功能化单壁碳纳米管的气敏性研究

通过不同官能团功能化,在单壁碳纳米管(SWNTs)上连接不同基团并制成薄膜。采用恒定电位法,将它们暴露在NO2中,N2作为载气,不同温度下(30℃、50℃、70℃、90℃)检测电流随时间的变化情况(I-t图)。结果表明,随着温度的升高各薄膜对NO2的响应速率加快;含对苯基的SWNTs薄膜在50℃灵敏度最大,而连接有羧基、氨基的SWNTs薄膜在30℃灵敏度最大;对硝基苯基功能化后的SWNTs对NO2的响应程度最大,明显强于其他薄膜。     

煤质活性炭活化炉尾气余热利用与节能减排研究

煤质活性炭在生产过程中由活化炉产生的活化尾气,长期以来被认为没有污染而直接排放.通过对活化尾气进行监测,确定其含有一氧化碳等可燃有害污染物.利用活化尾气通过焚烧+余热利用的方式生产蒸气,并回用于活化工段,替代现有蒸气锅炉,节能减排效果显著.     

电厂CO_2捕集系统DEA化学吸收剂性能与能耗实验研究

CO2排放引起的温室效应已经影响到人类社会的发展和生存,而CO2捕集系统吸收剂的性能与能耗制约着电厂烟气脱碳减排的大规模推广.利用搭建的室内实验平台,实验结果表明:1)增大吸收剂浓度有利于提高二乙醇胺DEA的CO2吸收性能和吸收总量;2)90℃时DEA吸收剂的解吸速率较高,且解吸速率随吸收剂浓度的增大而显著提高;3)15wt%的DEA吸收剂具有较高的解吸速率和较低的解吸能耗,溶液再生度可达80%,综合性能良好.     

二氧化碳捕获与封存技术经济评估

相对于美国与欧洲,台湾天然气价格相对昂贵许多;因此使用燃煤IGCC+CCS在台湾将更具优势.本研究采用IEA参数设定与美国、欧洲及台湾燃料价格,以RETScreen进行技术经济分析,计算2020年IGCC、IGCC+CC(S)与NGCC电厂的上网电价、最适碳价及经济可行的时间.结果显示2020年NGCC上网电价(146.70美元/MWh)高于IGCC+CC电价(111.60美元/MWh)与考虑碳运输与储存成本的IGCC+CCS(127美元/MWh),其代表意义为尽管在没有碳税的前提下,IGCC+CCS在台湾仍较具优势.相比之下,美国因为天然气价格便宜,其IGCC+CCS在2030-2035年才有机会代替NGCC.台湾实证也显示当CO2价格在2020年为60～70USD/t-CO2,IGCC+CC较IGCC加上碳交易划算;当考虑碳运输与储存成本后,CO2价格必须高达90～100USD/t-CO2,IGCC+CCS才划算.本研究建议:1)将CCS技术纳入台湾能源政策的低碳能源选项;2)及早兴建CCS示范电厂;3)发展IGCC+CCS取代NGCC.     

海洋封存二氧化碳最佳注入深度与液滴大小

大气中大量温室气体的排放特别是二氧化碳,已被广泛认为是造成全球气候变化的主要原因.研究结果显示,将二氧化碳封存到海洋是可行的,二氧化碳水合物水是需要考虑的重要问题.关于二氧化碳水合物在海水中的生成、扩散、溶解规律,不同的学者提出了不同模型与结论,但仍有很多不确定因素.通过数值模拟分析得出,封存过程中二氧化碳的释放速率、溶解速率和上升速度都是需要考虑的重要参数,液滴半径越小或者注入深度越浅时,其溶解速率将会越快.在同一深度下液滴由大半径溶解成小半径时,在海水中的溶解速率将越来越快.液滴在海水中并非以同一速度往上运动,而是与液滴的大小和位置有关.当注入深度增加时,可允许溶解的液滴半径随之增加,其中当注入深度在1 800m时,可允许最大液滴半径为1.0cm,在1 000m深度下,可允许最大的液滴半径为0.5cm.     

低碳城市水资源回收中心升级为绿色加气站与加电站评估

本研究考虑2种情境提升原有都市水资源回收中心为绿色加气站,设置"绿色加气站"(含"甲烷供应系统"及"绿色氢供应系统")与"绿色加电站".故变更本水资源处理流程,分2种构想.构想1,将园区周边高浓度有机废水做为本处理厂水来源之一,或采用高低浓度废水分流收集方式,废水处理系统则采用两相式厌氧处理系统,以废水及污泥产制氢气及甲烷气成为气态生质能源.构想2,于现有规划设计增设新型有机污泥处理设施,包含高温好氧消化系统及甲烷化系统,可以直接生产甲烷气.另外,可于场址顶部设计太阳能丛林,产生之电力直接供应园区用电,或将处理出流水电解产生氢气燃料.本研究以污水处理量18 000CMD计算可产生之气体燃料,并换算至现有压缩天然气(CNG)公交车、电动车以及氢能汽车所需气体燃料量进行效益分析,若废水处理流程更改为构想1,每日所产生之氢气可供应250部氢能车使用,同时产生的甲烷气体可供应50部CNG公交车使用,若氢气透过燃料电池发电可供应378车次的电动车充电,但此方案必须导入园区周边的高浓度有机废水,将废水COD浓度提高至5g/L才能有效实行.构想2,在不更动现有的水资源回收处理程序设计下,仅在程序中增加有机污泥能源化系统,每日产制出的甲烷气体可供应20部CNG公交车使用,并降低系统污泥产生量达80%,不仅可达到能源回收的目的亦可降低污泥处置成本.最后若于水资源处理中心建物顶端设置太阳能板丛林,所产生的电力可供应园区使用,或可提供电动车加电站使用,每日可补充22车次的电动车.透过设置放流水电解系统,每日可供应7部氢能车使用;设置太阳能发电及电解系统,不仅可提升水回收比例,更具有展示及美化功能.     

纳米碳纤维掺杂量与取向对纳米碳纤维/乙烯-醋酸乙烯酯复合材料介电性能的影响

通过微波法化学镀镍对纳米碳纤维(CNFs)进行表面改性,采用熔融共混法将表面改性的CNFs与乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)复合制备CNFs/EVA复合材料,在模压交联过程中对复合材料施加磁场,使表面镀镍的CNFs在复合材料基体中沿磁场方向取向;用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)观察表面改性前后CNFs表面形貌和结构、复合材料内部微观结构及取向情况;用宽频介电谱仪与阻抗谱仪对复合材料进行介电谱测试,研究了CNFs的取向与掺杂量对复合材料介电性能的影响,并用四探针法测量复合材料的体电阻率。研究结果表明,掺杂量和是否取向对复合材料介电性能影响较大;CNFs掺杂质量分数为0.5%时,取向复合材料相对介电常数最低,施加磁场取向不会增加复合材料的介电损耗,少量掺杂即可大幅降低复合材料的体电阻率。     

三段炭层吸附床联合脱除烟气污染物的实验研究

利用秸秆活性炭颗粒在三段炭层的吸附床反应器中进行了燃煤烟气脱硫、脱氮、脱汞的联合脱除实验研究。首先对实验所用炭（包括新炭和再生后炭）进行了活性炭品质分析,并讨论了烟气流经3段炭层吸附床时,脱硫脱氮段工作温度对脱硫、脱氮和脱汞效率的影响特性。实验结果表明,在所选三种工作温度中,90℃时脱硫层内以物理吸附为主,脱氮层吸附还原NOx的同时具有脱硫副反应,总脱硫效率可达98％,脱氮效率可达60％;经过冷却的烟气达到脱汞炭层时温度降到50℃,由氯化锌浸泡处理的炭层内同时发生催化氧化脱汞及汞的物理吸附,下层炭工作温度在130℃时,总脱汞效率达55％。该结果可指导干法烟气污染物的防治。     

碳热还原氮化一步法制备钒氮合金工艺研究

对V2O5自还原氮化过程进行热力学分析,并以工业级V2O5和炭黑为原料,经过混料、研磨、压制成块后进行烧结和还原氮化,制得含氮量较高的钒氮合金。结果表明,为了避免V2O5在还原过程中挥发,预还原温度应控制在V2O5熔点（678℃）以下;经过650℃预还原4h,试样中的V2O5才能全部转化为低价态的钒氧化物;V2O5在N2气氛下自还原时,还原终温低于1 271℃时,还原产物优先生成VN,还原终温高于1 271℃时,还原产物中才会出现大量VC;为保证还原产物的高氮和低碳含量,应将还原氮化最终温度控制在1 200～1 300℃。     

低碳钢头坯洁净度研究

采用氧氮分析、金相分析、大样电解分析、扫描电镜及能谱分析等,研究LD—Ar站—CC生产的低碳钢头坯不同浇铸长度处的洁净度变化规律,并与正常坯洁净度水平进行对比分析。结果表明,头坯中T[O]和氮含量均随着浇铸长度的增加呈明显的下降趋势;头坯中显微夹杂物数量和大型夹杂物数量随着浇铸长度的增加大体都呈减少趋势;头坯中显微夹杂物主要来源于脱氧产物和二次氧化,大型夹杂物来源于二次氧化、结晶器卷渣、中间包卷渣和钢包引流砂;与正常坯洁净度相比较,头坯洁净度在浇铸长度大于3m以后与正常坯水平相一致。