直接碳燃料电池阳极反应特性研究

直接碳燃料电池(DCFC)具有能量转化效率高、污染低、燃料来源广等突出优点,被认为是缓解能源危机和环境污染的有效途径,而固体氧化物直接碳燃料电池(SO-DCFC)因其腐蚀性小、寿命长等优点是一种具有发展潜力的燃料电池。以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质组装对称电池,研究操作温度、阳极燃料特性、阳极气氛等对电池性能的影响。结果表明,随着操作温度的降低,电池欧姆电阻变大,电池性能下降。阳极燃料特性是影响电池性能的关键因素,以活性炭、半焦、石墨为燃料的DCFC性能顺序为活性炭半焦石墨;燃料中混合碳酸盐能明显改善DCFC性能,当碳酸盐混合半焦作为燃料时,电池功率密度达到25 m W/cm2。阳极载气为CO2能促进阳极CO生成,提高电池性能,而N2载气稀释阳极反应气浓度,降低电池性能。     

管式SO-DCFC的制备及特性研究

固体氧化物直接碳燃料电池(SO-DCFC)因其燃料适应性广、能量转化效率高、污染物排放低等优势,被认为是一种具有广泛应用前景的发电装置。以8%氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质,通过提拉YSZ浆料制备了一种管式SO-DCFC,分析了浆料配比对SO-DCFC性能的影响,并利用X射线衍射、扫描电镜分析SO-DCFC的微观结构。利用脱灰半焦作为SO-DCFC的燃料,分析了电池的电化学特性。结果表明该SO-DCFC在850℃时开路电压达到0.8V左右,最大功率密度达到22 mW/cm2,最大电流密度达到137 mA/cm~2。     

YSZ单晶电解质-熔融Sn阳极直接碳燃料电池反应特性

直接碳燃料电池(direct carbon fuel cell,DCFC)能够将固体碳燃料的化学能通过电化学反应连续地转化为电能,采用熔融Sn作为阳极可望实现储能发电一体化。该文以YSZ单晶作为电解质测试熔融Sn阳极DCFC反应特性。结果表明,光滑的电解质–电极界面有利于Sn与反应界面的充分接触以及界面固体产物层SnO2的剥离,从而降低欧姆阻抗和活化阻抗。在电池模式下,随着放电时间的增加,固体产物SnO2不断积累,导致电导率下降,阻碍了氧离子输运,造成电池性能迅速下降。温度升高可有效提高熔融Sn阳极电池或直接碳燃料电池性能;900℃温度条件更为有利于碳与SnO2反应以及Sn电化学反应的进行。     

生物质气化气还原NO的化学反应动力学机制及数值模拟

采用生物质燃料再燃方式既能减少NOx排放,又能减少CO2、SOx排放,因此生物质燃料再燃是具有优势的生物质能利用方式,成为再燃技术研究的新方向。生物质气化再燃相比较直接再燃,气化后再燃不会破坏锅炉的灰成分,同时锅炉受热面的积灰、结渣、腐蚀等问题也可以避免,尤其适合难以直接燃烧的生物质。生物质气化气还原NO的化学反应动力学机制研究有助于深入理解再燃过程,优化再燃效果。提出1套详细的化学反应动力学机制,并对稻杆气化气的再燃进行模拟与分析,针对温度、当量比这2个重要再燃参数,得出稻杆气化气再燃的最佳当量比为φ=1.1~1.5,最佳温度范围在1 300 K以上。     

甲醇燃料电池阳极电催化剂研究进展

甲醇阳极电催化剂是影响直接甲醇燃料电池性能的关键技术之一。从单组分、二组分和多组分电催化剂等方面,详细综述了近年来直接甲醇燃料电池用阳极电催化剂在制备方法、电催化活性和抗CO中毒等方面的研究进展。     

基于响应面法的生物质半焦催化气化试验

以海泡石为载体制备生物质气化的碱金属催化剂,开展了低温水蒸气条件下的麦秸半焦催化气化试验。采用响应面设计法,进行3-level中心组合设计试验,构建半焦气化性能指标(氢气产率RH2、碳转化率XC、反应速率YC)与催化剂制备参数(K2CO3负载量、催化剂煅烧温度)的响应曲面,对半焦气化性能进行效应分析和优化。研究结果表明:K2CO3负载量对半焦气化反应的影响极显著;催化剂煅烧温度对氢气产率、碳转化率影响显著;二者对氢气产率、碳转化率还存在一定的交互效应。利用Design Expert软件优化,得到最佳的催化剂制备参数为:煅烧温度728℃、K2CO3负载量25.8%,在此优化条件下的试验结果显示RH2?103.67 mol/kg、XC?96.48%、YC?1.28%/min,与模型预测值一致。气化温度对半焦气化有着重要的影响,低于700℃时,气化反应受到抑制,且试验表明海泡石是生物质低温气化制取富氢气体的一种合适的催化剂载体。     

基于响应面法的生物质半焦催化气化试验EI北大核心CSCD

以海泡石为载体制备生物质气化的碱金属催化剂,开展了低温水蒸气条件下的麦秸半焦催化气化试验。采用响应面设计法,进行3-level中心组合设计试验,构建半焦气化性能指标(氢气产率RH2、碳转化率XC、反应速率YC)与催化剂制备参数(K2CO3负载量、催化剂煅烧温度)的响应曲面,对半焦气化性能进行效应分析和优化。研究结果表明:K2CO3负载量对半焦气化反应的影响极显著;催化剂煅烧温度对氢气产率、碳转化率影响显著;二者对氢气产率、碳转化率还存在一定的交互效应。利用Design Expert软件优化,得到最佳的催化剂制备参数为:煅烧温度728℃、K2CO3负载量25.8%,在此优化条件下的试验结果显示RH2?103.67 mol/kg、XC?96.48%、YC?1.28%/min,与模型预测值一致。气化温度对半焦气化有着重要的影响,低于700℃时,气化反应受到抑制,且试验表明海泡石是生物质低温气化制取富氢气体的一种合适的催化剂载体。     

碳基燃料SOFC的Ni-YSZ阳极过程动力学

总结了碳基燃料尤其是CH4燃料对固体氧化物电解质燃料电池Ni-YSZ阳极反应动力学带来的影响。燃料气体的内重整和阳极Ni表面析碳是研究中不可回避的难题。讨论了这两个反应过程,对阳极反应机理作了简要的分析,并总结了阳极反应动力学过程及其影响因素。     

利用液态CO2提高水煤浆煤水配比对气化效果影响的数值模拟

提高水煤浆气化碳转化率和冷煤气效率，是强化气化过程的必然结果。利用FLUENT软件平台，该文用数值模拟方法模拟了水煤浆气化过程中水煤浆煤、水配比和氧、碳原子比对气化过程和出口煤气成分的影响；尤其是研究了利用添加液态CO2的方法提高水煤浆煤、水配比，对提高气化炉碳转化率和冷煤气效率的影响。模拟结果显示：随着液态CO2浓度的不断升高，煤气成分中CO大幅上升，H2略有降低，CO2浓度升高；气化炉的碳转化率和冷煤气效率都有较大幅度提高，分别达到最大值98.58%、76.74%，比原工况分别提高了3.7%、6.1%；气化炉温度先降低后变化趋缓。结果证明添加液态CO2后强化了气化炉内的二次反应，提高了焦炭燃烧速率。     

熔融盐催化煤与CO2气化反应研究

利用自行设计的反应器研究熔融盐催化煤与CO2的气化反应,分析反应温度、催化剂和煤种对气化反应的影响。实验结果表明,以熔融盐为催化剂的熔融盐催化煤CO2气化反应的碳转化率较单纯煤CO2气化反应有明显提高,相同反应条件下,无烟煤、贫煤、烟煤的提高幅度分别是：76.38%~172.73%、46.98%~141.87%、40.52%~137.5%;反应温度是影响熔融盐催化煤CO2气化反应的主要因素,在反应时间为90 min时,反应温度从700 ℃上升至820 ℃,无烟煤、贫煤和烟煤的碳转化率分别从0.14、0.162、0.192增至0.33、0.363和0.402,其最佳反应温度为820 ℃左右;煤种不同使气化反应效果不同,但添加熔融盐使反应活性较差的煤种也有很好的气化效果。利用动力学均相模型与未反应缩核模型对实验数据进行处理,得出气化反应动力学参数。     

信息熵理论在石灰石脱硫反应机理研究中的应用

针对石灰石同时分解吸硫的现象进行了大量的试验,应用信息熵理论对石灰石同时分解吸硫的反应机理模型进行了择优筛选,从而确定了最佳反应机理模型,并给出了各机理模型对试验数据拟合情况的图线。     

Advanced intelligence and mechanism approach

Advanced intelligence will feature the intelligence research in next 50 years. An understanding of the concept of advanced intelligence as well as its importance will be provided first, and detailed analysis on an approach, the mechanism approach, suitable to the advanced intelligence research will then be followed. And the mutual relationship among mechanism approach, traditional approaches existed in artificial intelligence research, and the cognitive informatics will be discussed. It is interesting to discover that mechanism approach is a good one to the Advanced Intelligence research and a unified form of the existed approaches to artificial intelligence.     

家用空调齿轮机构异响原因的分析及解决方法

齿轮机构是家用空调产品运动机构的重要组成部分,具有传动平稳、工作可靠等优点,但其运行时常伴随异常声响。随着人们生活品质的提高,消费者对家用空调产品的静音要求也在逐渐提升,故解决齿轮机构运行过程带来的异响问题势在必行。本论文以解决家用空调齿轮机构运行过程中的异响问题为出发点,对异响机理进行深入分析研究,利用实验论证找到产生异响的根本原因并提供解决方法。     

加入甲烷促进选择性非催化还原反应的机理验证和分析

通过敏感性和反应途径分析,修正了?A机理模型的部分反应参数,并利用实验结果及文献数据进行了验证,进而利用修正后的机理模型对加入CH4的选择性非催化还原(SNCR)反应进行深入分析。分析结果表明修正后的模型可准确模拟加入CH4的SNCR反应。在SNCR反应中加入CH4,其氧化反应使得OH和HO2等基元含量增加,激发了NH3形成NH2,在较低温度下促进了SNCR反应,减少了氨泄漏。CH4与NH3的氧化过程形成竞争,导致较高喷氨量时反应温度窗口向高温拓展。对固定氮总量(nNO+ )和nTFN+nCO的分析表明,加入250 mL/L左右的CH4可起到最佳效果。加入CH4还使SNCR反应速率大大加快,从而缩短了反应时间。相对于常规SNCR反应,在合适的反应温度下,加入CH4不会使N2O、NO2的产量增加,也不会产生明显的CO,nTFN和nTFN+nCO的排放量显著减少。     

永磁机构在接触器中的应用

随着技术水平的不断提高,对接触器产品寿命、性能、可靠性及智能化等方面也有更高的要求。介绍了永磁操动机构的工作原理和结构特点,探讨了其在接触器中的应用,该智能型永磁机构接触器具有独特的优点,其应用前景将十分广阔。     

奥里油燃烧过程中NOx的形成机理及控制技术

随着我国对盛产于北美委内瑞拉奥里油（Orimulsion）的大量进口及其广泛应用,奥里油燃烧过程中NOx的排放问题就显得越来越突出。为此,通过对奥里油特性及其在电厂中应用情况的介绍,分析了奥里油燃烧过程中NOx的形成机理和影响因素,并对燃烧粉煤、重油或奥里油时的NOx排放量进行了比较。同时对国外奥里油电站采取的NOx控制技术和经验作了介绍。为我国开展相关研究提供了借鉴。     

塑壳式断路器电动操作机构的现状与发展动向

介绍了塑壳式断路器电动操作机构的作用、使用场合、主要功能及工作模块。综述了国内外塑壳断路器电动机操作机构的发展历史、现状及其发展趋势。针对目前MCCB电动操作机构研发过程中存在的问题,提出了一些解决方法,并指出了进一步的研究方向。     

基于分解组分分析的SF_6设备绝缘故障诊断方法与技术的研究现状

随着全封闭式组合电器(GIS)设备在各电压等级中日益广泛应用,一旦发生绝缘故障将严重危及电力系统的安全运行,对GIS设备进行绝缘状态监测与故障诊断是降低其故障率和运维费用的有效手段之一。针对目前国内外研究热点,基于分解组分分析(DCA)的SF_6设备绝缘故障诊断方法与技术进行综述,以推动该领域的理论与技术进步。首先,在分析国内外气体绝缘装备故障统计的基础上,介绍常见的绝缘故障及其诱因;其次从引发SF_6气体分解过程及机制出发,分析基于SF_6分解组分的故障诊断原理,重点评述SF_6故障分解特征产物,并对以分解组分比值为特征量的故障诊断研究进展情况进行小结;最后结合当前研究现状和尚需解决的难点问题,指出基于分解组分分析的SF_6设备绝缘故障诊断方法与技术的研究要点及发展趋势。     

利用Popescu法对煤燃烧反应机理的研究

该文采用Popescu法对2种烟煤和2种无烟煤的燃烧反应的机理函数进行推断。对12种反应模型的分析结果表明,对于烟煤的燃烧反应,三维扩散模型控制的反Jander方程是最概然机理函数;对于无烟煤,相边界收缩圆柱体模型是最符合反应机理的;当需要对烟煤和无烟煤的燃烧过程选用统一的反应模型时,三维扩散模型控制的反Jander方程是最佳的。而通常采用的反应级数模型,虽然具有一定的适用性,但不是最优的。因此,Popescu法比采用Arrhenius公式的单个扫描速率法更为合理、可靠。     

不同市场机制下发电投资周期性波动的模拟分析

建立动态模拟模型,对多种机制下发电投资的周期性波动问题进行了全面模拟分析。研究证实,在理想情况下单一能量机制可以缓解并最终消除发电投资的周期性波动,而在非理想情况下即使容量费用足以回收投资成本,但是决策环境的不确定性也会阻碍机制对于发电投资的调节作用。由于独立市场运营方发布的长期负荷预测比投资者自身预测更为客观正确,而倾斜的容量需求曲线也能够及时提供适当的容量价格信号,因此可靠性定价机制(reliability pricingmodel,RPM)可以很好地引导发电投资并降低用户购电成本。该模型方法在现有相关研究成果中并不多见,所得模拟结果对于我国未来电力市场机制设计兼顾协调"有效吸引发电投资"和"促进市场效率提高"这两个目标具有重要参考价值。