李明强 作品数:14 被引量:45 H指数:5 供职机构: 上海理工大学环境与建筑学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家科技支撑计划 上海市科学技术委员会资助项目 更多>> 相关领域: 动力工程及工程热物理 理学 化学工程 矿业工程 更多>>
菱镁矿MgCO_3热力学性质的第一性原理研究 被引量:2 2011年 采用第一性原理(First principles)的赝势平面波法,结合广义梯度近似(GGA)及PW91算法,对煤中含镁物质菱镁矿MgCO3的电子结构和热力学性质进行了计算。首先,对菱镁矿MgCO3的结构进行优化,使其达到最稳定的状态,计算结果表明菱镁矿MgCO3晶胞体积V0=289.5320a.u.3,晶胞参数为a=b=4.7888,c=14.5785。其次,由声子谱态密度方法计算了菱镁矿MgCO3的熵、热容、焓及吉布斯自由能。最后,由相应的数据作出图像,再由图像拟合成函数表达式。由微观计算得出的结果为煤灰结渣问题的研究提供了理论上的指导。 鲁贵林 杜梅芳 张忠孝 侯宁普 李明强 张影关键词:第一性原理 菱镁矿 电子结构 热力学性质 多点喷射气体再燃的氮氧化物排放特性 被引量:4 2015年 为检验某220,t/h煤粉炉采用多点喷射气体再燃改造技术的效果进行实验,研究停留时间、炉膛氧量、再燃比例等因素对NOx排放特性的影响,并结合化学动力学计算分析天然气再燃机理,与已有成果进行对比分析.结果表明,最佳停留时间为0.67,s,过长的停留时间对NOx还原效果影响不大;NOx排放浓度都随着氧量的增加而增大,随着锅炉负荷降低而减小,炉膛出口最佳氧量为5%,;随着再燃量的增加NOx浓度下降,最佳再燃比例为15%,,再燃喷口采用多点喷射的脱硝效率比四点喷射时提高11%,. 陈宝明 张忠孝 毕德贵 李明强 田莉勤关键词:多点喷射 再燃 影响因素 碱金属对煤灰熔融特性的影响机理 被引量:7 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 富燃料区喷氨降低NO_x排放浓度的热态试验研究 被引量:5 2016年 对某热电厂75 t/h煤粉锅炉进行了富燃料区喷氨技术改造,以降低NO_x排放浓度。在改造后的实际运行的煤粉锅炉上进行了热态试验,研究了氨氮比、O_2浓度和温度对脱硝效率的影响。试验结果表明:当氨氮比为1.5时,采用富燃区喷氨技术可在空气分级技术改造的基础上,将NO_x排放浓度降低至50%左右;当氨剂喷入位置处的温度超过1200℃时,会引起NO_x排放浓度的增加;当氨氮比为1.5、4角位置处喷射尿素时,空气分级联合富燃料区喷氨可以达到约70%的脱硝率。 荣燕燕 毕德贵 李明强 张忠孝关键词:脱硝效率 结渣初始层中Na_2SO_4的第一性原理研究 被引量:2 2013年 以量子化学从头算法(Ab initio quantum chemistry)和密度泛函理论(DFT)为理论基础,采用广义梯度近似(GGA)及PW91算法,对煤灰沉积初始层中的含钠矿物质Na2SO4的电子结构和热力学性质进行了计算。通过声子态密度法计算了Na2SO4的热力学性质(熵、热容、焓和吉布斯自由能),并对所得数据组图。通过Na2SO4与菱镁矿的热力学性质的对比分析,表明Na2SO4在高温区更易熔融并在受热面形成结渣初始层,从而导致水冷壁沾污结渣。 周磊 杜梅芳 李明强 乌晓江关键词:煤灰 声子谱 热力学性质 天然气再燃降低NOx排放的热态工业试验研究 被引量:9 2015年 根据对某电厂采用天然气再燃技术进行低氮改造220 t/h煤粉炉的热态工业试验,研究炉膛氧量、再燃量、停留时间、配风方式等运行因素对再燃还原NOx效果的影响,并与前人的研究成果进行对比。通过分析得出以下结论:排放浓度都随着氧量的增加而增大,随着锅炉负荷降低而减小,最佳氧量为5%(表盘氧量为3.5%左右);随着再燃量的增加NOx浓度下降,最佳再燃量保持在15%;最佳停留时间为0.67 s,过长的停留时间对再燃还原效果影响不大;主燃区最佳配风方式为正宝塔式;最佳运行工况下NOx排放浓度平均值为137 mg/Nm。 陈宝明 张忠孝 毕德贵 李明强 TIAN Li-qin GU Kai-ying关键词:再燃 低NOX排放 热态试验 液渣捕捉高碱煤中碱金属特性及机理 被引量:11 2017年 研究了自身液渣与高碱煤界面反应的物相变化、对高碱煤中元素的捕捉率及其迁移特性,进一步结合量子化学理论研究其行为机理.结果表明:外层渣主要物相为CaSO_4,同时有丰富的Na、K复盐;高碱煤中Na、K大量迁移到液渣中,且内、外层渣元素含量不同;不同矿物元素在渣-煤界面反应中有相异的迁移方向;液渣对Na、K的捕捉率为58.15%,、54.15%,,比自身固态灰和在高温区添加高岭土捕捉率高,且在实际应用中应远大于58.15%,;有两种最易反应路径生成KCaAl_3Si_3O_(12)(H_2O)_5. 李明强 樊俊杰 张忠孝 乌晓江关键词:熔渣 量子化学 旋风炉 水冷壁镍涂层Na盐结渣的密度泛函理论研究 被引量:5 2014年 通过第一性原理(First principles)的密度泛函理论,利用Material studio的CASTEP模块,计算了不同覆盖度下Na盐在NiO涂层表面不同吸附位的吸附结构、吸附能、差分电荷密度及局域态密度,从原子层面研究通过铁基材料表面Ni涂层减轻结渣的机理。由表面吸附的分析可知,Na在涂层NiO(111)面的吸附稳定位为洞位;由差分电荷密度分析可知,涂层水冷壁表面发生的煤灰粘结过程主要是物理吸附过程;由洞位局域态密度分析可知,计算模型越接近实际模型,Na3s轨道和Ni3d轨道反键态电子越多,成键态电子越少,平均成键电子数越少,Na与Ni之间的相互作用越弱,导致吸附能数值减小,从而说明通过Ni涂层技术可以大大减轻Na盐结渣。 江健 杜梅芳 李明强 周磊 乌晓江 张忠孝关键词:覆盖度 第一性原理 高碱煤自身灰捕捉碱金属特性的实验与量化 被引量:2 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 煤灰中掺杂高岭土实验的量子化学研究 被引量:4 2018年 本文分别对掺杂3%、8%、12%高岭土掺杂比例的煤灰进行燃烧实验,对不同掺杂比例煤灰燃烧产物进行研究,再通过Materical studio软件对高岭石的能态密度、布局数、键长等性质进行计算。发现随高岭土掺杂比例增加,煤灰燃烧产物中钙长石和莫来石含量增加。通过量子化学计算可以得知高岭石中O13-H3、O17-H7、O18-H8、Al1-O2、Al3-O7、Al3-O6、Si4-O8、Si2-O5和Si1-O4键的键长较长,容易断裂。同时高岭石中的O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8、O9、O10原子和氧化钙中的Ca原子容易反应成键形成莫来石和钙长石,该结果说明向煤灰中添加高岭土可以提高准东煤的熔融温度。 杨政良 杜梅芳 陈义丽 李瑞莲 许鲁霞 李明强关键词:熔融特性 第一性原理 态密度 键长