing-yao,SHIAi-yang(EducationMinistryKeyLabora-toryonCleanCoalPowerGenerationandCombustionTechnology,SoutheastUniversity,Nanjing,China,PostCode:210096)//JournalofEngineeringforThermalEnergy&Power.-2008,23(1).-46～49Apressurizedspouted-fluidizedbedexperimentwasperformedonanorganic-glasscoldmodeldevicewithaninnerdiame-terof100mm.Millethavingadiameterof1.6mmand2.3mmrespectivelywasusedasthebedmaterial.Theinfluenceofpressure,staticbedheightandfluidizedairontheminimumspoutingvelocitywasstudied.Thetestresultsshowthattheminimumspoutingvelocityinaspouted-fluidizedbeddecreaseswiththeincreaseofpressure,butthemarginofsuchade-creasewillgraduallydiminish.Whenthestaticbedheightincreases,theminimumspoutingvelocitywillalsoincrease.Theinfluenceofanyincreaseofbedheightontheminimumspoutingvelocity,however,becomesweakenedwithanincreaseofpressure.Theincreaseoffluidizedairquantitycanleadtoadecreaseoftheminimumspoutingvelocity.Basedontheex-perimentaldata,alinearregressionwasconducted,andtheminimumspoutingvelocitycorrelationformulaewereobtainedrespectivelywhenufequalstoandisgreaterthan0(ufrepresentstheapparentairvelocityinthefluidizedairbed)withtheircorrelationcoefficientsbeingrespectively0.964and0.920.Theresultsobtainedfromthecorrelationformulaeareinrelativelygoodagreementwiththoseoftheexperimentalmeasurements.Keywords:spouted-fluidizedbed,pressurization,minimumspoutingvelocity納米TiO2催化煤燃燒的實(shí)驗(yàn)研究=ExperimentalStudyofNano-TiO2CatalyzedCoalCombustion[刊,漢]/WANGShu-qin,ZHAOYi,LIDan-dan,etal(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,NorthChinaElectric·106·熱能動(dòng)力工程2008年P(guān)owerUniversity,Baoding,PostCode:071003)//JournalofEngineeringforThermalEnergy&Power.-2008,23(1).-50～54UnderanoperatingconditionofdesulfurizationwithorwithoutCaO,studiedwasthenano-TiO2-catalyzedcombustionef-fectivenessofWen-nanligniteandInner-Mongoliabituminouscoal.Throughthermogravimetriccurvesananalysiswasconductedoftheexperimentalresultsfromsuchcombustionpropertiesasignitiontemperature,weightlossandheatreleaserateetc.TheanalyticresultsshowthatduringthedesulfurizationwithoutCaO,thenano-TiO2canlowertheignitiontem-peratureofthebituminouscoalby15℃andtheburn-offtemperatureofthelignite,by32℃.DuringthedesulfurizationwithCaO,however,thenano-TiO2canlowertheignitiontemperatureoftheligniteby17℃,andtheburn-offtemperatureofthebituminouscoal,by8℃.Inthemeanwhile,theactivationenergyofbothcoalsfromcombustionreactionhasde-creasedby5.9kJ/moland1.3kJ/molrespectively,andcalorificpowerofthelignite,increased.NonewsubstancebeinggeneratedintheXRD(X-raydiffraction)spectrumalsoprovesthecatalyzedcombustioneffectivenessofthenano-TiO2.Theaboveresultcanprovideatheoreticalbasisforthesimultaneousimplementationofdesulfurizationandthecombustionefficiencyenhancement,resultinginsizablecoalsavings.Keywords:nano-TiO2,catalyzedcombustion,thermogravimetricanalysis,X-raydiffractionanalysis220MW燃煤機(jī)組飛灰對(duì)汞的吸附特性研究=AStudyoftheMercuryAdsorptionCharacteristicsofFlyashina220MWCoal-firedPowerPlant[刊,漢]/JIANGYi-man,DUANYu-feng,WANGYun-jun,etal(EducationMinistryKeyLaboratoryonCleanCoalPowerGenerationandCombustionTechnology,SoutheastUniversity,Nanjing,PostCode:210096)//JournalofEngineeringforThermalEnergy&Power.-2008,23(1).-55～59Thespecificsurfacearea,porediameter,porevolume,poredistributionandfractaldimensionofflyashinfourelectricfieldsofanelectrostaticprecipitator(ESP)ina220MWcoal-firedpowerplantweremeasuredbyuseofnitrogenisother-maladsorption(ataconstanttemperatureof77.35K).Byemployingascanningelectronmicroscopethevisualmorpho-logicalcharacteristicsofflyashparticleswereanalyzed.Theresultsshowthatthesmallertheparticlediameterandthegreaterthespecificsurfacearea,thehigherthemercurycontentinflyash.Thecarbonandmercurycontentinflyashex-hibitsapositivecorrelation.Withanincreaseofload,themercuryadsorptiontendstobeweakened.Thereexistsanopti-mumfractaldimension,atwhichthephysicalandchemicaladsorptionofmercurybyflyashattainsamaximumvalue.Thebroadertheporedistributionandthegreatertheeffectiveutilizationrateoftheporevolume,themorefavorableconditionfortheadsorptionofmercury.Theadsorpti