介紹
　　在加州大學(xué)爾灣分校（UCI）Henry Samueli工程學(xué)院中的激光、火焰、噴霧實(shí)驗(yàn)室，研究員們正尋求創(chuàng)造更綠色的能源。Derek Dunn-Rankin教授和助理John Garman博士所領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)目旨在探索煤的完全燃燒和低排放。更特別的是，Dunn-Rankin教授的研究小組專注于煤-能量的高效轉(zhuǎn)換，殘余顆粒物的控制及收集過程中自然釋放的毒素如汞，防止對(duì)環(huán)境造成影響。

　　盡管當(dāng)今油和天然氣大行其道，各種綠色能源如風(fēng)能、太陽能等逐漸流行，對(duì)煤燃燒的了解比過去任何時(shí)候都重要。
　　根據(jù)Garman所說，美國40%的火車運(yùn)煤是用于發(fā)電。2005年煤消耗超過10億噸，90%用于發(fā)電。根據(jù)能源信息管理部，居民用煤量在2006年創(chuàng)下新低25.8噸后，大有回歸之勢(shì)，2007年增長了9%，2008年前8個(gè)月增幅約10%。
項(xiàng)目范圍
　　Dunn-Rankin和他的小組正開展一個(gè)項(xiàng)目，由通用電氣和加州大學(xué)行業(yè)大學(xué)合作研究計(jì)劃（IUCRP）提供部分經(jīng)濟(jì)支持，該項(xiàng)目研究煤、生物質(zhì)燃料或兩者混合物在最后階段燃燒的基本過程。
　　我們所做的一部分是檢察碳燃燒的過程，研究哪些過程影響灼燒后的少量不燃物。Gavaram說道。
該項(xiàng)目也尋求對(duì)煤燃燒有更好的了解及潛在地減小汞排放，燃煤電廠的汞排放占相關(guān)人為活動(dòng)所導(dǎo)致污染排放的4成。
　　除此，煤燃燒后的副產(chǎn)物包括飛灰。由于其特定形狀、尺寸和化學(xué)組成，飛灰是混凝土的重要成分，它既能改善混凝土的耐久力又可提高強(qiáng)度。飛灰也是一種綠色建筑材料因?yàn)樗扇〈徊糠炙嗌a(chǎn)過程中的排放物。因此，若Dunn-Rankin及其小組可以發(fā)現(xiàn)燃燒煤的高效方法，那么煤灰中的碳含量將降低至5%以下，不但燃燒效率提高，過程的殘余也可得到潛在回收。
　　基于這個(gè)目標(biāo)，Dunn-Rankin的小組改變停留時(shí)間、溫度、氧濃度和其他相關(guān)因素，目的是觀察了解燃燒過程中顆粒間相互的作用。同時(shí)進(jìn)行的研究還有利用凝結(jié)的硫酸氫銨和粉煤灰作為吸附劑來捕獲汞。

Opto綠色基金

　　Garman在過去的幾年中使用Opto 22的自動(dòng)化產(chǎn)品和控制軟件。一個(gè)同事拜訪UCI看到Opto 22硬件用于大學(xué)的水油乳液研究，Garman意識(shí)到他的項(xiàng)目可以申請(qǐng)Opto綠色基金。
　　捐贈(zèng)包括自動(dòng)化硬件、軟件和工程服務(wù)，面向涉及可代替或新型能源、節(jié)能環(huán)保等項(xiàng)目、產(chǎn)品、機(jī)器的服務(wù)公司、研究單位、教育機(jī)構(gòu)和政府部門等。” Arun Sinha，Opto 22業(yè)務(wù)部總監(jiān)解釋道。

　　經(jīng)過簡要的申請(qǐng)?zhí)峤缓蛯忛?，Garman獲得了Opto 22的旗艦產(chǎn)品SNAP PAC系統(tǒng)硬件和軟件，包括一臺(tái)機(jī)架式可編程自動(dòng)化控制器和模擬量輸入、模擬量輸出及串口模塊。Garman的系統(tǒng)包括一個(gè)0-10V模擬輸出模塊用于控制煤進(jìn)入反應(yīng)器的速度（一般0.5-10g/m）。一個(gè)8通道熱電偶模塊監(jiān)測(cè)一系列聚集控制數(shù)據(jù)的熱電偶，用以維持反應(yīng)器的適當(dāng)溫度；模擬輸入模塊與氧氣監(jiān)測(cè)器相互通訊，則用于保證測(cè)試環(huán)境的O2水平維持在3%。
過程是如何實(shí)現(xiàn)的
　　我們利用Fluent公司的復(fù)雜CFD（計(jì)算流體力學(xué)）軟件，當(dāng)燃燒煤和生物質(zhì)燃料時(shí)，我們使用運(yùn)算法則模擬、解決并分析流體流動(dòng)及氣液間作用，Garman解釋道。
　　在硬件方面，小組使用Fossil Energy Research公司（FERCo）的儀表，F(xiàn)ERCo是一家工程服務(wù)公司，專注于研發(fā)，尤其在燃燒和排放控制方面，估算收集到的灰燼顆粒中殘余碳含量。
　　對(duì)于我們的研究，只需灼燒很少量的粉煤（2-5g 最低），將其裝入滴管爐，也被稱為夾帶流反應(yīng)器（EFR）,Garman說道。

　　這個(gè)將近15英尺高，塔狀熔爐用于生成研究煤和生物質(zhì)燃料燃燒所需的高溫反應(yīng)環(huán)境。制定不同的試樣進(jìn)料和熔爐停留時(shí)間，這樣就可以重現(xiàn)出最佳的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。通過丙烷和電熱混合，熔爐升溫到1200°C以上，燃燒持續(xù)超過24小時(shí)。粉煤試樣是由小范圍空氣流動(dòng)送入熔爐。當(dāng)煤燃燒后，用激光測(cè)量EFR徑向的顆粒尺寸和溫度，讀取排放監(jiān)測(cè)記錄。

發(fā)現(xiàn)
　　UCI的煤研究設(shè)備正在進(jìn)行初始測(cè)量，使用新的SNAP PAC硬件以保證安全的操作。從反應(yīng)器讀到的值與CFD模擬所得結(jié)果比較，來證實(shí)計(jì)算機(jī)模型的匹配程度。這些模型以后會(huì)用于公司中滿負(fù)荷煤燃燒爐，如GE，通過模型可以預(yù)測(cè)燃燒爐設(shè)計(jì)或操作的細(xì)小變化對(duì)降低排放或改善燃燒效率的影響。
關(guān)于Opto 22
　　Opto 22研發(fā)并制造可靠，靈活，易于使用的軟硬件產(chǎn)品用于工業(yè)自動(dòng)化，遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。Opto 22 產(chǎn)品使用商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)技術(shù)，其簡便實(shí)用、技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量保證、可靠耐用已在全世界范圍內(nèi)建立了極高的聲譽(yù)。我們的產(chǎn)品適用于終端用戶、原始設(shè)備制造商、IT從業(yè)人員等。公司創(chuàng)建于1974年，位于美國加州的Temecula。Opto 22產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)通過分銷商，合作伙伴或系統(tǒng)集成商銷售。更多信息，請(qǐng)聯(lián)系Opto 22 上海代表處 021-58358247 surgeyu@opto22.com