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燃煤锅炉高温腐蚀气体激光在线监测设备研究
被引量：
1
1
作者
李龙
师帅
+5 位作者
宫廷
田亚莉
郭古青
邱选兵
熊小鹤
李传亮
《中国光学（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1060-1067,共8页
燃煤锅炉燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。H2S和CO是燃煤锅炉燃烧场的两种主要高温腐蚀气体,它们不仅腐蚀锅炉近壁面,尾气对大气环境的危害也极其严重。基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术,结合波长...
燃煤锅炉燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。H2S和CO是燃煤锅炉燃烧场的两种主要高温腐蚀气体,它们不仅腐蚀锅炉近壁面,尾气对大气环境的危害也极其严重。基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术,结合波长调制光谱技术和频分复用技术,研制了一款无人值守的燃煤锅炉主燃区的H_(2)S和CO气体浓度实时在线监测设备。仿真模拟了6335~6341 cm^(-1)范围内的气体吸收光谱,并选定1.5μm附近的近红外激光器作为激光光源。研制了一套耐高温耐腐蚀的Herriott型多光程池,使激光与气体相互作用的有效光程达15 m;开发了硬件电路及相应的固件程序,实现了H2S和CO吸收光谱信号的二次解调与浓度反演。线性度和Allan方差实验表明,其线性拟合相关系数分别为0.9998和0.9995,在73 s和53 s的积分时间下,H_(2)S和CO的最低检测极限分别为0.2×10^(-6) mol/mol和0.344×10^(-6) mol/mol。最后,将研制的设备在某300 MW电负荷的四角切圆燃煤锅炉主燃区燃烧气氛场进行应用示范,对水冷壁附近的H2S和CO进行同步测量。结果表明,锅炉中H2S和CO的浓度呈正相关,厌氧燃烧会导致两种气体的含量增加,造成对水冷壁的腐蚀。
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关键词
锅炉水冷壁腐蚀
波长调制光谱
频分复用
高温多光程吸收池
长期在线监测
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职称材料
纯聚丙烯腈在密闭空间中高温热解的分子动力学
2
作者
刘怡婷
王庚乾
+8 位作者
和小虎
邱选兵
田亚莉
郭古青
宫廷
孙小聪
周月婷
李传亮
李光跃
《高分子材料科学与工程》
2025年第6期40-48,共9页
聚丙烯腈(PAN)是一种典型的高分子聚合物,在电化学、纤维工业等方面有广泛应用。当前对纯PAN高温热解的理论研究还不够充分,机理尚不明确。文中使用基于ReaxFF力场的分子动力学方法对该体系展开了研究。对聚合度为10和20的PAN体系进行...
聚丙烯腈(PAN)是一种典型的高分子聚合物,在电化学、纤维工业等方面有广泛应用。当前对纯PAN高温热解的理论研究还不够充分,机理尚不明确。文中使用基于ReaxFF力场的分子动力学方法对该体系展开了研究。对聚合度为10和20的PAN体系进行了恒温热解模拟,设定1800 K,2400 K,2800 K和3200 K这4种温度。计算发现,较低温度时以“环化与交联”反应为主,而较高温度时“脱氢”和“环化与交联”反应都很显著。另外,主要气体产物为H_(2),大部分碳原子通过交联反应生成少数的多碳分子,且几乎没有发生“脱氮”反应。结果表明,PAN的真空高温热解不利于纯碳结构的生成,但是可能有助于氮掺杂碳材料的研究。
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关键词
聚丙烯腈
高温热解
ReaxFF力场
分子动力学
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职称材料
题名
燃煤锅炉高温腐蚀气体激光在线监测设备研究
被引量：
1
1
作者
李龙
师帅
宫廷
田亚莉
郭古青
邱选兵
熊小鹤
李传亮
机构
太原
科技
大学
应用科学
学院
山西省
精密
测量与
在线
检测
装备
工程
研究
中心
西安交通
大学
热流
科学
与
工程
教育部重点实验室
出处
《中国光学（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1060-1067,共8页
基金
国家重点研发计划(No.2023YFF0718100)
国家自然科学基金(No.52076145,No.12304403)
+3 种基金
山西省科技创新人才团队专项资助(No.202304051001034)
山西省留学人员科技活动项目(No.20230031)
山西省省筹资金资助回国留学人员科研资助项目(No.2023-151)
山西省基础研究计划(No.202203021222204,No.202303021212224)。
文摘
燃煤锅炉燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。H2S和CO是燃煤锅炉燃烧场的两种主要高温腐蚀气体,它们不仅腐蚀锅炉近壁面,尾气对大气环境的危害也极其严重。基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术,结合波长调制光谱技术和频分复用技术,研制了一款无人值守的燃煤锅炉主燃区的H_(2)S和CO气体浓度实时在线监测设备。仿真模拟了6335~6341 cm^(-1)范围内的气体吸收光谱,并选定1.5μm附近的近红外激光器作为激光光源。研制了一套耐高温耐腐蚀的Herriott型多光程池,使激光与气体相互作用的有效光程达15 m;开发了硬件电路及相应的固件程序,实现了H2S和CO吸收光谱信号的二次解调与浓度反演。线性度和Allan方差实验表明,其线性拟合相关系数分别为0.9998和0.9995,在73 s和53 s的积分时间下,H_(2)S和CO的最低检测极限分别为0.2×10^(-6) mol/mol和0.344×10^(-6) mol/mol。最后,将研制的设备在某300 MW电负荷的四角切圆燃煤锅炉主燃区燃烧气氛场进行应用示范,对水冷壁附近的H2S和CO进行同步测量。结果表明,锅炉中H2S和CO的浓度呈正相关,厌氧燃烧会导致两种气体的含量增加,造成对水冷壁的腐蚀。
关键词
锅炉水冷壁腐蚀
波长调制光谱
频分复用
高温多光程吸收池
长期在线监测
Keywords
corrosion of water cooled wall in boiler
wavelength modulation spectroscopy
frequency division multiplexing
high-temperature multi-pass absorption cell
long-term online monitoring
分类号
O433.5 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
纯聚丙烯腈在密闭空间中高温热解的分子动力学
2
作者
刘怡婷
王庚乾
和小虎
邱选兵
田亚莉
郭古青
宫廷
孙小聪
周月婷
李传亮
李光跃
机构
太原科技大学应用科学学院山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心山西省光场调控与融合应用技术创新中心
出处
《高分子材料科学与工程》
2025年第6期40-48,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52076145,62475182,12304403)
山西省科技创新人才团队专项资助(202304051001034)
+6 种基金
山西省重点研发计划(202302150101006)
中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX2025C026)
山西省留学人员科技活动项目(20230031)
山西省省筹资金资助回国留学人员科研资助项目(2023-151)
山西省基础研究计划(202303021221147,202203021222204,202303021212224)
江淮前沿技术协同创新中心追梦基金课题(2023-ZM01C002)
太原科技大学启动资金(20222121,20232033)。
文摘
聚丙烯腈(PAN)是一种典型的高分子聚合物,在电化学、纤维工业等方面有广泛应用。当前对纯PAN高温热解的理论研究还不够充分,机理尚不明确。文中使用基于ReaxFF力场的分子动力学方法对该体系展开了研究。对聚合度为10和20的PAN体系进行了恒温热解模拟,设定1800 K,2400 K,2800 K和3200 K这4种温度。计算发现,较低温度时以“环化与交联”反应为主,而较高温度时“脱氢”和“环化与交联”反应都很显著。另外,主要气体产物为H_(2),大部分碳原子通过交联反应生成少数的多碳分子,且几乎没有发生“脱氮”反应。结果表明,PAN的真空高温热解不利于纯碳结构的生成,但是可能有助于氮掺杂碳材料的研究。
关键词
聚丙烯腈
高温热解
ReaxFF力场
分子动力学
Keywords
polyacrylonitrile
high-temperature pyrolysis
ReaxFF force field
molecular dynamics
分类号
TQ342.742 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
燃煤锅炉高温腐蚀气体激光在线监测设备研究
李龙
师帅
宫廷
田亚莉
郭古青
邱选兵
熊小鹤
李传亮
《中国光学（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
纯聚丙烯腈在密闭空间中高温热解的分子动力学
刘怡婷
王庚乾
和小虎
邱选兵
田亚莉
郭古青
宫廷
孙小聪
周月婷
李传亮
李光跃
《高分子材料科学与工程》
2025
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职称材料
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