高性能碳基储能材料的设计、合成与应用

电化学储能器件的性能很大程度上决定于其电极材料。碳材料具有来源广泛、化学稳定性好、易于调控、环境友好等优点，被广泛应用于各类能量存储系统，但仍存在能量密度低、倍率性能差等问题。本文从碳材料孔结构调控、杂原子掺杂、与金属氧化物复合三个角度，综述了构建高性能碳基储能材料的设计合成策略，介绍了其在锂/钠离子二次电池、超级电容器等领域的研究进展，对几种方法策略的优缺点进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望。本文对高性能碳基储能电极材料的设计开发具有积极意义。     

钢管套筒灌浆连接轴向受拉性能模拟试验研究

为研究钢管套筒灌浆连接轴向受拉破坏过程及破坏机理，试验中设计了16组48个钢管套筒灌浆连接试件，试件采用钢板代替圆钢管，并进行静载试验。分析了灌浆料裂缝扩展过程、荷载-相对位移曲线，并对抗剪键高距比、灌浆料厚度、侧向力等因素对破坏过程及承载力的影响进行分析。结果表明：对于不设置抗剪键的套筒灌浆连接试件，斜裂缝随机产生，裂缝分布不均匀；对于设置抗剪键的套筒灌浆连接试件，裂缝首先出现在底部抗剪键位置处，与水平方向夹角约为30°，随后在中部和上部抗剪键位置处分别出现斜裂缝。由于每个抗剪键上荷载分担并不均匀，与抗剪键接触的灌浆料逐渐达到极限压应力，达到极限状态时，承载力全部由抗剪键间的机械咬合力承担，在连接承载力中，可忽略摩擦力和胶结力作用。随着抗剪键高距比h/s增大，各试件初始剪切刚度相差不大，承载力增大，但增幅逐渐减小，建议抗剪键高距比0.06g/s>0.3，同时需要满足灌浆料灌注的施工要求。     

溶液浓差能驱动的逆电渗析反应器制氢实验研究

低品位热能制氢技术首先是将热能转换为溶液浓差能，然后通过逆电渗析（RED）反应器将溶液浓差能转换成氢能。为了验证RED反应器能将溶液浓差能转换为氢能，探索关键运行参数变化对能量转换过程的影响。设计了一个由40个膜对所构成的RED反应器，以NaCl水溶液为工作溶液，NaOH水溶液为电极液的制氢系统。通过改变浓/稀溶液入口浓度，溶液过膜流速以及输出电流来考察对RED反应器产氢率、制氢效率和能量转换效率的影响。实验结果发现，浓/稀溶液入口浓度，过膜流速变化均会影响RED反应器的输出电流。在外电路短接条件下，输出电流越大，反应器产氢率和制氢效率越高，但能量转换效率越低。     

用于厚屏蔽小探测器的蒙特卡罗模拟减方差方法研究

反应堆屏蔽计算中经常出现厚屏蔽、小探测器问题，常规蒙特卡罗方法难以有效解决。基于自动重要抽样（AIS）方法，本文提出了小探测器自动重要抽样(SDAIS)方法，并针对小探测器问题，优化了AIS方法的虚粒子赌分裂算法。该方法在自主开发的蒙特卡罗屏蔽程序MCShield上进行了实现。使用NUREG/CR-6115 PWR基准题验证该方法的正确性和计算效率。结果表明，SDAIS方法可有效地解决厚屏蔽小探测器问题，相比AIS方法及传统的重要性方法，计算效率提升1~2个量级。     

组合式精馏塔在甲烷氯化物装置精馏系统中的应用

通过对规整填料塔与板式塔的特点进行分析,运用规整填料的低压降、大通量、高效率等特点,以及板式塔的操作稳定性结合在甲烷氯化物精馏塔的改造,通过流程模拟结果及创新性的采用填料与塔板复合的型式,结合填料塔与浮阀塔各自优点形成组合塔,优化了精馏塔运行。     

极限工况下的管网“互联互通”改进方案

在全国天然气管道“主干互联、区域成网”(以下简称“互联互通”)基础格局逐渐形成的背景下,天然气管网规模日益扩大、管道分支和气源增加,并且分布不集中、输送方向可变,使得输气方案更加灵活,可以更好地解决某些地域的供气紧张问题;但受现有站场和设备的限制,暂不能满足某些多线组合极限工况,使得“互联互通”的初衷难以全部实现。为了使得现有的各输气干线在实现“互联互通”之后可以满足更多的多线组合工况,在分析“互联互通”背景下M管网工况变化的基础上,研发了可以进行水力仿真和压气站方案制订的计算软件,并对3种极限工况下的不同输气量情况进行了可行性试算,进而基于试算结果提出了相应的管网改进建议。研究结果表明:(1)经验证,软件计算误差满足要求;(2)在M管道某处增设压气站或在某些输气站场配置压缩机组;(3) M管网改进调整后,可以完成大部分的多线组合极限工况,真正实现“互联互通”的输气方案。结论认为,该研究成果有助于推进全国天然气管网早日实现“互联互通”。     

交叉式滚轴筛在赵固一矿选煤厂的应用实践

概述了选煤厂煤泥减量化的重要性,介绍了新型交叉式滚轴筛的工作原理;赵固一矿选煤厂的实践表明,应用新型交叉式滚轴筛后,不但完善了选煤工艺,实现了末原煤直接作为产品和煤泥减量化的目的,减轻了环保压力,而且实现了选煤厂生产效益最大化。     

（S）-噻吗洛尔半水合物的合成及表征

为了开发β受体阻断剂新药（S）-噻吗洛尔半水合物，采用3-吗啉-4-氯-1，2，5-噻二唑为起始原料，经水解反应得到中间体1（3-吗啉-4-羟基-1，2，5-噻二唑）。中间体1与R-环氧氯丙烷发生醚化反应，经后处理及重结晶得到中间体2 {（R）-4-［4-（环氧乙烷-2-基甲氧基）-1，2，5-噻二唑-3-基］吗啉}。中间体2经胺化反应、马来酸成盐及重结晶得到（S）-马来酸噻吗洛尔。（S）-马来酸噻吗洛尔经游离、纯水转晶得到符合药典标准的（S）-噻吗洛尔半水合物，总收率14.05%且e.e.值为99.66%。最终成品经IR、1H-NMR、13C-NMR、MS、TGA、DSC表征，并优化各步反应条件。结果表明:以三乙胺为醚化反应缚酸剂75 ℃反应最佳；以乙醇为胺化反应溶剂46 ℃反应16 h最佳；S-噻吗洛尔的转晶拆分以水作溶剂，比传统不对称合成工艺安全稳定，操作简单，适合工业化生产。