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Ce掺杂OMS-2对甲烷吸附特性影响及抗中毒机理研究

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Ce掺杂OMS-2对甲烷吸附特性影响及抗中毒机理研究

作者：翟瑞聪太原理工大学

学位级别：硕士

我国是煤层气资源非常丰富的国家,煤矿乏风中含有大量极低浓度甲烷。甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,同时又是清洁能源,因此开发和利用这部分甲烷是世界性重要研究课题。催化燃烧是目前解决低浓度甲烷最经济有效的技术手段之一... 详细信息

我国是煤层气资源非常丰富的国家,煤矿乏风中含有大量极低浓度甲烷。甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,同时又是清洁能源,因此开发和利用这部分甲烷是世界性重要研究课题。催化燃烧是目前解决低浓度甲烷最经济有效的技术手段之一。隐钾锰矿型八面体分子筛材料(OMS-2)因其具有多孔结构、混合价态的锰离子和温和的表面酸碱性而表现出优异的催化性能。且OMS-2可以通过调节隧道阳离子来改变其理化性质,进而改变其对甲烷的催化氧化能力以及抗中毒能力。基于此,本文采用第一性原理和密度泛函理论(DFT),对CH、O、SO、SO、HO等气体分子在K-OMS-2和Ce掺杂OMS-2表面的吸附特性进行了研究,从分子尺度上探测了甲烷在催化剂表面的吸附机理和催化剂抗中毒微观反应机理。本论文的主要研究内容和成果如下:(1)研究了CH分子和O分子在K-OMS-2表面的吸附行为。CH分子在K-OMS-2(110)表面的最佳吸附点是K位点,其次是表面sp杂化氧位点;CH与催化剂表面的吸附作用越强,C-H键被活化的程度越高,电子转移量越多;O分子倾向于吸附在催化剂表面Mn位点,与Mn原子形成位点的Mn-O化学键;O原子的p轨道与催化剂表面Mn原子的d轨道之间发生了强烈的轨道杂化,电子由Mn向O分子转移,稳定的气体氧变为活跃的吸附氧。(2)研究了CH分子和O分子在不同Ce掺杂比例下的OMS-2(110)表面的吸附行为。Ce掺杂OMS-2削弱了晶格中Mn-O键的强度,从而使表面晶格氧变得活泼,甲烷的活性吸附位点增多;随着Ce掺杂比例的提升,甲烷的最佳吸附位点逐渐转移到表面氧位点;与K-OMS-2表面相比,Ce掺杂OMS-2后催化剂表面对O分子的吸附能力显著增强,且O分子与催化剂表面的Bader电荷交换量显著增加;PDOS结果表明Ce掺杂OMS-2后,Mn-d与O分子O-p形成的轨道杂化峰的数量明显增多,Mn原子和O原子之间的键合作用更强烈。(3)研究了K-OMS-2催化剂硫中毒机理和Ce掺杂OMS-2后的抗硫作用机制。SO和SO分子倾向于以S端原子吸附在K-OMS-2催化剂表面氧活性位点,从而形成亚硫酸锰、硫酸锰,这使得活性中心Mn原子因硫酸化而失活,从而导致催化剂硫中毒;Ce掺杂OMS-2后,SO、SO分子在表面氧位点的吸附能下降,且随着Ce掺杂比例的升高,SO、SO分子会优先吸附在Ce位点,从而抑制了表面活性锰的硫酸化,保护了表面晶格氧,使得催化剂的抗硫性能得到提升。(4)研究了K-OMS-2催化剂水中毒机理和Ce掺杂OMS-2后的抗水作用机制。HO分子倾向于以氧原子端吸附在K-OMS-2表面Mn位点,与气相氧竞争吸附位点,阻碍了晶格氧与气相氧之间的循环;Ce掺杂OMS-2后,HO分子在Mn位点的吸附受到抑制;随着Ce掺杂比例的升高,HO分子的O原子与表面Mn原子之间的键合作用进一步减弱,同时掺杂助剂Ce可以作为牺牲剂优先与HO分子结合,从而保护了活性中心Mn原子,催化剂的抗水能力得到增强。

关键词：甲烷 OMS-2 吸附 Ce掺杂中毒

基于IEC 61850的在线监测装置通信仿真系统开发与应用

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电力系统保护与控制 2016年第8期44卷 137-141页

作者：翟瑞聪谢善益范颖周刚广东电网有限责任公司电力科学研究院广东广州510600

为了对电力设备在线监测系统进行互操作测试和雪崩测试,提出了基于IEC 61850在线监测装置通信仿真系统的实现方法。该系统通过加载在线监测装置的SCL信息模型描述文件,模拟出间隔层各类型在线监测装置的数据通信行为,实现对站控层系统... 详细信息

为了对电力设备在线监测系统进行互操作测试和雪崩测试,提出了基于IEC 61850在线监测装置通信仿真系统的实现方法。该系统通过加载在线监测装置的SCL信息模型描述文件,模拟出间隔层各类型在线监测装置的数据通信行为,实现对站控层系统进行模拟仿真测试。实践证明,在线监测装置通信仿真系统在质量检测和工程调试上不仅缩短了测试周期,而且降低了测试难度。

关键词： IEC 61850 在线监测 MMS通信仿真系统互操作测试雪崩测试

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机载激光点云数据中分裂导线自动提取和重建

测绘科学 2018年第6期43卷 124-130页

作者：周汝琴翟瑞聪江万寿徐博黄伟武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 广东电网有限责任公司机巡作业中心广州510600 湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411202 武汉汇卓航科技有限公司武汉430079

针对电力线精细重建问题,该文从分裂导线的空间分布特点出发,提出一种从机载激光点云数据中自动提取并精细重建分裂导线的方法,即在提取单根导线或地线点云的基础上,对分裂导线点云基于二分法提取每根分裂子导线点云,并采用随机抽样一... 详细信息

针对电力线精细重建问题,该文从分裂导线的空间分布特点出发,提出一种从机载激光点云数据中自动提取并精细重建分裂导线的方法,即在提取单根导线或地线点云的基础上,对分裂导线点云基于二分法提取每根分裂子导线点云,并采用随机抽样一致性算法对电力线分别在XOY平面进行二维直线拟合、在某垂直平面进行悬链线拟合。实验数据表明,该方法具有鲁棒性好、拟合精度高等特点,能精细地重建出每根分裂子导线。

关键词：机载激光雷达分裂导线二分法随机抽样一致性悬链线

架空输电线路机巡光电吊舱系统巡检数据智能整理技术研究

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科学技术创新 2017年第20期 19-20页

作者：翟瑞聪张峰许志海广东电网有限责任公司机巡作业中心广东广州510160

直升机巡检架空输电线路与传统人工相比,具有效率高、效果好等优势。巡检作业将会产生大量巡检数据,以往依靠人工进行整理分类,工作量巨大,且无法对接机巡数据管理系统。为解决巡检数据整理分类效率低下问题,在规范吊舱系统巡检数据接... 详细信息

直升机巡检架空输电线路与传统人工相比,具有效率高、效果好等优势。巡检作业将会产生大量巡检数据,以往依靠人工进行整理分类,工作量巨大,且无法对接机巡数据管理系统。为解决巡检数据整理分类效率低下问题,在规范吊舱系统巡检数据接口的基础上,提出了用于可见光相机和吊舱系统互联的数据同步方法,提出了基于导航精确定位的巡检数据自动整理分类方法和基于数据分割点设定的巡检数据半自动整理分类方法,全面解决了巡检数据人工整理分类的问题,有效提升了架空输电线路直升机巡检应用效果。

关键词：直升机巡检吊舱系统智能整理智能分类

基于自动驾驶无人机前端识别压接金具施工工艺外观检测方法

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电子元器件与信息技术 2020年第9期4卷 21-22页

作者：刘高翟瑞聪许国伟广东电网有限责任公司机巡管理中心广东电网有限责任公司汕头供电局

本文提出一种根据无人机拍摄的实时巡检图像,当从实时巡检图像中识别出压接金具时,根据压接金具的位置和预置的目标视野区域的位置,得到压接金具到目标视野区域的位置偏差;将位置偏差换算为无人机控制变量,以便于根据无人机控制变量调... 详细信息

本文提出一种根据无人机拍摄的实时巡检图像,当从实时巡检图像中识别出压接金具时,根据压接金具的位置和预置的目标视野区域的位置,得到压接金具到目标视野区域的位置偏差;将位置偏差换算为无人机控制变量,以便于根据无人机控制变量调整无人机的拍摄视野,最后根据调整好的视野图片判断压接金具是否符合压接比例,实时判断压接工艺是否符合要求。

关键词：无人机前端识别压接工艺检测

基于无人机巡视图像架空输电线路压接施工工艺外观智能检测方法

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电子元器件与信息技术 2020年第10期4卷 28-29页

作者：翟瑞聪刘高许国伟广东电网有限责任公司机巡管理中心广东电网有限责任公司汕头供电局

耐张线夹、接续管是实现特高压输电线路远距离不间断输电的唯一手段,本文主要提出了一种基于无人机巡检图像的压接金具带电检测方法,通过基于无人机影像的耐张线夹、压接管型号深识别检测,在此基础上利用深度学习的图像识别方法进行压... 详细信息

耐张线夹、接续管是实现特高压输电线路远距离不间断输电的唯一手段,本文主要提出了一种基于无人机巡检图像的压接金具带电检测方法,通过基于无人机影像的耐张线夹、压接管型号深识别检测,在此基础上利用深度学习的图像识别方法进行压接工艺的检测,解决了现有的压接金具检测方式耗时长且巡检人员安全保障低的技术问题。

关键词：耐张线夹接续管压接工艺深度学习

基于IEC 61850的电力设备远程状态监测系统集成技术研究

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电工技术 2015年第3期 17-18,26页

作者：翟瑞聪谢善益李换玲范颖杜双育广东电网公司电力科学研究院广州510080 齐鲁工业大学电气工程与自动化学院济南250353

为了规范状态监测装置的接入,以IEC 61850标准为基础对监测装置的配置文件、信息模型、信息交换模型进行标准化。制定了配置文件的规范和校验规则;依据监测装置的功能需求扩展了IEC 61850逻辑节点,以开关柜温度监测为例,创建了一个新逻... 详细信息

为了规范状态监测装置的接入,以IEC 61850标准为基础对监测装置的配置文件、信息模型、信息交换模型进行标准化。制定了配置文件的规范和校验规则;依据监测装置的功能需求扩展了IEC 61850逻辑节点,以开关柜温度监测为例,创建了一个新逻辑节点类;通信方式采用IEC 61850 MMS映射。

关键词： IEC 61850 状态监测远程监测

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直升机电力线路自动巡检系统及其应用

自动化技术与应用 2019年第5期38卷 135-140页

作者：翟瑞聪汪勇林俊省广东电网有限责任公司机巡作业中心

本文通过图像采集装置将位于目标巡查范围内的图像发送至主控装置,再通过主控装置将该图像转换成图像数据信号并发送至数据分析设备进行分析并输出分析结果。采用数据分析设备可及时对图像进行分析,分析结果准确有效,为电力设施的正常... 详细信息

本文通过图像采集装置将位于目标巡查范围内的图像发送至主控装置,再通过主控装置将该图像转换成图像数据信号并发送至数据分析设备进行分析并输出分析结果。采用数据分析设备可及时对图像进行分析,分析结果准确有效,为电力设施的正常、稳定运行提供了安全、可靠的基础。采用直升机电力自动巡检系统无需人工进行巡检,巡检到位率高,能够避免发生错检和漏检,从而可有效提高巡检的工作效率。本文为自动跟踪电力线提供了保障,具有较好的工程实用价值。

关键词：光电吊舱分级报警自动跟踪

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输电线路无人机可视化监控平台的设计与实现

电器与能效管理技术 2020年第7期 100-104页

作者：翟瑞聪李雄刚张峰广东电网有限责任公司机巡管理中心广东广州510160

输电线路无人机可视化监控平台已成为保障线路安全运行的一种新的经济可行手段。介绍了输电线路无人机可视化监控平台的功能结构、无人机监控接入及采集数据的可视化展示内容,包括机巡计划和作业进度可视化展示、无人机实时状态及图传... 详细信息

输电线路无人机可视化监控平台已成为保障线路安全运行的一种新的经济可行手段。介绍了输电线路无人机可视化监控平台的功能结构、无人机监控接入及采集数据的可视化展示内容,包括机巡计划和作业进度可视化展示、无人机实时状态及图传数据可视化展示、高分辨率航空影像数据可视化展示、激光点云数据可视化展示、倾斜摄影数据可视化展示等的功能结构及其设计与实现方案,对提高运维人员掌握线路状态水平、保证输电线路安全可靠运行具有重要意义。

关键词：无人机输电线路可视化平台功能结构