O2/CO2气氛添加CaCO3对徐州烟煤PM2.5排放的影响

采用管式炉研究了在O2/CO2气氛下添加CaCO3对PM2.5(空气动力学直径小于2.5,μm的颗粒物)排放特性的影响.试验采用荷电低压撞击器(ELPI)采集和分析燃烧后的PM2.5.结果表明,添加CaCO3是燃烧过程中影响PM2.5生成的重要因素.添加CaCO3后,生成PM1的数密度和质量浓度均降低,而PM1-2.5的数密度和质量浓度均略有增加,PM2.5粒径分布均呈双峰分布,峰值点分别出现在0.2,μm和2.0,μm左右.随着CaCO3添加质量分数的增加,PM2.5中的S、Pb、Cu、Na和K几种元素的浓度呈下降趋势.     

神华煤粉在CO2和N2高温气氛下SOx生成释放规律的研究

通过在固定反应床实验系统上,进行了不同燃烧气氛、不同氧气体积浓度、不同燃烧环境温度及不同颗粒粒径下神华煤粉的燃烧实验,在实验过程中对气体污染物SOx生成释放规律进行了研究。发现了CO2气氛下SOx呈现双峰现象,即在煤粉燃烧过程中,S元素转化成SOx的过程分为挥发分释放阶段和焦炭燃烧阶段。SOx释放过程中第一个峰的积分值占总积分值的百分比随着燃烧环境温度的升高而降低,即在较高的燃烧环境温度下SOx主要来源于无机硫化合物。在煤粉燃烧过程中,SOx生成释放曲线的2个峰值随着氧气浓度的升高而增加,SOx总生成量也略为增加;单位氧气消耗量生成的SOx(记为YSOx)随着燃烧环境温度的升高而升高;煤粉颗粒粒径对YSOx的影响规律不明显。高温1 600℃下,煤粉自固硫特性的作用下SOx的生成量与1 000℃时相当。     

石墨烯包封Na3V2(PO4)3用作钠离子电池负极材料的电化学性能探究

具有三维网络结构的NASICON型Na₃V₂(PO₄)₃材料,由于其稳定的电压平台,较高的理论容量(117 mA·h/g),被视为一种具有良好应用前景的钠离子电池负极材料。采用溶剂热和进一步热处理的方式,获得石墨烯包封Na₃V₂(PO₄)₃的复合材料[Na₃V₂(PO₄)₃/G],有效提高了Na₃V₂(PO₄)₃的电子导电性。在0.01～3.00 V电压区间,0.2 C倍率进行测试时,Na₃V₂(PO₄)₃/G复合材料在230圈循环后,其放电比容量保持在100.9 mA·h/g,容量保持率高达68.4%,即使在5 C倍率,其放电比容量仍可达65.2 mA...     

商超用NH3/CO2复叠双温制冷系统研究

建立商超用NH₃/CO₂复叠双温制冷系统的热力学模型,拟合压缩机的等熵效率,并对系统运行参数进行计算分析。将某工况下的模拟计算结果与试验测试数据进行对比,验证系统模型的合理性。结果显示：不同中低温蒸发温度对制冷系统性能均具有影响,且系统制冷系数(COP)随中温蒸发温度的升高呈现先增大后减少的趋势。工况一定时,高温冷凝温度越低,系统COP越高;蒸发冷凝器的传热温差越大,高低温级间制冷剂流量比越小,则系统COP越低;提升NH₃的冷凝过冷度,降低其蒸发过热度,均对提升系统COP具有积极作用。研究结果对NH3/CO₂复叠双温制冷系统的理论研究与技术发展具有较好的指导意义。     

Li2CO3/Na2CO3/K2CO3及其混合熔融盐储热材料热物性分子动力学研究

对Li₂CO₃/Na₂CO₃/K₂CO₃及其二元和三元混合熔融盐的密度、比热容、黏度、热导率进行分子动力学模拟(MD),对比得出模拟结果与现有的实验数据和模拟值相近。结果表明：随着温度的升高,密度逐渐减小,离子之间的距离增加,导致对剪切应力的抵抗力变小,这说明单组分、二元和三元熔融盐黏度的负温度依赖性。对于熔融盐的热导率,单组分和二元熔融盐也呈现出负温度依赖性,而三元熔融盐趋势是随温度的升高呈上升状态。     

O2/CO2气氛下石灰石脱硫特性的研究

在沉降炉中进行了石灰石的脱硫特性研究.表明用20%O2+80%CO2的混合气体作助燃气时比用空气作助燃气时有较好的脱硫效果,并能减少NOx的排放,是一种新的能同时控制CO2,SO2和NOx三种污染物的好方法.图8参8     

O2/CO2气氛下生物质混煤燃烧SO2排放特性的实验研究

在水平管式炉上通过在线烟气分析仪研究了O2/CO2气氛下生物质混合比例、温度、燃烧气氛及氧浓度对生物质混煤SO2排放特性的影响规律。结果表明,O2/CO2气氛下,随着生物质混合比例的增大,生物质混煤SO2释放峰值减小,SO2排放完毕的时间减少,SO2的排放量降低;随着温度的升高,生物质混煤SO2的排放量增加。O2/CO2和O2/N2气氛下随着氧浓度的增大,生物质混煤SO2的排放量均增加。相同氧浓度时,O2/CO2气氛下生物质混煤SO2的排放量略小于O2/N2气氛下的情况,其降低幅度约为5%左右。     

O2/CO2/H2O气氛下CO燃烧机理的分子动力学模拟研究

采用反应分子动力学(ReaxFF MD)模拟方法研究了O₂/CO₂/H₂O气氛下CO的燃烧。结果表明：根据化学平衡原理,高浓度CO₂抑制CO的氧化,同时CO₂在高温下参与反应CO₂+H—→CO+OH,进一步抑制CO氧化。在较低温度条件下,较高浓度H₂O的三体效应显著,抑制了CO氧化。另一方面,在较高温度条件下,H₂O参与的H₂O+H—→H₂+OH和H₂O+O—→OH+OH反应占据其化学作用的主导地位,进而促进CO氧化。随着O₂浓度的增加,CO的氧化速度加快。     

O2/N2和O2/CO2气氛下煤半焦-生物质的混燃特性及影响因素

为掌握煤半焦与生物质在O₂/N₂和O₂/CO₂条件下的混燃特性及其影响因素,采用全自动物理化学吸附仪获得了煤半焦-生物质混合燃料的孔隙结构,采用热重实验分析了两种燃料的混燃特性和反应动力学,通过多元线性回归法研究了燃料比、比表面积与混燃特性参数之间的关系。结果表明,O₂/N₂气氛下,掺混生物质可改善煤半焦的着火、燃尽及综合燃烧特性;O₂/CO₂气氛下,掺混生物质能改善煤半焦的着火特性,但会延迟其燃尽。混燃的活化能在低温区和高温区有显著差异,生物质掺混比增大,两个温区的活化能都降低;两种气氛下,低温区的活化能相近,但O₂/CO₂气氛下高温区的活化能显著高于O₂/N₂气氛下的。O₂/N₂气氛下孔隙结构对燃烧特性的影响更显著,而O₂/CO₂气氛下...     

CO2钙基吸附剂在急速加热下释放机理的研究

利用自主开发的急速加热和快速质谱气固相反应分析仪进行了CO₂钙基吸附剂N₂气氛中300℃/s、500℃/s、600℃/s、800℃/s高加热速率下释放机理的研究,实验发现CaCO₃的热分解速率随着加热速率的提高而提高。根据最可几动力学模型函数判定方法,求得动力学三因子为：E = 129.38 kJ/mol,n = 6/5,A = 806 129 s^-1,反应动力学模型函数为：f(α)=5/2(1-α)[-ln(1-α)]^3/5。结果表明,急速加热器中CaCO₃分解反应速率比在热重分析仪（thermo gravimetric analyzer, TGA）中快,活化能小于同条件下TGA测得的活化能,且动力学机理符合随机成核及长大模型,与TGA等慢速加热实验中测得的收缩核模型存在较大差异。     

铁基添加剂调质石灰石用于O2/CO2燃煤脱硫的实验研究

利用水平高温管式炉实验装置探讨了O2/CO2气氛下铁基添加剂调质石灰石燃烧中脱硫特性。实验结果表明:铁基添加剂能改善石灰石的脱硫性能,950℃时氧化铁与二茂铁分别可以将石灰石的脱硫率由56.57%提高到61.97%和70.46%;铁基调质石灰石的脱硫性能受温度、钙铁摩尔比以及煤的含硫量的影响,850℃至950℃燃烧温度内,石灰石的脱硫率随温度升高而升高,氧化铁与二茂铁调质石灰石均在钙铁摩尔比为20时取得最大脱硫率。铁基添加剂可以改善煤的着火和燃烧性能。     

高压O2/CO2气氛下煤焦理论计算研究

研究表明在6MPa压力,富氧浓度为30%的条件下的增压富氧燃烧的经济性可以达到最佳。在此气氛下用一个简单的燃烧模型对碳球燃烧的情况进行理论计算,与空气气氛下的燃烧情况作对比,得到增压富氧燃烧在煤粉的燃烧时间和对烟气捕集回收二氧化碳上的优越性。从而为增压富氧燃烧的进一步发展提供理论基础。     

不同粒径准东煤CO2强化水洗脱钠及燃烧特性研究

为探究不同粒径准东煤经过CO₂强化水洗后的Na脱除率以及燃烧特性的变化,利用连续式水洗装置,以高纯CO₂作为酸源对0.5～1 mm、>1～3 mm、>3～5 mm 3种粒径区间的准东煤样分别进行CO₂强化水洗1 h和6 h,使用X射线荧光光谱仪对试验样品的灰样进行分析,通过实验数据计算获得不同粒径准东煤CO₂强化水洗后的Na脱除率,并结合X-射线衍射分析结果得出其变化规律;然后采用扫描电镜和热重分析仪研究粒径>3～5 mm的煤样和原煤样的燃烧特性。结果表明：经CO₂强化水洗时间越长且粒径越小的准东煤,其Na脱除率就越高;经过CO₂强化水洗后煤样的着火温度和燃尽温度均略低于原煤样,燃烧特性有所提高。     

纳米RE/TiO2的制备、表征及光催化还原CO2研究

用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂La、Nd和Y三种稀土元素(RE)的纳米TiO2,并用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HR-TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术表征RE/TiO2催化材料的结构和形貌。研究不同稀土元素及其不同的掺杂量对CO2还原产物甲醛生成量的影响。结果表明,0.1wt%La/TiO2材料的光催化还原CO2性能最佳,在300W高压汞灯(主波长为365nm)照射下,光催化反应6h时甲醛的生成量最大,可达753.21μmol/(g.cat)。     

25MW跨临界CO2离心压缩机设计

基于25 MW压缩CO₂电热储能系统参数要求,自主研制了跨临界CO₂离心压缩机。介绍了一维热力气动方案设计、轴向力平衡方案设计、三维气动性能校核、变工况特性分析、结构方案设计和轴系稳定性核算的情况,并通过CFX软件对压缩机气动性能进行了分析,结果表明：所设计的离心压缩机设计点喘振裕度大,等熵效率高,结构方案合理。     

O2/CO2气氛下煤燃烧NOx排放特性的实验研究

利用管式电阻炉在O₂/CO₂气氛和O₂/N₂气氛下对煤粉燃烧过程中NO_x排放特性进行实验,研究在不同停留时间、炉内燃料/氧化学当量比、温度、氧浓度等因素对燃煤过程中NO_x放特性的影响,并对这两种燃烧方式下NO_x的排放特性进行对比。结果表明:在O₂/CO₂气氛下NO_x的生成量要远远低于O₂/N₂气氛下NO_x的生成量。随着停留时间的延长,NO_x沿程释放特性是先增大后减少。随着燃料/氧化学当量比的增加,NO_x排放浓度也呈现出先增加后降低的趋势。随着炉内温度的增加,2种气氛下NO_x的排放浓度均增加。随着氧浓度的提高,NO_x排放浓度增大。     

NiMoB/γ-Al-2O3催化生物油加氢提质

试验以NiMoB/γ-Al2O3为催化剂,在一定温度条件下,考察了对玉米秸秆快速热裂解油(生物油)的加氢提质效果。结果表明,在80℃下,生物油中部分代表性不饱和醛酮化合物(如糠醛、苯甲醛、环己酮、乙醛、乙酰丙酮等)可以在甲醇溶液中被高效地加氢转化为相应的醇。由于生物油中含水量高和各类不饱和化合物含量很低的原因,直接对生物油加氢时,只能部分地将其转化为饱和化合物。研究发现,生物油经超临界萃取处理获得的轻组分,其加氢能力明显增强,羰基化合物(C=O)和碳碳双键化合物(C=C)的转化率分别可达87%和70%。加氢过程中会伴有酯化反应,加氢处理生物油的酸度明显降低,热稳定性提高。     

流化床O2/CO2燃烧（Ⅱ）-高氧浓度的中试研究

为给大型循环流化床O2/CO2燃烧系统在高氧气浓度下的燃烧提供参考,在燃烧室直径140 mm、高度6 000 mm的0.15 MW循环流化床燃烧试验系统上,在O2/N2气氛中,进行了煤在高氧浓度下的燃烧试验。实验结果表明,在一次风氧气浓度49.0%～53.3%、二次风氧气浓度50.8%～56.0%时仍可以安全、稳定燃烧。煤在燃烧过程中SO2收率为92.2%～94.0%,配风对SO2收率影响不大。不同风量配比下,NOx收率为6.71%～7.64%,N2O收率为5.13%～7.23%。降低一次风氧量,有助于降低NOx收率和N2O收率。推迟二次风加入时间,有助于降低N2O收率,但会使NOx收率升高。     

基于Cu2O光阴极的光电催化CO2还原研究

光电催化CO₂还原制备碳氢燃料是缓解当前能源和环境危机的潜在策略。现阶段,光电极的构建依然是光电催化CO₂技术的关键点。由于Cu基催化剂具有低成本、高C2+选择性、高稳定性等适宜CO₂还原应用的特性,构建新型Cu基光电极仍是CO₂还原研究领域中研究热点。本文从P型Cu₂O光阴极入手,系统研究了电沉积工况与光电催化CO₂还原反应之间构效关系。研究结果表明,在恒温环境中,施加0.5 mA/cm²恒电流密度可获得结晶度良好的Cu₂O光阴极,并实现C2产物的合成。其中,乙醇的选择性可达5.3%。本文研究结果可为设计和制造具有高活性的光电催化CO₂还原光电阴极提供可行策略。     

燃气-超临界CO2联合循环发电系统

  [目的]  燃气轮机排气温度高,可增加底循环,利用排气的余热发电,从而提高燃料总的能量利用率。鉴于超临界CO₂循环热效率高,并且具有系统简单、结构紧凑、运行灵活等潜在优势,可与燃气轮机组成新型的燃气-超临界CO₂联合循环。  [方法]  为了充分利用燃气轮机排气余热,提出在简单回热超临界CO₂循环的基础上,再嵌套一个简单回热循环的布置方式,并以PG9351(FA)型燃气轮机为例,对其热效率进行了计算分析。同时,在系统中增加余热利用装置,可将剩余热量用于供热、转换为冷量或发电。  [结果]  结果表明:对于选定的燃气轮机,超临界CO₂循环最高温度可达约600 ℃,循环发电效率约32%,获得余热温度为170 ℃以上,余热热量占燃气轮机排气热量9%,联合循环发电效率约54%。  [结论]  燃气-超临界CO₂联合循环发电系统具有较高的热效率,并且保留部分较高品位的余热,可进一步用于电厂运行。