基于贝叶斯正则化BP神经网络的超临界二氧化碳流动阻力特性预测

超临界二氧化碳（S-CO2）流动摩擦阻力特性尚不明晰,现有阻力预测公式泛化能力不强。对S-CO2在垂直上升光滑圆管中进行湍流流动的阻力特性进行了实验研究,系统分析了不同质量流速、压力和热流密度对S-CO2流动摩擦阻力的影响,实验参数范围为质量流速750~ 2 200 kg/(m2·s),流体压力10~20 MPa,热流密度200~340 kW/m2以及主流温度60~500 ℃（远离拟临界点）。实验结果表明:S-CO2流动摩擦阻力随热流密度的增加而减小,这有利于 S-CO2发电的大规模工程应用;S-CO2流动摩擦阻力随压力的增加而减小,主要原因在于压力增加导致CO2流体密度增加。根据实验数据,构建了贝叶斯正则化BP神经网络模型,实现了对S-CO2流动摩擦阻力的有效预测。预测值与实验值的相关系数R=0.998 6,超过98%的预测值均在10%的误差范围内,表明该模型拟合精度高,具有较好的泛化能力。     

生物油非催化热转化过程中受热结焦特性研究进展

生物油在受热条件下极易结焦,结焦是影响生物油规模化利用的重要因素之一,因此深入理解生物油受热结焦特性是实现生物油高效热转化利用的基础。本文从生物油热解过程的关键反应参数（温度、升温速率、气氛、压力、灰分）、生物油化学成分、生物油有机组分间交互作用、自由基反应特性等方面综述了生物油受热结焦特性相关研究进展,总结了反应参数对生物油热解结焦反应网络的影响,梳理了生物油各特征组分单独热解结焦及特征组分间交互作用对结焦特性的影响机制,并基于生物油结焦机理和焦炭的物化特性,总结了通过定向调控生物油结焦反应过程,将焦炭作为燃料和炭材料的潜在利用途径。最后,指出了明晰生物油受热结焦机理还需从生物油组分间交互作用机制和自由基反应机理的角度进一步探究。本文为实现生物油高效热转化利用提供了理论参考和借鉴。     

阻燃HIPS塑料热解动力学模型

采用热重法进行了含阻燃添加剂的高抗冲聚苯乙烯塑料(flame retarded high impact polystyrene,Br-Sb-HIPS)在不同升温速率下的热解实验,建立了包含3个连续反应的阻燃HIPS热解动力学模型。通过Flynn-Wall-Ozawa法得到阻燃HIPS热解过程的活化能为103~307 kJ·mol-1,利用多元非线性无约束最优化方法求得模型参数。研究表明,Br-Sb-HIPS 3个反应的活化能和指前因子分别为191.632、213.263、238.331 kJ·mol-1和11.641、12.772、11.666 min-1。动力学模型能够很好地预测阻燃HIPS热解过程。     

汞在MnO_x-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂表面的赋存形态分析

为了高效经济地控制燃煤电站汞的排放,探索新型SCR催化剂上汞的催化氧化具有重要的学术价值和广阔的应用前景。Hg0在Mn Ox-Ce O2/γ-Al2O3(Mn Ce15)催化剂上被氧化后会以多种形态存在于催化剂表面,为确定Mn Ce15催化剂上汞的化合物的赋存形态,使用程序升温热分解方法研究了纯汞化合物的分解曲线,并与在不同烟气条件下处理过的Mn Ce15催化剂的分解脱附曲线进行了对比。研究确认了反应中Hg O、Hg Cl2、Hg(NO3)2和Hg SO4的生成,并根据实验结果分析了相应的汞化合物生成的反应路径。结果表明,在模拟烟气条件下Hg Cl2是主要的异相催化反应产物,同时可以在催化剂表面检测到少量Hg O和Hg SO4的生成。这一结论可为研究SCR催化剂上Hg0的催化氧化机理提供基础。     

K-/Ca-/Fe-化合物对煤焦催化气化作用特性

为考察不同催化剂（K-/Ca-/Fe-化合物）的催化特性,在STA 449F3同步热分析仪上开展了小龙潭（XLT）褐煤、府谷（FG）烟煤和高平（GP）无烟煤等3种不同煤阶煤焦催化气化实验研究。研究发现,与原煤焦的气化过程相比,添加不同种类的催化剂后,3种煤焦的初始气化温度有不同程度的降低,最大可达200 ℃左右;其中催化剂的活性排序为：K2CO3>Na2CO3> KCl>Fe(NO3)3>CaO。碱金属类催化剂良好的催化作用源于其受热条件下流动性好,从而能很好地分布于C基质表面,而Fe-,Ca-催化剂由于其具有更高的熔融温度,流动性较差,更多的还是体现在煤孔隙结构变化对气化反应速率的影响。     

分离燃尽风对贫煤锅炉CO和H2S生成特性的影响

以低氮燃烧改造后的某330 MW四角切圆贫煤锅炉为研究对象,采用数值模拟研究了300 MW负荷下分离燃尽风率对炉内燃烧速度场、温度场、CO体积分数场、O2体积分数场、H2S体积分数场及炉膛出口参数的影响,并将模拟结果与试验结果进行对比分析.结果 表明:分离燃尽风率对锅炉燃烧特性以及CO、H2S的生成特性具有重要影响;随着分离燃尽风率的增大,炉膛出口CO体积分数升高,出口NOx质量浓度降低;减小分离燃尽风率有利于抑制炉内高温腐蚀和结渣的发生;综合考虑锅炉运行安全性、经济性及NOx生成特性多种因素后,燃尽风率设置为25％较为合适.     

基于虚拟仪器的微震实时监测系统

煤矿中发生的岩爆、煤和瓦斯突出等地质灾害与岩体中的微震现象有着必然的联系,通过监测地下微震信号可以确定地下岩石破裂的范围和程度,为矿山的地下安全监测提供有力的证据。以往基于DSP或其他单片机的微震系统,其资源的有限性很难达到理想的采集效果,并且难以完成先进算法的实现;而本系统实现了对多路微震信号采集及先进的小波变换处理算法,充分发挥了虚拟仪器的优势。该系统的监测结果与实际矿震十分吻合,得到的定位结果小于规定的误差上限,很好地完成了对微震的实时监测及分析。     

掺生物胶自密实混凝土强度的试验研究

增稠剂已成为自密实混凝土(SCC)中的重要组分.采用两种生物胶,即黄原胶和文莱胶作为增稠剂,在对工作性研究的基础上,对掺有两种增稠剂的自密实混凝土进行强度试验研究.试验结果表明:掺生物胶均会造成自密实混凝土早期强度下降;掺量为0.01%的黄原胶能够降低自密实混凝土的28 d强度,而掺量为0.01%的文莱胶的自密实混凝土的28 d强度基本未变;掺量为0.03%的生物胶对自密实混凝土各龄期强度影响较小;黄原胶随掺量的增加,各龄期强度逐渐增大,而文莱胶不符合此规律.     

LaMeAl11O19催化剂上生物质气化气体燃料的催化燃烧

用共沉淀法制备一系列六铝酸盐催化剂样品(LaMeAl11O19,Me=Mn、Fe、Co、Ni、Ni、Ce),采用X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、比表面积测试法(Brunauer-Emmett-Teller,BET)和X-射线光电子能谱(X-rayphotoelectron spectrometry,XPS)等方法对样品结构进行表征,并通过生物质气化气中可燃气体成分(CH4/CO/H2)的模拟燃烧试验,考察不同过渡金属离子取代对催化剂结构特征及催化燃烧活性的影响。利用原位红外(in-situ DRIFT)方法研究了气体在催化剂表面反应的机制。结果表明,焙烧后催化剂形成具有相同的MP结构、但化学组分不同的六铝酸盐,且具有较大的比表面积。LaMeAl11O19催化剂对模拟生物质气化气中可燃成分燃烧均具有一定的催化活性,添加Mn离子时催化剂对甲烷的催化燃烧活性最好。各可燃气体起燃温度自低至高为CO、H2、CH4。150℃时CO已在催化剂表面发生吸附,250℃出现气相CO2的吸附峰,同时检测到反应气中H2被催化剂内部晶格氧所氧化生成的水分子吸附峰。气相CH4的吸附峰在反应开始(150℃)时就已形成,其强度和位置不随温度和时间变化。     

660 MW超临界二氧化碳燃煤机组锅炉设计及经济性分析

超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环发电技术被认为是可以替代蒸汽朗肯循环发电的新型发电技术。本文利用热力计算方法对660 MW级S-CO₂燃煤锅炉进行了概念设计,确定了各受热面工质参数、受热面面积和烟气温度等参数,确保锅炉能适应整个S-CO₂循环系统。同时基于加权质量法解决了S-CO₂锅炉各受热面成本难以准确评估的问题,获得了S-CO₂锅炉的造价,并利用平准化度电成本（LCOE）分析了整个S-CO₂机组的经济性。结果表明:S-CO₂机组的LCOE为0.540元/(kW·h),比常规机组低11.3%,具有很强的经济潜力;S-CO₂机组中锅炉、回热器、预冷器的造价较高;S-CO₂锅炉中/低温对流受热面平均材料等级的提升是导致锅炉造价提高的主要原因。因此,仍需继续开展针对锅炉（尤其是中/低温对流受热面）、回热器和预冷器的优化研究,以降低投资成本。