硼交联氮气泡沫压裂液对流换热特性研究

在大型超高压(30MPa)泡沫压裂液实验回路上，对实际施工条件下表现为非牛顿流体性质的伴氮压裂液的两相管流对流传热特性进行了研究，得出了压力、温度、泡沫质量和流量对氮气泡沫压裂液对流传热特性的影响规律，并提出了用于计算施工条件下氮气泡沫压裂液的对流换热系数关联式。实验表明：泡沫压裂液的平均Nu数主要取决于温度、泡沫质量和流量，压力的影响较小，压力对它的影响在不同泡沫质量和温度时有不同的趋势。     

超临界水中氨基乙酸的气化产氢特性

鉴于湿生物质如食品加工工业残余物和城市污泥中含有大量蛋白质的情况,以氨基乙酸作为蛋白质的模型化合物进行超临界水气化实验,研究了反应温度和反应时间耦合条件下Na₂CO₃的催化特性以及氨基乙酸气化产物特性。结果表明：添加Na₂CO₃会增大氨基乙酸的气化效率、氢气的体积分数和产率以及反应后液体化学需氧量（COD）的去除率,且添加质量分数为0.1%时的催化效果优于0.2%;Na₂CO₃主要是对H₂产率产生影响,其催化机理与已有碱性化合物的催化机理不同,可能是通过促进氨基乙酸的水解产物（甲酸）的脱羧反应来提高H₂的产率;氨基乙酸气化效率可达99.4%,生成物包括H₂、CO₂、N₂、CH₄和C₂～C₃气体,其中H₂的体积分数可超过50%,产率可达1.8 L·g^-1,且超过一半的份额来源于水,反应后液体清澈透明,COD和pH值指标均可以达到《生活杂用水水质标准》,可以进行回收利用。     

氨在超临界水中氧化的平衡热力学研究

城市污泥中含有大量的蛋白质等含氮有机物,而氨是含氮有机物超临界水氧化的中间产物。文章使用热力学方法研究了氨在超临界水中氧化构成的平衡体系。采用Peng-Rob inson状态方程和最小自由能法计算了反应体系中各组分的平衡组成。结果表明,当反应体系达到平衡时,氨在超临界水中可以被完全氧化;其中大部分的氨转化成了氮气,只产生少量的NO和NO2,没有N2O的生成。提高温度和过氧量可以增加NOx的平衡产量,但NOx的选择性最高不超过2%。比较热力学平衡计算结果和前人实验结果发现,N2O只是氨在超临界水中氧化的中间产物。氨在超临界水中的降解效果主要受动力学因素影响。     

煤的超临界水氧化技术研究进展

对煤的超临界水氧化（Supercritical Water Oxidation，scwo）技术进行综述，介绍了煤颗粒在超临界水中的点火模型和最新的反应动力学研究，分析了煤中硫、氮等元素变迁路径。从理论层面讨论了煤的SCWO过程能量的利用方法，归纳了SCWO过程中反应系统、单个组件火用效率计算方程。最后，提出了尚需解决的科学问题。     

污泥制氢技术研究进展

介绍了污泥生物化学制氢、污泥高温气化制氢、污泥超临界水气化制氢等新兴污泥制氢技术,并详细分析了各自的优缺点,阐述了这些技术在污泥制氢中的进展状况和应用前景,指出资源化利用和能源回收应该是今后污泥处置的方向。最后,对超临界水气化制氢技术在污泥制氢中的应用作了重点论述。     

生物质超临界水气化制氢技术的研究现状

介绍了国内外生物质超临界水气化制氢技术的研究进展,并对该技术的反应机理、影响因素、不同的催化剂、催化机理进行了评述.指出对气化反应机理的研究应该以关键化合物为基础;在反应器形式和催化剂一定的条件下,影响气化结果的主要因素是反应温度、进料浓度、加热速率、碱性化合物添加剂;碱性化合物添加剂和碳催化剂或金属催化剂结合使用可能会实现高效催化气化过程.     

煤的超临界水热氧化反应动力学及系统热能的研究

在连续式反应器上研究了煤的超临界水氧化反应,考察了反应时间、压力、温度和过氧量对试验效果的影响,并应用热量平衡规律对反应过程产生的热能进行了分析.结果表明:反应温度、停留时间和过氧量是影响超临界水氧化反应的重要因素,氧化反应的程度随着温度的升高及时间和过氧量的增加而加剧;氧化反应对水煤浆浓度的反应级数为1.79,对氧的反应级数为0.28,反应活化能和频率因子分别为(112.3±5.6)×103kJ·mol-1和(4.12士0.35)×102,所建立的反应动力学模型与试验结果的偏差在±9%之内;在试验条件下,系统的热效率可达80%以上;在反应的初始阶段(30～75 s),不完全燃烧热损是系统的主要热损;在反应终了的阶段(75～120 s),"排烟"热损是系统的主要热损.     

城市污泥超临界水氧化及反应热的实验研究

研究了间歇式反应器中城市污泥的超临界水氧化反应(SCWO).实验表明:污泥COD去除率可达到99.98%以上,随反应时间增加、温度升高,污泥COD去除率显著增大;压力对过程无显著的影响;氧化剂过量倍数小于一定程度时,对污泥的去除率影响显著,超过此值时则几乎没有影响.应用SCWO能快速实现污泥的减量减容和无害化处理,脱水污泥完全氧化后的残余固体质量仅为脱水污泥的8%;在450℃,经过95 s的反应时间后,反应液的化学需氧量即可小于40 mg·L-1.此外,藉反应介质焓值的变化探索了污泥SCWO的反应热,获得了反应过程中能量平衡时,污泥的最大含水率和最小有机物质量含量的方程.结果表明:污泥中有机物完全氧化释放的反应热为21319.15kJ·kg-1,在400℃、26 MPa条件下,当污泥中有机物质量含量超过3.0%时,SCWO反应即能实现能量的平衡--自热.