冰浆潜热输送矿井空调设计及其经济分析

由于井下热负荷很大,空间位置狭小,使用传统矿井空调系统已无法有效解决井下热害。在前期研究的基础上提出一种冰浆潜热输送矿井空调,利用冰浆的可流动性、潜热大的特点,可以大大提高冷量的输送密度,减小管道和换热器的尺寸,节省空间,同时可根据不同的工作条件在三种工况下自由切换。该系统在初投资及运行费用上都比传统的矿井空调大幅下降,具有良好的经济性。     

正庚烷对冲扩散火焰中添加长链醚类对碳烟前体生成特性的影响

生物质基长链含氧燃料具有良好的碳烟减排特性,是富有前景的柴油添加剂。通过实验和数值模拟分析了25%三丙二醇单甲醚(TPGME)和25%聚甲氧基二甲醚(PODE)添加对正庚烷对冲扩散火焰中碳烟前体生成特性的影响。通过气相色谱(GC)测量了对冲扩散火焰中C₁～C₄烃类的摩尔分数,实验结果表明TPGME和PODE的添加减少了乙烯和乙炔的形成。通过反应动力学机理结合解耦方法实现了燃烧动力学过程模拟,能够很好匹配实验结果。模拟结果表明核心燃烧区域的温差不超过50 K,说明含氧添加剂对火焰温度影响较小;稀释效应和热效应降低了乙炔、乙烯的浓度,而化学效应则有利于乙烯和乙炔的生成。生产率(ROP)和反应路径计算表明不饱和烃主要由正庚烷的氢提取和β-断键反应生成,两种添加剂均不会对该路径产生实质性影响。由于氧原子的存在,TPGME和PODE分子中碳原子极易转化为醛和一氧化碳(CO)而非不饱和烃。最终,稀释效应和热效应是降低正庚烷火焰中碳烟前体排放的关键因素。     

流化床部分煤气化影响因素研究

在流化床部分气化炉上系统研究了流化风量、给煤量、水蒸气量、床层温度、静止床层高度、煤种、催化剂等因素对煤气成分和热值的影响,研究结果表明:流化风量、给煤量、水蒸气量、静止床层高度对煤气成分的影响较为复杂,4者都存在最佳范围;床层温度是影响煤气成分的主要因素,煤气热值与温度成正比;增加床层高度,有利于H2、CO生成和CH4分解;烟煤的煤气中含有的可燃成分(H2、CO、CH4)含量比无烟煤高,优质烟煤比劣质烟煤更适合于气化;Ca、Na、K等碱土金属化合物对煤气化具有催化作用,且Na2CO3和K2CO3的催化能力比CaO强。     

具有自载体功能的CoFeAlO4载氧体化学链燃烧反应特性

采用燃烧法合成了具有尖晶石结构的CoFeAlO₄载氧体材料,通过表征手段和实验研究考察了不同温度下CoFeAlO₄载氧体的化学链燃烧反应特性和循环稳定性,并对CoFeAlO₄载氧体晶相结构和表观形貌的变化规律进行了分析。结果表明,温度升高有利于提高CoFeAlO₄载氧体转化还原性气体CO的能力,使得还原反应速率更快,但高温下经“还原-氧化”会造成CoFeAlO₄载氧体相态分离,难以保持稳定的自载体尖晶石结构。对反应前后CoFeAlO₄载氧体晶相结构的分析表明,高温条件下经过“还原-氧化”后生成的CoFe₂O₄和CoAl₂O₄是导致CoFeAlO₄载氧体烧结和循环稳定性下降的主要原因。     

痕量元素在煤粉炉中排放特性的研究

该文分析了Cr、Pb、Mn、As、Se、Hg、Cd、Zn8种痕量元素在煤粉炉中的排放特性,得出表征痕量元素排放特性的6种数值。并根据这些数值,将元素分成3类：第1类元素：Hg;第2类元素：Pb、Zn和Cd;第3类元素：Mn;Se介于第1类元素和第2类元素之间,cr同时具有第1类和第3类元素性质。研究还发现：除Mn外,其它元素在飞灰中的富集程度随粒径减小而增加;Cr、Cd、Zn在飞灰中的相对富集程度与各自熔点成反比;Pb对烟气中活性原子Cl的亲和力大于Cd;飞灰对各痕量元素吸附机理不同;痕量元素主要分布于电除尘器飞灰和气相中;烟气中Mn和Cr含量均超过我国和欧盟关于垃圾焚烧控制标准。     

空调温控的鲁棒自适应Fuzzy-PID控制器

针对空调系统多变量、非线性、时滞和时变的特点,提出了一种用于空调系统温度控制的鲁棒自适应两级模糊比例-积分-微分(PID)控制器并进行了仿真.该控制器通过一个模糊切换开关把模糊比例-微分控制器和模糊积分控制器结合起来,模糊比例-微分控制器用来在系统动态响应期间减小上升时间和超调,模糊积分控制器用来抗干扰和消除稳态误差.仿真结果表明,所提出的控制器与传统控制器相比不仅鲁棒性好,同时具有优良的动静态性能.     

薄壁不锈钢管在建筑自动喷水灭火系统中的应用前景

提出了对于建筑自动喷水灭火配水管道而言，在DN80-25中小口径薄壁不锈钢管价格适宜的情况下，可代替镀锌加厚钢管的设想，并建立了相关水力计算和单价对比表，为薄壁不锈钢管在自动喷水灭火系统中的应用前景提供科学依据。     

环烷烃与航空煤油掺混燃烧特性研究

双碳背景下,采用生物质基航空燃油替代传统航油成为当前的研究热点之一。生物质基航油组分与传统航油不同,生物质基航油的环烷烃由木质素加氢脱氧得到,与传统航油中的环烷烃在结构上有所差别。不同结构的环烷烃的燃烧特性有很大差别,基于此,本文通过可变压缩比内燃机研究了四种典型生物质基环烷烃（环戊烷、环己烷、乙基环己烷以及十氢萘）与RP-3航空航油掺混后的低温燃烧特性及其在压燃式发动机中对燃烧过程的影响以研究燃料单一性的可行性。结果表明提高掺混比例,十氢萘对燃烧效果有明显的促进作用,着火点提前,放热峰值有所增加,放热更为集中;乙基环己烷有着与航油相似的燃烧特性,而环己烷与环戊烷会使燃烧相位推迟,放热率下降,增大混合燃料的易压燃难度,不利于燃烧。研究对于木质素催化加氢制备环烷烃和生物质基环烷烃具有重要的指导意义。     

基于纳米粒子/相变石蜡乳状液的研究

介绍了纳米流体的制备方法,探讨了纳米流体强化传热的机理.结合本实验室的研究方向,首次提出了在相变储热石蜡乳状液中添加纳米粒子强化石蜡乳状液传热性能的方法,并制备了纳米铝/石蜡乳状液.分析了该悬浮液的性能,实验结果表明,将0.1%(质量分数)的纳米铝粉分散于石蜡乳状液中,悬浮液的导热系数提高了29.4%,大大提高了石蜡乳状液的传热速率.与水作为储热、传热介质相比,该新型相变纳米流体具有储热密度大、换热能力强的优点.最后,指出了该新型相变纳米流体研究存在的问题并展望了其应用前景.     

垃圾焚烧发电耦合电转气制备合成天然气工艺集成与优化

垃圾焚烧发电耦合电转气技术制备合成天然气工艺可同时实现温室气体减排和大规模储能。由于垃圾发电效率低和甲烷化反应热利用效率不高,此工艺能效偏低。为了提升工艺能效,本文采用Aspen Plus软件对垃圾焚烧发电耦合电转气制备合成天然气过程进行了全流程模拟,基于能量平衡分析,提出了一种利用甲烷化反应热优化垃圾焚烧发电过程的工艺集成方法。针对这个优化过程,设计了一套由一级绝热固定床反应器和一级低温流化床反应器串联组成的甲烷化工艺。借助绝热固定床反应器出口高温气体提升主蒸汽参数、优化蒸汽循环过程,可将发电效率从22.05%提升至31.72%。流化床反应器低温操作有利于提升合成天然气品质,其内置换热管束作为补充蒸发受热面。此外,还考察了垃圾焚烧炉烟气再循环方式对整体工艺的影响,结果表明采用烟气干循环工艺时能效较高。以上结果对于提升工艺经济性和竞争力具有一定指导意义。