管式固体氧化物燃料电池的数值模拟

通过耦合速度场、温度场、电势场和组分浓度场，建立了以纯氢气为燃料的管式固体氧化物燃料电池（SOFC）数学模型，并对西门子．西屋公司阴极支撑型（AES）管式SOFC进行了轴向二维模拟。模拟结果表明，组分浓度和电流密度的分布与SOFC的运行工况密切相关。在所模拟的电压范围内，欧姆极化起主要作用，提高固体氧化物燃料电池的平均工作温度、改善多孔电极的微观结构、使用纯氧代替空气作为氧化剂可改善电池性能。图8参10     

坚持自主创新结合技术引进掌握核心技术推进我国燃气轮机发展

现状一、我国燃气轮机发展 燃气轮机主要包括重型燃气轮机（主要用于发电）和轻型燃气轮机（用于飞机与舰船的动力、发电、管线增压等）。在发电领域，由燃气轮机和汽轮机组成的燃气一蒸汽联合循环发电，具有热效率高、污染低、比投资低、建设周期短、占地和用水量少、启停灵活、自动化程度高等优点，已经成为继蒸汽轮机单循环后的主要动力装置。     

利用固态胺连续捕集二氧化碳的双流化床实验研究

低温固态胺吸收剂分离CO₂是一种非常有潜力的CO₂分离技术,利用双流化床反应器实现连续高效CO₂分离是此技术走向应用的关键。以商业硅胶颗粒为载体,以聚乙烯亚胺(PEI)为活性成分,通过浸渍法制备固态胺吸收剂,采用双流化床作为反应器,连续分离气体中的CO₂。实验结果表明,所采用的双流化床反应器能够实现两反应器间固态胺颗粒的连续稳定循环,长期连续分离CO₂的效率为84.4%;吸收反应器通入约1%的水蒸气后,捕集效率提高到约97%。     

3MWth煤化学链燃烧装置的设计计算与分析

选用钛铁矿作为载氧体,对以煤为燃料的化学链燃烧系统的设计原理和方法进行了研究,并基于质量衡算、能量衡算、反应动力学和流态化理论编写了热力计算平台。利用该平台设计了额定热输入为3 MWth的煤化学链燃烧装置,获得了系统循环流率、气量分配、设备尺寸等结果;并研究了系统热量分配特性,发现该反应器能够实现自热运行。讨论了循环流率、钛铁矿转化率之差、过量空气系数和热输入对反应器装置自热运行的影响。结果表明,为保证化学链燃烧装置实现自热运行,系统的实际循环流率和热输入应分别大于4 kg/(s·MWth)和2.4 MWth,而过量空气系数应小于1.9。该工作为以煤为燃料的化学链燃烧示范装置的建造与运行奠定了基础。     

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。     

CaO与CO2循环反应动力学特性

为分析CaO与CO2循环反应过程动力学参数的变化规律,利用缩核模型对CaO与CO2的循环反应特性进行了研究.结果表明:CaO与CO2的化学反应速率常数在590~743℃为一常数;化学反应速率常数和产物层扩散系数随循环次数的增加而降低,温度对二者的降低规律有一定的影响;由产物层扩散阶段所引起的活性降低主要发生在前几次循环内,化学反应动力学控制阶段的活性降低是引起CaO整体转化率降低的主要因素.     

应用(火用)方法分析PFBC-CC系统的环境影响

采用火用方法建立了系统排放的废弃物和废热分析模型,从火用的概念出发分析排放物对环境的影响,并对一个增压流化床联合循环(PFBC-CC)发电系统的环境影响进行分析.结果表明,系统排放的CO2和热量对环境的影响是不可忽视的,S元素从SO2转移到CaSO4可大大降低系统的环境影响.为了用火用方法建立更全面的环境影响分析,还需要对参考环境模型进行更深入的研究.     

扩散吸收式制冷装置的原理及在实验教学中的应用

文章介绍了扩散吸收式制冷装置的研制背景、组成、工作原理及应用情况。在实验教学中设计出开放式实验装置,不仅加强学生对扩散吸收式制冷系统的基本原理的理解,而且培养了他们的动手能力,更有利于他们创新思维意识和综合工程实践能力的提高。