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辅助气淬风优化熔渣离心粒化特性数值模拟

过程工程学报 2024年第5期24卷 523-532页

作者：张馨艺徐宁文李小明王树众西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049 西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

在熔渣粒化过程中引入辅助气淬风,降低转杯温度同时强化熔渣粒化效果,提高了渣粒利用率且增加了系统使用寿命。建立了带有气淬风的三维熔渣粒化模型,采用SST k-ω湍流模型,利用VOF方法研究了气淬风对熔渣粒化效果、废渣颗粒飞行速度以... 详细信息

在熔渣粒化过程中引入辅助气淬风,降低转杯温度同时强化熔渣粒化效果,提高了渣粒利用率且增加了系统使用寿命。建立了带有气淬风的三维熔渣粒化模型,采用SST k-ω湍流模型,利用VOF方法研究了气淬风对熔渣粒化效果、废渣颗粒飞行速度以及转杯冷却效果的影响。探究了不同气淬风条件下熔渣颗粒水平飞行速度的变化规律,为优化颗粒飞行轨迹及粒化仓空间设计提供参考依据。结果表明,增大风量使熔渣粒径分布向较大区间移动,但有利于改善渣粒球形度。气淬风在4~6 m^(3)/h的风量范围内能产生有效的破碎作用,当风量大于2 m^(3)/h时,冷却效果较好。采用环形缝隙出风时,渣粒平均直径最小,且靠近转杯壁面的温度较低,飞行速度适中,球形度优于无气淬风状态。

关键词：高炉熔渣离心粒化分裂模式气淬风固废利用数值模拟

锌灰资源化回收及超临界水热合成纳米氧化锌系统工艺

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西安交通大学学报 2024年第3期58卷 193-203页

作者：刘璐王树众刘伟张宝权刘慧刘辉赵君安西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为了对锌灰进行资源化回收及对其经济性进行分析,将湿法回收工艺和超临界水热合成技术相结合,将锌灰生成价值较高的纳米氧化锌产品,采用Aspen Plus软件平台,建立了完整的系统工艺,并分析了系统运行过程中的物料成本及能耗成本。在硫酸... 详细信息

为了对锌灰进行资源化回收及对其经济性进行分析,将湿法回收工艺和超临界水热合成技术相结合,将锌灰生成价值较高的纳米氧化锌产品,采用Aspen Plus软件平台,建立了完整的系统工艺,并分析了系统运行过程中的物料成本及能耗成本。在硫酸浓度为2 mol·L^(-1)、固液比为1∶8、浸出温度为50℃、浸出时间为2 h、搅拌器转速为300 r·min^(-1)的条件下,锌灰中锌的浸出率达到了95%以上。除杂过程除去了Fe、Al、Ni、Cu等杂质,除杂后的溶液中锌的质量分数达到了97%。利用锌灰浸出液在400℃和25 MPa的超临界条件下,合成了平均粒径为26 nm的纳米氧化锌,晶体结晶度良好,纯度较高。通过与纯物料所合成的纳米氧化锌进行对比,验证了该技术的可行性,显著提升了系统运行的经济性。

关键词：锌灰资源化回收超临界水热合成纳米氧化锌高值化利用

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酸性蚀刻废液超临界水热制备纳米铜和氧化铜

上海交通大学学报 2024年

作者：刘慧王树众杨健乔王进龙李艳辉西安交通大学能源与动力工程学院

以酸性蚀刻废液为原料，采用超临界水热合成法制备出稳定性好的纳米铜和氧化铜粉体。考察了不同加碱量对纳米氧化铜粉制备效果的影响，进行了除杂效果的实验验证，得到了氧化铜形貌控制机理，并分析了腐蚀对产物纯度的影响。结果表明：... 详细信息

以酸性蚀刻废液为原料，采用超临界水热合成法制备出稳定性好的纳米铜和氧化铜粉体。考察了不同加碱量对纳米氧化铜粉制备效果的影响，进行了除杂效果的实验验证，得到了氧化铜形貌控制机理，并分析了腐蚀对产物纯度的影响。结果表明：以除杂后酸性蚀刻废液为前驱物在优化后参数下制备的纳米铜和纳米氧化铜，平均粒径分别为82 和52 nm，纯度分别为99.4%和99.2%。建立起酸性蚀刻废液预处理的工艺流程，开发出以酸性蚀刻废液为前驱物的高纯纳米铜和纳米氧化铜合成工艺。并以处理量480 L/h的中试规模连续式装置为基础核算了技术经济性。

关键词：蚀刻废液超临界水热合成纳米铜粉纳米氧化铜合成工艺

超临界溶剂热合成纳米磷酸铁锂晶体生长机制探究

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西安交通大学学报 2023年第2期57卷 100-109页

作者：张宝权王树众刘璐刘慧杨健乔西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对目前超临界溶剂热合成纳米磷酸铁锂(LiFePO_(4))的晶体生长机制及反应参数影响规律尚不明确的问题,采用超临界溶剂热合成方法在340~400℃反应温度下制备了平均粒径为68~85 nm的LiFePO_(4)粉体,表征并分析了产物的晶体结构及粒径等性... 详细信息

针对目前超临界溶剂热合成纳米磷酸铁锂(LiFePO_(4))的晶体生长机制及反应参数影响规律尚不明确的问题,采用超临界溶剂热合成方法在340~400℃反应温度下制备了平均粒径为68~85 nm的LiFePO_(4)粉体,表征并分析了产物的晶体结构及粒径等性能,评估了超临界乙醇中纳米LiFePO_(4)晶体生长过程表观活化能及生长机制,并建立了纳米LiFePO_(4)晶体生长动力学。结果表明,纳米LiFePO_(4)在超临界溶剂中的生长过程对其最终尺寸起主导作用,且生长过程受表面反应控制,符合多核控制的二阶生长动力学。纳米LiFePO_(4)产物的电化学性能测试表明,在400℃下获得的样品在0.1 C(C为电池充放电倍率)倍率下的初始放电比容量达到153.5 mA·h/g,放电倍率提高至5 C时容量保持率为68.3%。在340℃反应温度下:所得产物中的杂质(Li_(3)Fe_(2)(PO_(4))_(3)和Fe_(3)(PO_(4))_(2))导致电池出现了严重的极化效应;在高速充放电下,容量严重衰减,5 C倍率容量保持率仅为46.9%。本研究揭示了超临界溶剂热合成纳米LiFePO_(4)晶体的生长机制,可为后续工艺参数优化及工业化应用提供理论支撑。

关键词：超临界溶剂热合成磷酸铁锂晶体生长纳米化

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中国制造业碳排放问题分析与减排对策建议

化工进展 2022年第3期41卷 1645-1653页

作者：张凡王树众李艳辉杨健乔孙圣瀚西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049 清华四川能源互联网研究院能源战略与低碳发展研究中心四川成都610213

如何同时实现全面建设社会主义现代化国家和2060年达到碳中和的目标,是制造业未来发展所面对的必答考题。推动高耗能、高排放的制造业转向“绿色制造”是实现碳达峰、碳中和的关键一步。本文从核算方法、宏观指标、行业分布、能源结构... 详细信息

如何同时实现全面建设社会主义现代化国家和2060年达到碳中和的目标,是制造业未来发展所面对的必答考题。推动高耗能、高排放的制造业转向“绿色制造”是实现碳达峰、碳中和的关键一步。本文从核算方法、宏观指标、行业分布、能源结构对制造业碳排放现状进行总结与分析,进而对制造业的通用型碳减排对策和重点行业的低碳工艺进行介绍,并列举了相关商业应用、阐释了技术发展瓶颈。文中指出:制造业减排通用对策包括源头减量,使用清洁能源,碳捕集、利用与封存,工业互联网;重点行业低碳生产工艺主要有氢气直接还原生产钢铁、二氧化碳加氢制甲醇、生物质制生物油等;钢铁、化工、建材、石化及炼焦、有色金属冶炼作为制造业的重要行业,应当选择适应各自生产过程的减排对策为碳中和目标作出贡献。

关键词：二氧化碳制造整体优化再生能源二氧化碳捕集

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辅助气淬风优化熔渣离心粒化特性数值模拟

过程工程学报 2023年

作者：张馨艺徐宁文李小明王树众西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室西安建筑科技大学冶金工程学院

在熔渣粒化过程中引入辅助气淬风，降低转杯温度同时强化熔渣粒化效果，提高了渣粒利用率且增加了系统使用寿命。建立了带有气淬风的三维熔渣粒化模型，采用SST k-ω湍流模型，利用VOF方法研究了气淬风对熔渣粒化效果、废渣颗粒飞行速... 详细信息

在熔渣粒化过程中引入辅助气淬风，降低转杯温度同时强化熔渣粒化效果，提高了渣粒利用率且增加了系统使用寿命。建立了带有气淬风的三维熔渣粒化模型，采用SST k-ω湍流模型，利用VOF方法研究了气淬风对熔渣粒化效果、废渣颗粒飞行速度以及转杯冷却效果的影响。探究了不同气淬风条件下熔渣颗粒水平飞行速度的变化规律，为优化颗粒飞行轨迹及粒化仓空间设计提供参考依据。结果表明，增大风量使熔渣粒径分布向较大区间移动，但有利于改善渣粒球形度。气淬风在4～6 m3/h的风量范围内能产生有效的破碎作用，当风量大于2 m3/h时，冷却效果较好。采用环形缝隙出风时，渣粒平均直径最小，且靠近转杯壁面的温度较低，飞行速度适中，球形度优于无气淬风状态。

关键词：高炉熔渣离心粒化分裂模式气淬风固废利用数值模拟

锌灰资源化回收及超临界水热合成纳米氧化锌系统工艺

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西安交通大学学报 2023年

作者：刘璐王树众刘伟张宝权刘慧刘辉赵君安西安交通大学能源与动力工程学院

为了对锌灰进行资源化回收并得到其经济性分析，将湿法回收工艺和超临界水热合成技术相结合，将锌灰生成价值较高的纳米氧化锌产品，采用Aspen Plus建立了完整的系统工艺并分析了系统运行过程中的物料成本及能耗成本。在硫酸浓度为2 mol... 详细信息

为了对锌灰进行资源化回收并得到其经济性分析，将湿法回收工艺和超临界水热合成技术相结合，将锌灰生成价值较高的纳米氧化锌产品，采用Aspen Plus建立了完整的系统工艺并分析了系统运行过程中的物料成本及能耗成本。在硫酸浓度为2 mol·L–1、固液比为1:8、浸出温度为50 ℃、浸出时间为2 h、搅拌器转速为300 r·min–1的条件下，锌灰中锌的浸出率达到了95%以上。除杂过程除去了Fe、Al、Ni、Cu等杂质，除杂后的溶液中锌的含量达到了97%。利用锌灰浸出液在400 ℃和25 MPa的超临界条件下合成了平均粒径为26 nm的纳米氧化锌，晶体结晶度良好，纯度较高。通过与纯物料所合成的纳米氧化锌进行对比，验证了该技术的可行性，显著提升了系统运行的经济性。

关键词：锌灰资源化回收超临界水热合成纳米氧化锌高值化利用

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交联氮气泡沫压裂液的携砂性能研究

工程热物理学报 2011年第1期32卷 67-70页

作者：孙晓王树众白玉西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

在大型高压泡沫压裂液实验回路上,对交联氮气泡沫压裂液的携砂性能进行了实验研究。分析了携砂泡沫压裂液流动时临界携砂流速的产生原因,并根据实验结果分析了温度、压力、泡沫质量及支撑剂浓度对临界携砂流速的影响。临界携砂流速随温... 详细信息

在大型高压泡沫压裂液实验回路上,对交联氮气泡沫压裂液的携砂性能进行了实验研究。分析了携砂泡沫压裂液流动时临界携砂流速的产生原因,并根据实验结果分析了温度、压力、泡沫质量及支撑剂浓度对临界携砂流速的影响。临界携砂流速随温度的升高而增大,随压力、泡沫质量和支撑剂体积浓度的增大而减小,研究发现当支撑剂浓度大于0.17时,开始出现颗粒团聚现象,并分析了颗粒团聚现象发生的原因。最后根据实验结果,拟合出了用于计算临界携砂流速的实验关联式,该式相对误差在15%以内。

关键词：交联氮气泡沫压裂液携砂性能临界携砂速度

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汽液两相流原理在液位控制器中的应用

西安交通大学学报 2003年第5期37卷 451-455页

作者：李慧君王树众西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

根据汽、液两相流体的物理特性及两相混合流动时的动力学原理,设计了汽液自调型液位控制器,给出了其设计公式,并对其调节原理、经济性进行了分析.在工业实际中的应用表明,该控制器能够满足工业生产的实际需要,因其无运动部件,克服了国... 详细信息

根据汽、液两相流体的物理特性及两相混合流动时的动力学原理,设计了汽液自调型液位控制器,给出了其设计公式,并对其调节原理、经济性进行了分析.在工业实际中的应用表明,该控制器能够满足工业生产的实际需要,因其无运动部件,克服了国内外同类产品易卡涩、磨损、腐蚀和泄漏等问题,使用寿命长;全密封装置无泄露、安全可靠;自调节能力强;液位稳定;不消耗电能和机械能.在电力、石油及化工等需要维持液位的行业中具有广泛的应用前景.

关键词：汽液两相流液位控制器原理