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建材行业“六零工厂”项目水泥熟料生产零化石燃料消耗阶段性探索与实践

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水泥 2024年第2期 1-4页

作者：汪宣乾侯记伟章鹏吴自豪华新水泥股份有限公司湖北武汉430070

介绍了华新水泥地维有限公司承接并实施建材行业揭榜挂帅项目“建材制造企业零化石能源技术装备研发与应用示范”的情况。截至2023年8月,华新地维工厂窑尾热量替代率达50%,熟料单位产品综合能耗由115kgce/t降低至84 kgce/t,单位熟料生... 详细信息

介绍了华新水泥地维有限公司承接并实施建材行业揭榜挂帅项目“建材制造企业零化石能源技术装备研发与应用示范”的情况。截至2023年8月,华新地维工厂窑尾热量替代率达50%,熟料单位产品综合能耗由115kgce/t降低至84 kgce/t,单位熟料生产二氧化碳排放强度由861 kg/t降低至776 kg/t。后续通过替代燃料预处理二期的建设及窑头替代燃料混合燃烧器的使用,能够完全实现水泥熟料生产零化石燃料消耗,可节约标煤6.72万t/a,降低二氧化碳排放18.55万t/a。

关键词：六零工厂替代燃料零化石燃料消耗二氧化碳

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大替代比分解炉的设计开发与运用实践

水泥 2024年第5期 52-56页

作者：汪宣乾章鹏张谋侯记伟吴自豪华新水泥股份有限公司湖北武汉430070

在水泥窑中大比例使用替代燃料是目前水泥行业降低水泥生产过程中碳排放的重要技术手段。本文在对RDF的燃烧特性及燃烧动力学研究分析的基础上,并结合CFD软件进行模拟优化,设计开发出了使用大替代比多元异质替代燃料的低碳低氮环保型分... 详细信息

在水泥窑中大比例使用替代燃料是目前水泥行业降低水泥生产过程中碳排放的重要技术手段。本文在对RDF的燃烧特性及燃烧动力学研究分析的基础上,并结合CFD软件进行模拟优化,设计开发出了使用大替代比多元异质替代燃料的低碳低氮环保型分解炉。水泥工厂的运行结果表明,水泥窑系统生产运行稳定,窑尾热量替代率80%,NOx本底值降低至249 mg/Nm3(未使用氨水)。该型分解炉对复杂多元异质替代燃料具有较好的适应性。

关键词：大替代比替代燃料分解炉燃烧特性

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钢渣中RO相的水化活性和膨胀性

钢渣中RO相的水化活性和膨胀性

作者：侯记伟北京化工大学

学位级别：硕士

钢渣(SS)在水泥混凝土中的应用由于其体积安定性不良受到限制。目前,对造成钢渣体积安定性不良的原因认识不足,尤其是钢渣中二价金属氧化物固溶体(RO相)的水化活性和膨胀性规律尚不明确。本文首先研究了钢渣的水化活性及安定性。然后根... 详细信息

钢渣(SS)在水泥混凝土中的应用由于其体积安定性不良受到限制。目前,对造成钢渣体积安定性不良的原因认识不足,尤其是钢渣中二价金属氧化物固溶体(RO相)的水化活性和膨胀性规律尚不明确。本文首先研究了钢渣的水化活性及安定性。然后根据钢渣中RO相的组成分析结果,合成不同组成的RO相,研究RO相的水化活性。最后,将不同组成RO相掺入水泥中制备胶凝材料,研究不同组成及含量RO相对胶凝材料安定性的影响规律。与水泥相比,钢渣水化活性较低,在常温条件下水化3d后几乎无水化产物生成,在压蒸条件下水化3 h后水化程度约为水泥的1/3。钢渣水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C-S-H)、针棒状的钙矾石(AFt)和层状堆积分布的氢氧化钙(CH)。将钢渣以不同掺量掺入水泥中制备钢渣-水泥胶凝材料,检测其煮沸压蒸膨胀率。结果表明,试样煮沸压蒸膨胀率随钢渣掺量的增加呈线性增加。当钢渣掺量为60%时,试样煮沸后发生翘曲,压蒸后膨胀开裂,安定性不合格。钢渣中含有约30%左右的RO相,其组成为MgO-xFeO,组成不固定且分布范围较宽。RO相在压蒸条件下的水化程度和水化活性随固溶FeO与MgO摩尔比(x)的增加呈指数形式逐渐降低。当x≤0.5时,RO相在常温条件下即可缓慢水化,压蒸条件下水化程度显著增加。当x=1时,RO相在常温和煮沸条件下不具备水化活性,仅在压蒸条件下缓慢水化。当x≥1.5时,RO相基本没有水化活性。当钢渣中x不变时,随着RO相掺量(y)的增加,水泥净浆试样的压蒸膨胀率(LA(x,y))逐渐增加。同时,当y一定时,随着钢渣中x的增加,LA(X,y)逐渐降低。当x=0.2或0.4,y>5%时,试样压蒸后发生溃裂。当x=0.5,y>6%时,试样压蒸后膨胀开裂。LA(X,y)与x和y的关系为:当x≤0.5时,RO水化活性相对较高,对安定性影响较大,5%含量即可造成试样开裂;当 0.5

关键词：钢渣 RO相水化活性膨胀性微观结构

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垃圾衍生燃料在水泥窑分解炉内的减氮效应

水泥 2023年第4期 9-13页

作者：汪宣乾章鹏张谋吴自豪侯记伟华新水泥股份有限公司湖北武汉430073

将垃圾衍生燃料(RDF)作为替代燃料投加到水泥窑炉内进行高温焚烧,是水泥工业降低熟料生产过程中化石燃料消耗的主要技术手段之一。本文在管式炉中研究了粒径和助燃空气温度这两个因素对RDF热解燃烧气体组分的影响,并利用CFD软件模拟了RD... 详细信息

将垃圾衍生燃料(RDF)作为替代燃料投加到水泥窑炉内进行高温焚烧,是水泥工业降低熟料生产过程中化石燃料消耗的主要技术手段之一。本文在管式炉中研究了粒径和助燃空气温度这两个因素对RDF热解燃烧气体组分的影响,并利用CFD软件模拟了RDF在分解炉内的减氮效应。研究结果表明:对不同粒径的RDF颗粒,总体上呈现出热解燃烧气体中CO、CmHn和H2还原性小分子气体浓度随着助燃空气温度的升高而增加。基于华新某工厂的运行工况进行了CFD模拟计算,当RDF的粒径分布取<50 mm(占80%),三次风温度为900℃时,过剩空气系数取1.2,燃烧室出口NOx浓度小于280 ppm,减氮效果明显,与实际情况一致。

关键词：垃圾衍生燃料热解燃烧过剩空气系数减氮

太湖底泥—水界面总溶解态磷的Fick扩散释放通量研究

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湖泊科学 2024年第6期36卷 1732-1742页

作者：刘环朱伟侯豪谈正伟季浪河海大学土木与交通学院南京210098 河海大学环境学院南京210098

太湖蓝藻暴发与水体中总溶解态磷(TDP)密切相关,而底泥是否向水中释放TDP是一个重要的科学问题。由于太湖底泥间隙水与上覆水的TDP之间存在3~5倍的浓度差,因此会存在TDP的Fick扩散过程。针对Fick扩散计算仍然未能精确地考虑含有机磷时... 详细信息

太湖蓝藻暴发与水体中总溶解态磷(TDP)密切相关,而底泥是否向水中释放TDP是一个重要的科学问题。由于太湖底泥间隙水与上覆水的TDP之间存在3~5倍的浓度差,因此会存在TDP的Fick扩散过程。针对Fick扩散计算仍然未能精确地考虑含有机磷时的扩散系数等问题,本文在考虑有机磷的影响、孔隙率、温度等变化的条件下进行了监测和计算。基于全湖30个采样点的现场调查数据,使用只有无机磷扩散系数20%左右的扩散系数计算太湖TDP年Fick扩散量约为127.8 t;磷的Fick扩散量与上覆水磷浓度相同,具有西北高、东南低的特点。敏感性分析表明:相对于温度变化,有机磷的占比和孔隙率的取值对于Fick扩散量的计算值有更大的影响。

关键词：磷平衡底泥释放 Fick扩散有机磷扩散系数底泥孔隙率温度影响太湖

基于紫外—可见光谱的海水化学需氧量检测方法研究

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基于紫外—可见光谱的海水化学需氧量检测方法研究

作者：侯士伟齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着人类经济活动的不断增加,水环境污染问题日益严重,环境监测和水质分析在海洋环境保护、防灾减灾、海洋经济发展中发挥着重要的作用。化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)是评价水体污染程度的重要指标之一,但传统的化学分析COD... 详细信息

随着人类经济活动的不断增加,水环境污染问题日益严重,环境监测和水质分析在海洋环境保护、防灾减灾、海洋经济发展中发挥着重要的作用。化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)是评价水体污染程度的重要指标之一,但传统的化学分析COD的监测方法耗时、耗资,且需要大量的化学试剂,对环境造成二次污染,因此迫切需要一种快速、准确、环保的COD监测方法。近年来,光谱技术因其非破坏性、快速、高灵敏度的特点,成为现代分析领域中不可或缺的工具。然而,光谱数据常受背景噪声、光谱信号重叠以及环境干扰等因素影响,直接应用于水质参数分析建模时可能会降低预测精度和稳定性。因此,对光谱数据进行预处理、补偿环境干扰并优化建模方法是提高COD预测精度和稳定性的重要研究内容。本文基于紫外-可见光谱法(UV-Vis spectroscopy)的水质COD预测方法展开研究,主要内容包括光谱预处理、特征波长选取、浊度补偿以及基于集成学习算法的COD预测模型建立与优化。本文的主要研究内容如下:(1)在青岛市内海域采集海水样本并进行光谱采集,研究Savitzky-Golay平滑处理、多元散射校正、标准正态变换预处理和过滤差值浊度补偿方法对海水COD光谱数据的适用性,其中标准正态变换能更好地消除干扰,过滤差值浊度补偿方法能去除浊度影响,确保光谱准确反映COD含量变化。(2)提出一种基于双循环收缩和C指数排序选择的收缩蛙跳(DC-CRF)算法,通过在偏最小二乘过程中使用C指数中的RMSECV相关系数排序评估变量重要性,加快收敛速度,并将随机蛙跳(Random Frog,RF)与收缩衰减函数融合,采用外层循环接受非最优解策略,动态平衡算法的收敛性与执行效率。该方法通过实验验证,可有效提升UV-Vis测定海水COD的工作效率,适用于复杂海水光谱优化问题。(3)提出改进的Stacking预测模型,通过预处理和特征选择后,采用支持向量机、多元线性回归和随机森林作为基模型,将预测结果加权和归一化后输入元模型,最终使用PLS建立Stacking预测模型。实验结果表明,该方法在确保结果准确性的基础上,提高了模型的稳定度,可减少过拟合风险。本研究通过优化光谱数据的处理方法、特征波长选择技术和集成模型建立,以提高海水COD光谱分析的准确性和效率。通过标准正态变换和过滤差值浊度补偿方法改进光谱数据预处理,DC-CRF算法优化特征波长选择,而改进的Stacking预测模型增强结果的稳定性和精确性,为海水COD测定提供了更加可靠的解决方案。

关键词：紫外-可见光谱法化学需氧量预测模型水质检测

太湖底泥-水界面总溶解态磷的Fick扩散释放通量研究

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湖泊科学 2024年

作者：刘环朱伟侯豪谈正伟季浪河海大学土木与交通学院河海大学环境学院

太湖蓝藻暴发与水体中总溶解态磷(TDP)密切相关，而底泥是否向水中释放TDP是一个重要的问题。由于太湖底泥间隙水与上覆水的TDP之间存在3～5倍的浓度差，因此会存在TDP的Fick扩散过程。针对Fick扩散计算仍然未能精确地考虑含有有机磷时... 详细信息

太湖蓝藻暴发与水体中总溶解态磷(TDP)密切相关，而底泥是否向水中释放TDP是一个重要的问题。由于太湖底泥间隙水与上覆水的TDP之间存在3～5倍的浓度差，因此会存在TDP的Fick扩散过程。针对Fick扩散计算仍然未能精确地考虑含有有机磷时的扩散系数等问题，本文在考虑有机磷的影响、孔隙率、温度等变化的条件下进行了监测和计算。基于全湖30个采样点的现场调查数据，使用只有无机磷扩散系数20%左右的扩散系数计算太湖TDP年Fick扩散量约为127.8 t；磷的Fick扩散量与上覆水磷浓度相同具有西北高、东南低的特点。敏感性分析表明：相对于温度变化，有机磷的占比和孔隙率的取值对于Fick扩散量的计算值有更大的影响。

关键词：磷平衡底泥释放 Fick扩散有机磷扩散系数底泥孔隙率温度影响太湖

用于激光软钎焊温度测量的高精度红外辐射测温装置

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红外技术 2024年

作者：李明超闫宽张聪胡记伟欧锴陈绪兵武汉工程大学机电工程学院武汉烽火技术服务有限公司武汉烽火通信科技股份有限公司

在激光软钎焊加工过程中，实时精准测量焊点温度并调节半导体激光器的输出功率对于保证焊接质量至关重要。为避免因温度测量误差过大或测量速度过慢导致的焊点焦灼、虚焊和假焊等故障现象，本文设计了用于激光软钎焊的高精度红外辐射测... 详细信息

在激光软钎焊加工过程中，实时精准测量焊点温度并调节半导体激光器的输出功率对于保证焊接质量至关重要。为避免因温度测量误差过大或测量速度过慢导致的焊点焦灼、虚焊和假焊等故障现象，本文设计了用于激光软钎焊的高精度红外辐射测温装置。首先描述了红外辐射测温装置的原理，并阐述了红外辐射信号转换电路设计方法，其次介绍了本文中所用的无限脉冲响应Butterworth型滤波器信号处理方法，无限脉冲响应滤波器Butterworth型；最后，通过实验分析并验证了本装置的性能。实验表明，本装置适用于激光软钎焊焊点温度的非接触测量，在标准黑体炉70-260℃范围内测试区间，误差基本处于±2℃之内，最大误差为2%，在激光软钎焊加工过程中，整体平均误差小于0.8%，可广泛可靠应用于激光软钎焊领域。

关键词：激光软钎焊红外辐射高精度测温无限脉冲响应滤波器

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粉体光催化全水分解技术研究进展

化工进展 2024年第4期43卷 1810-1822页

作者：吴晨赫刘彧旻杨昕旻崔记伟姜韶堃叶金花刘乐全天津大学材料科学与工程学院天津300072 邯郸净化设备研究所河北邯郸056000

光催化全水分解制氢可以直接将太阳能转变为绿色氢能,该技术具有过程简单、成本低等优势,受到广泛关注的同时展现出了良好的应用前景。半导体光催化剂的性能是光催化全水分解技术发展的核心因素,目前该领域主要围绕光催化反应的三个基... 详细信息

光催化全水分解制氢可以直接将太阳能转变为绿色氢能,该技术具有过程简单、成本低等优势,受到广泛关注的同时展现出了良好的应用前景。半导体光催化剂的性能是光催化全水分解技术发展的核心因素,目前该领域主要围绕光催化反应的三个基本步骤对其性能进行提升:光吸收、载流子分离与迁移以及表面反应。本文从光催化基本原理出发,围绕以上三方面概述了应对相应挑战的有效策略与近年来的研究进展,在此基础上总结了设计、制备高效光催化全水分解材料的重要方法,分析了当前影响该水分解制氢技术工业化应用的难点,指出该领域的核心问题是开发高效的窄带隙光催化材料,同时未来需着重解决逆反应严重、催化剂稳定性不足以及大规模实施过程中的氢氧混合气体分离等技术问题。

关键词：太阳能光催化全水分解制氢催化剂可再生能源

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