虚拟仿真在《碳中和能源科学与技术》课程中的应用

<正>针对《碳中和能源科学与技术》课程实验教学中机理难于理解等问题，将虚拟仿真技术作为实验教学的补充与完善。通过课堂教学-课程实践-虚拟仿真一体化的教学模式，构建专业实验与学科前沿的连接桥梁，激发学生专业学习的兴趣。《碳中和能源科学与技术》是以分析碳中和政策背景、研究现状、技术路径为主要内容的面向大二以上本科生开放的创新研修课程，立足于我国“2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和”目标，紧密契合国家政策导向，致力解决国家重大需求，     

利用列车运行监控记录装置实现装置自身管理

如何突破“人盯人”的旧管理模式，建立一套层次清晰，责任分明，高效灵活，又能实现管理者对现场作业实时监控的新型管理模式，这是监控记录装置运用于铁路安全生产以后，困扰监控管理人员的一个难题。在工作实践的基础上，总结出的一种独特的管理方式解决了这一难题。     

不同温度时煤热解中HCN／NH3的析出与CFB锅炉中NOx生成的关联性研究

为研究快速热解时煤中HCN／NH3的析出规律与燃用此煤的循环流化床锅炉NOx生成趋势的关联性,一方面在高温沉降炉上,定速率给煤粉在830,880和930℃的温度下热解,分析产物中HCN／NH,的析出规律;另一方面在CFB锅炉上,稳定煤量时调整床温在830,880和930℃下运行,分析烟气中NOx的生成趋势,研究两方面的关联性。研究表明：随着温度的增加,HCN的热解析出量先略微减小后增加,NH,是先增加后减少,煤中不同的氮大量热分解产生HCN／NH,的温度区间不同。随着温度的增加,热解中析出的NOx前驱物与锅炉中生成的NOx均增加。煤样中Nq前驱物的热解析出规律随温度增加的变化会引起CFB锅炉生成NOx的增加,认为燃煤CFB锅炉存在一个NO。转化临界温度。     

K和Ca元素对生物质快速热解瞬态轻烃及含氧气体的影响

K、Ca元素以无机态和有机态的形式赋存于生物质内,影响着生物质热解过程中木质素、纤维素及半纤维素分子的断链及解聚过程,进而一定程度地影响着生物质热解气相产物形成与转化。热解反应过程中中间瞬态产物作为气体合成的中间产物对于热解反应最终气相产物的形成具有极为重要的研究意义。将生物质（稻壳）进行了酸洗处理,再定向负载K、Ca元素,利用Py-GC/MS在500~900℃热解温度下,对生物质原料进行了快速热解的实验研究。利用气相色谱质谱仪（GC/MS）对进样延迟时间为20 s时生物质快速热解瞬态轻烃及含氧气态组分的种类及含量进行了在线半定量分析,从而进一步表征了K和Ca元素对生物质快速热解气相组分的影响以及热解反应过程中气相中间产物的形成转化机制。研究结果表明：低温条件下（≤600℃）,H-form、K-loaded和Ca-loaded生物质快速热解瞬态气体产物以CO、CO₂、CH₄为主,K与Ca元素促进了生物质热解CO与CO₂的生成。高温条件下（≥700℃）,C₃H₆成为20 s瞬态热解过程的主要气相产物,Ca元素对C₃（C₃H₆）等物质的形成具有一定的促进作用,而K元素一定程度上抑制了C₃H₆的生成。     

热解温度及AAEM元素对生物质快速热解焦油的影响

生物质热解受热解温度、热解速率和碱金属及碱土金属(AAEM)元素影响显著。利用热裂解气相色谱质谱联用法(Py-GC/MS)针对热解温度及AAEM元素对生物质快速热解焦油的影响展开深入研究,通过样品热解前后的失重情况分析了热解温度及AAEM元素对生物质(稻壳和木屑、酸洗稻壳和酸洗木屑)热解特性的影响规律,利用气相色谱质谱仪(GC/MS)对热解焦油组分及含量进行了在线半定量分析,并对热解焦油组分分子量分布情况展开了讨论。结果表明生物质Py-GC/MS快速热解实验,酸洗脱除AAEM元素致使热解失重率减小。500~900℃范围内随温度的升高,大分子焦油成分逐渐减少,逐渐转化为轻质组分。AAEM元素限制了焦油前体的聚合,进一步抑制了含氧杂环类碳环(糠醛等)的生成。稻壳的热解焦油的相对分子质量主要分布在110~129。木屑快速热解焦油产率明显高于稻壳,且热解焦油中分子量分布广泛,含有更多较大分子量(150~209)的化合物成分。     

大粒径稻壳快速热解特性研究

采用快速热裂解仪,研究典型温度对大粒径稻壳热解过程的影响规律。研究表明,大粒径稻壳快速热解在动力控制或典型扩散控制下进行,800℃为大粒径稻壳快速热解的分界点。根据实验结果求解大粒径稻壳在800~900℃时的快速热解动力学参数(频率因子k0=3.37,活化能E=29.91 k J/mol)。建立大粒径稻壳快速热解三维扩散(G-B)反应动力学模型,获得大粒径稻壳在典型温度800、850、900℃下完成热解所需时间分别为1.7、1.5和1.2 s。     

一次风温对浓淡煤粉射流着火特性的影响

为了进一步完善煤粉的燃烧理论,并为相关的水平浓淡煤粉燃烧器的合理运行提供理论依据,针对印度尼西亚次烟煤与澳大利亚烟煤的混煤,在250k W浓淡煤粉燃烧实验台上进行燃烧实验,通过燃烧温度、火焰光谱及NOx等多手段的研究方法,分析一次风温对还原性气氛下浓淡煤粉射流着火特性的影响。实验表明:随着一次风温增加,浓淡煤粉射流的着火距离逐渐减小,后续燃烧温度及可见光强度的峰值逐渐增加,火焰稳定性逐渐增强,着火过程中NOx的生成浓度逐渐减少。一次风温的增加可以改变浓淡煤粉射流的着火模式,即一次风温70°C时为均相着火时,浓淡煤粉射流为均相着火,一次风温大于或等于85℃时着火模式为均相–异相联合着火,使得着火条件变得更加有利。     

光-气互补冷热电联供系统容量配置与运行研究

以某商业综合体为研究对象,依据园区供冷、供暖和过渡季的负荷需求,构建了光-气互补冷热电联供系统(Hybrid CCHP).从能源、经济和环境方面建立综合指标,采用遗传算法对系统的驱动设备容量配置进行优化,比较了在以热定电和以电定热、有无太阳能互补以及有无储能情况下系统一次能源节约率、年运行总成本节约率以及CO2减排率情...     

抗氧剂1010醇解工艺改进

以抗氧剂1010结晶母液浓缩物和甲醇为原料，以酸为催化剂，在反应温度64℃、常压、催化剂加入量为浓缩物的8％、甲醇用量为浓缩物的1．95倍条件下发生酯化反应生成3，5-J。生成液中3，5-J含量超过90％，比以甲醇钠作为催化剂提高了10％。生成液中3，5-A含量由原来的10％降低到1％，从而解决了下一步精馏中难以分离的问题。同时，对中和水洗问题进行了实验探索。     

过量空气系数对准东煤结渣特性的影响

为深入认识准东煤的结渣特性,改善燃用准东煤的锅炉结渣问题,采用多反应控制段携带流反应器模拟真实煤粉锅炉中的空气分级燃烧情况,研究空气分级条件下过量空气系数对准东煤结渣特性的影响规律.采用XRD与SEMEDX对灰渣在高温条件下的熔融特性与微观形貌进行分析,并取灰样分析其燃尽率.实验结果表明:准东煤在炉膛温度为1 250℃时具有很好的燃尽效果,燃尽率达到99%以上.过量空气系数在0.7~1.2时对燃尽效果影响不明显.随着主燃区过量空气系数的升高,莫来石含量逐渐增大,结渣逐渐减轻;灰渣中Si、Fe、Na富集明显,Al含量较低,结渣较强;主燃区过量空气系数较低时,灰中铁的硅铝酸盐容易形成低温共熔体,导致结渣加重.为避免严重结渣应该使主燃区过量空气系数大于0.7,同时可以通过掺配含铁量较低的煤来减轻准东煤的结渣.