榴莲壳水热焦耦合MgAl-LDH复合焦特性及电化学性能

为研究榴莲壳水热焦耦合层状双金属氢氧化物制备的复合焦作为电极材料的性能,以榴莲壳为碳源,经两步水热法将榴莲壳水热焦与MgAl-LDH复合,制备成MgAl-LDH@BC复合焦,分析其理化特性与电化学性能.结果表明,MgAl-LDH@BC焦表面以C、O元素为主,C、O原子百分比分别为56.04％和33.94％;复合焦呈层状...     

稻壳水热炭化学结构和燃烧特性及动力学分析

以稻壳为原料,利用水热碳化技术结合元素分析和热重法,考察水热反应强度对水热炭化学结构和燃烧特性及动力学的影响。结果表明：1）随着反应强度参数（lg R₀）的增大,水热炭整体挥发分和氧元素质量分数呈减少趋势,而C元素质量分数则逐渐增加,当水热反应强度lg R₀为4.90~6.19时,参数变化尤为显著,lg R₀为6.19时,C元素和O元素的质量分数分别为50.5%和21.3%,O/C和H/C原子比分别为0.32和1.21;2）相对于原料,水热炭的燃烧损失集中在固定碳和挥发分燃烧阶段,着火和燃尽温度均有小幅上升;3）当lg R₀由3.25增至6.49时,挥发分燃烧损失减小,固定碳燃烧损失增大,着火与燃尽温度呈整体向高温区转移的趋势,综合燃烧特性指数（S_N）呈先增加后减小的趋势;4）固定碳燃烧段活化能低于挥发分燃烧段,本次采用的动力学模型分析水热炭燃烧动力学结果可靠,相关系数（R²）均在0.92以上。     

豆腐废水对芦苇秆水热焦特性的影响

为寻求生物质水热碳化处理技术的替代溶剂,以豆腐废水为溶剂,芦苇秆为原料,在190～270℃、60 min条件下进行水热碳化实验研究,参照纯水溶剂,深入分析2种溶剂中水热焦的组成和燃料特性.结果表明:随着反应温度的升高,在豆腐废水作用下,水热焦产率从84.6％减至52.4％,比纯水溶剂中水热焦产率高11％～17％;而碳质...     

生物质水热过程中水热炭理化结构演变特性

为了解生物质水热炭化过程中水热焦炭的形成机制及其理化结构的演变机理,通过选择不同的原料、反应温度、时间等影响因素,利用高温高压反应釜,对生物质水热过程中水热炭的形成和理化结构演变进行系统分析,揭示水热过程中生物质的热分解机理。研究发现:原料不同其水热炭特性明显不同;木材和秸秆类生物质得到的水热炭有较高的产率和热值;虽然水生植物水葫芦所得到的水热炭产率较低,但其形貌最好,可作为一种新型的生物质炭材料,从而提高生物质资源的利用价值。反应温度和停留时间对水热转化均有明显影响,温度对焦炭的化学特性具有明显影响;而停留时间对焦炭的物理特性有明显影响。     

节能热力学和热经济学

第八讲 换热网络的合成(下) 作者在连载的第七讲中,从热力学角度介绍了B.Linnhoff的换热网络合成方法,并指出了这一方法的热力学实质;用η_t和△Ω两个指标来评价网络在能量利用数量和质量方面的优劣。 作者在本讲中将继续介绍这一方法。 我们注意到在节点温度处,上一区对下一区无传热量,这样便把整个网络分解为节点之上和节点之下两个子系统(如第七讲中图2(b)和图4(b)所示)。此时,在给定的决策变     

热声热机的热力学分析

回顾了热声现象的研究历史,介绍了热声热机的结构和分类,基于气体微团的热力学循环和能量转换,分析了热与声功的转换原理、转换条件以及热声热机的工作机理,并指出了该研究领域的工业应用前景。     

玉米秸焦的低温氧化及动力学特性的恒温量热分析

针对生物质焦的低温氧化和自加热问题,采用恒温量热分析方法对玉米秸250、500℃焦及其原样在4个温度35、45、55、65℃下的低温氧化放热和动力学特性进行了实验研究。放热特性分析表明,3种样品各温度下热流率随时间的变化具有相似的趋势,反应温度对焦放热特性的影响也相似,即随着温度升高,样品的最大放热率和相同时间的累积放热量显著增加。动力学分析表明,烘焙焦(即250℃焦)与原样具有相近的活化能,但指前因子较小,因此烘焙可一定程度上降低自加热倾向;500℃焦的活化能Ea较大,但反应放热对温度变化敏感,因而具有很强的自加热和自燃倾向。     

不同粒径棕榈壳的热失重过程及产物特性分析

采用小型固定床与热重分析仪、气相色谱-质谱仪和比表面积分析仪等,考察不同粒径下棕榈壳的热失重过程与产物特性。结果表明:随着粒径的增大(0.9~50.0 mm),棕榈壳热解主失重阶段的失重量明显降低,第1个失重速率峰的温度前移29℃,同时峰值增加22.18%/min。600~850℃下,棕榈壳热解气体的产率随粒径的增大而增加,但粉状组(≤0.9 mm)的低位热值最高。改变粒径对热解焦油(主要为苯酚和乙酸)的种类影响较小。半焦产率随粒径的增大而增加,但其CO_2气化反应性明显下降。     

天然焦的微观结构及催化气化特性

利用X射线衍射(XRD)技术分析了天然焦和烟煤的微观结构特性,在TGA92型热重分析仪上采用非等温热重法进行了天然焦试样的气化反应特性试验,研究了不同添加量的钾、钙基催化荆对气化反应过程的影响,采用Freeman-Carroll方法计算了天然焦的气化动力学参数.结果表明,天然焦的有序化程度要高于烟煤,化学活,性较低,但两者物理性质相似;钾基催化剂对天然焦样品的气化反应有明显的催化作用,随着钾含量的进一步增加,碳转化速率的增长速率逐渐减缓;钙基催化剂亦能有效地促进天然焦的气化,随着钙含量的增大,碳转化率先增后降,存在一最佳Ca含量.     

多孔太阳墙结构热特性及应用分析

结合多孔太阳墙建筑,运用数值模拟方法分析了不同太阳墙结构对室内送风参数的影响,比较了太阳能房间与普通房间在工作区范围内的热舒适性,并对太阳能房间的窗墙面积比进行了优化改进。研究表明:对太阳墙的设计优化,增大了太阳墙面积,提高了室内热舒适性;改进后房间窗墙比为0.303,窗地比为0.2,符合节能建筑要求。     

节能热力学和热经济学《连载》

作者在连载的第一篇中指出,热力学第二定律分析法涉及两个不同质的概念和问题。一是用能过程合理性,另一是系统热力学完善性。后者只涉及到起能量传递—转换作用的系统,而前者则涉及系统、能源、用户和环境。前者讨论如何从数量和质量两个方面评价和分析用能过程。后者则讨论能量传递—转换中种种不可逆过程(例如传热、传质、粘性流动、化学反应、机械磨擦、散热……)引起的能量贬质(即(火用)不可逆地转换为(火无))的相对比重,由此     

节能热力学和热经济学《连载》

第三讲平衡分析法(二)——从能量观点定义效率 作者在连载的第二篇中,从各类系统生产目的的角度介绍了效率的概念及其定义,但是在某些情况下,难于从生产目的的角度给出效率的定义。例如,对于如图1所示的表面换热器。     

节能热力学和热经济学《连载》

第七讲 换热网络的合成(上) 作者在连载的第六讲中,提出了“换热网络”的问题。本讲即介绍“换热网络”的合成(即设计)问题。 关于换热网络的合成目前主要有两种方法,一是梅田富雄(T.Umeda)的方法,另一是Linnhoff的方法。就其实质而言,前者旨在获得最大的(火用)回收,即期望其所设计的换热网络具有最大的(火用)效率η_x。关于后一种方法,按B.Linnhoff本人的声称,它旨在获得最大的热回收,即期望其所设计的换热网络具有最大的热效率η_t。但本连载作者却认为,后一方法     

节能热力学和热经济学《连载》

第十讲 热经济学(下) 在上一讲中,我们介绍了以美国学者R.Gaggioli为代表的(火用)经济学。在这一讲中,我们拟介绍以另一美国学者M.Tribus为代表的(火用)经济优化学。如上一讲所述,在(火用)经济优化学中,可以通过将热系统分解为若干子系统并使之“孤立化”办法,以局部优化代替总体优化。但在实践中,我们发现“孤立化”往往难于实现。因此,一般来讲,还只能对热系统进     

节能热力学和热经济学《连载》

第九讲 热经济学(上) 热经济学是本世纪六十年代兴起的一门研究热系统经济运转的应用性学科,也是热力学和经济学两门学科结合而产生的一门边缘学科。 热经济学的研究对象是热系统的经济行为,因而是一门微观经济学。所谓热系统,乃是指它通过能量传递—转换,能对社会提供有用商品的一个技术组合实体。因此,动力装置、化工装置等均可视为这样的实体。     

混凝土热力学特性和收缩特性的宏细观研究

介绍了三种有代表性的混凝土细观力学数值模型,总结了混凝土热力学特性的影响因素及新兴预测技术的研究情况,阐述了温度收缩和自收缩两种变形的发生机理、模型预测及近年研究热点.评述了研究中存在的问题并对未来发展趋势提出了建议.     

基于能量产率的油茶壳水热炭化工艺优化

文章以油茶壳为原料,采用水热炭化技术制备水热生物炭,并分析了水热炭化温度、保留时间、固体物含量对水热生物炭的高位热值和能量产率的影响。以此为基础,采用正交试验优化了上述3个工艺条件对油茶壳水热生物炭的影响。研究结果表明:水热炭化温度为200℃,保留时间为30 min,反应体系中固体物含量为10%时,油茶壳水热生物炭的综合评分最好;此时油茶壳水热生物炭的高位热值为22.28 MJ/kg,能量产率为75.07%。燃烧热重分析表明,油茶壳水热生物炭的燃烧过程向高温区转移。研究结果可用于指导生产高热值、高能量产率的油茶壳水热生物炭,可为油茶壳的利用提供参考。     

槽式太阳集热管热-结构耦合瞬态特性分析

应用有限元数值模拟方法,对典型槽式太阳集热管建立三维模型,并对其进行热-结构耦合分析。在稳态分析的基础上,分析辐照条件变化时,太阳集热管温度、温度梯度及其热应力对时间的动态响应特性。结果表明,在太阳能辐射产生突变时,集热管在短时间内会出现超出其材料屈服极限的区域。该区域会迅速扩大并覆盖绝大部分集热管。     

园林废弃物水热炭燃料特性研究

以园林废弃物为原料进行水热碳化制备固体生物燃料水热炭,研究不同温度、时间对水热炭燃料特性和燃烧行为的影响,利用燃烧动力学对水热炭燃烧过程及参数进行模拟计算。结果表明：制备的园林废弃物水热炭的燃料特性得到明显改善,且水热炭燃料特性受温度影响较为显著。水热炭热值范围为19.86~27.93 MJ/kg,达到与工业煤相当的水平。水热炭燃烧参数点火温度（Ti）、燃尽温度（Tf）和最大失重率温度（Tm）随碳化温度的升高和时间的增加而增加,其失重量-失重速率（TG-DTG）曲线移向高温区,表明水热炭的热稳定性提高。水热炭燃烧反应过程的动力学拟合符合一级燃烧动力学线性模型（R2=0.93~0.99）,且水热炭具有较高的反应活化能（17.33~41.34 kJ/mol）。