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多源低热值燃气无焰燃烧的数值模拟研究

煤炭学报 2024年第S1期49卷 362-374页

作者：颜蓓蓓刘晓芸周生权陈冠益天津大学环境科学与工程学院天津300072 天津市生物质废物利用重点实验室天津300072 天津商业大学机械工程学院天津300134

生物质、生活垃圾、低品位煤等原料通过厌氧发酵、热解气化等技术可制备燃气。这既能处理固体废弃物、清洁利用煤,又能产生可利用的燃气,具有能源和环保的双重效益。但制得的燃气热值低、组成复杂、不可燃组分多,且组成受原料、工艺影... 详细信息

生物质、生活垃圾、低品位煤等原料通过厌氧发酵、热解气化等技术可制备燃气。这既能处理固体废弃物、清洁利用煤,又能产生可利用的燃气,具有能源和环保的双重效益。但制得的燃气热值低、组成复杂、不可燃组分多,且组成受原料、工艺影响变化较大,采用传统燃烧方式存在点火困难、燃烧不稳定、污染物不易控制等问题。无焰燃烧是一种低氧条件下的温和燃烧模式,污染物排放量低、燃烧效率高,有助于解决这些问题。因此,采用详细化学反应机理GRI Mech 3.0和涡耗散概念(EDC)模型,通过湍流与化学反应的耦合计算,对3种低热值燃气无焰燃烧过程进行数值模拟研究。实验数据验证该方法能够准确地模拟实际燃烧器中的无焰燃烧。随后对沼气、生物质气化气、煤气化气进行无焰燃烧数值模拟研究,包括温度场、组分场、OH自由基分布和污染物排放等,并通过对燃烧器的改进成功实现了生物质气化气和煤气化气的无焰燃烧。结果表明,生物质气化气、煤气化气在进行无焰燃烧时温度分布比天然气、沼气的温度分布更加均匀、反应区结构更大,且NO_(x)接近“零排放”;CO_(2)的稀释对于无焰燃烧有促进作用;CH_(4)成分的存在会改变反应区及OH分布,使温度分布更加趋于不均匀。将3种低热值燃气无焰燃烧横向对比发现,即便输入功率一样,燃气热值越低,炉膛整体温度越低,但烟气量更大,因此应加强烟气的余热利用,增大系统的热效率。

关键词：无焰燃烧 MILD燃烧数值模拟低热值燃气氮氧化物排放

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城市固体废弃物焚烧底灰理化特性研究

太阳能学报 2008年第10期29卷 1187-1191页

作者：胡艳军陈冠益 Francesco Di Maio 天津大学环境学院 Delft University of Technology Faculty of Civil Enginnering and GeosciencesStevinweg 1 2628 CN DelftThe Netherlands Delft University of Technology Faculty of Civil Enginnering and GeosciencesStevinweg 12628 CN DelftThe Netherlands

通过对天津市某垃圾焚烧发电厂的底灰按照粗颗粒(颗粒粒径>4.75mm)、细颗粒(颗粒粒径<4.75mm)分类,系统地研究了其化学成分、粒径分布、物理组成、吸水性、压实性、砂当量、表干密度、表面密度、饱和密度、颗粒矿物形态等物理化学特性... 详细信息

通过对天津市某垃圾焚烧发电厂的底灰按照粗颗粒(颗粒粒径>4.75mm)、细颗粒(颗粒粒径<4.75mm)分类,系统地研究了其化学成分、粒径分布、物理组成、吸水性、压实性、砂当量、表干密度、表面密度、饱和密度、颗粒矿物形态等物理化学特性以及不同液固比条件下重金属浸出毒性的环境质量评价。结果表明,底灰的物化特性主要受硅和钙等几种主要成分质量分数的影响,属于具有高多孔率、与天然矿物质有相似成分、吸水性较高的轻质材料,同时满足建筑材料的大多数工程特性要求,但应用时仍需注意环境影响。文章旨在为今后的底灰的资源化利用和批量处理以及环境保护提供理论依据。

关键词：城市生活垃圾焚烧底灰重金属理化特性资源利用

江南污水处理厂污泥生物干化能量平衡模型与应用

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中国给水排水 2014年第9期30卷 130-133页

作者：夏季春陈冠益天津大学环境科学与工程学院天津300072 江苏方洋水务有限公司江苏连云港222003

结合污泥生物干化试验,采用间歇曝气模式,在对江南污水处理厂污泥生物干化影响因素分析的基础上,筛选关键控制要素,建立污泥生物干化过程的能量平衡方程式,进行工艺模拟,并结合实际检测数据对模型进行验证。结果表明,调整鼓风量及间隔... 详细信息

结合污泥生物干化试验,采用间歇曝气模式,在对江南污水处理厂污泥生物干化影响因素分析的基础上,筛选关键控制要素,建立污泥生物干化过程的能量平衡方程式,进行工艺模拟,并结合实际检测数据对模型进行验证。结果表明,调整鼓风量及间隔时间、调控温度、调配热量消耗,可缩短污泥干化时间、提高有机质利用率;模型模拟具有一定的合理性,可为污水处理厂污泥处置的节能与工艺控制提供技术保障。

关键词：污水处理厂污泥生物干化能量平衡模型与应用

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固定化细胞磁稳定流化床反应器制备生物柴油

农业工程学报 2011年第10期27卷 238-242页

作者：李丽萍陈冠益黄业千天津大学环境科学与工程学院天津300072

为了探索生物酶法制备生物柴油新工艺,克服现有工艺的不足,采用超顺磁性全细胞催化剂在自制的磁稳定流化床中对废油脂连续生产生物柴油进行了试验研究。考察了改变磁场强度、进料醇油摩尔比、催化剂用量及流量等因素对连续酯交换反应的... 详细信息

为了探索生物酶法制备生物柴油新工艺,克服现有工艺的不足,采用超顺磁性全细胞催化剂在自制的磁稳定流化床中对废油脂连续生产生物柴油进行了试验研究。考察了改变磁场强度、进料醇油摩尔比、催化剂用量及流量等因素对连续酯交换反应的影响,进而得到单级磁流化床酯交换反应的最佳工艺条件:磁稳态操作,醇油摩尔比为1:1,催化剂用量为原料油质量的12%,进料流量为42.6mL/min。四级磁流化床连续系统最终转酯化率达到85%以上,连续反应200h后四级出口的甲酯产率仍在80%以上。这说明全细胞催化剂在磁稳定流化床中活性较高,使用寿命较长,该系统具有良好的操作稳定性。

关键词：生物柴油生物催化剂流化床固定化超顺磁性

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生物质基粗甘油反应蒸馏制备羟基丙酮

太阳能学报 2009年第9期30卷 1159-1162页

作者：李浔周志明谢丹陈冠益长沙理工大学化学与环境工程学院长沙410076 华东理工大学化工学院上海200237 天津大学环境学院天津300072

以亚铬酸铜为催化剂,采用反应蒸馏工艺,通过实验考察了反应温度、甘油浓度、催化剂用量、反应物进料流量等因素对粗甘油脱水制羟基丙酮反应的影响。研究结果表明,在半连续操作条件下,反应温度对甘油转化率、羟基丙酮选择性和羟基丙酮收... 详细信息

以亚铬酸铜为催化剂,采用反应蒸馏工艺,通过实验考察了反应温度、甘油浓度、催化剂用量、反应物进料流量等因素对粗甘油脱水制羟基丙酮反应的影响。研究结果表明,在半连续操作条件下,反应温度对甘油转化率、羟基丙酮选择性和羟基丙酮收率有较大的影响;亚铬酸铜作为粗甘油脱水制羟基丙酮反应的催化剂容易失活。在该实验的装置中,适宜的反应条件为:反应温度范围为220～240℃,甘油浓度为16.37～17.75mol/L,催化剂用量为45g/L,反应物进料流量为8mL/min。

关键词：甘油脱水羟基丙酮反应蒸馏

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工业用太阳能热水系统动态仿真及分析

太阳能学报 2013年第9期34卷 1656-1660页

作者：陈冠益陈程于兵张芸芸天津大学环境科学与工程学院内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 上海东方延华技术服务股份有限公司上海200060

以工业用太阳能热水系统作为研究对象,建立各设备动态模型,结合工业用热水的特点提出合理的控制策略,运用动态仿真的方法,探讨和分析影响系统运行的因素。仿真结果揭示预热水箱体积、水箱设定温度、供水流量以及系统补水流量等对系统运... 详细信息

以工业用太阳能热水系统作为研究对象,建立各设备动态模型,结合工业用热水的特点提出合理的控制策略,运用动态仿真的方法,探讨和分析影响系统运行的因素。仿真结果揭示预热水箱体积、水箱设定温度、供水流量以及系统补水流量等对系统运行稳定性和快速性的影响,该仿真结果对系统的选择以及控制策略优化提供了定量依据。

关键词：太阳能热水系统动态仿真控制策略水箱体积

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中国村镇生活垃圾特性及处理现状

中国环境科学 2018年第11期38卷 4187-4197页

作者：李丹陈冠益马文超段宁天津大学环境科学与工程学院天津300350 西藏大学理学院西藏拉萨850012 中国环境科学研究院北京100012

为了系统充分了解现阶段我国村镇生活垃圾特性、处理模式及方式,概述了全国各区域村镇生活垃圾特征,介绍了村镇生活垃圾的处理现状,包括收运、分类回收、处理模式以及处置方式.以青岛农村地区为例,分析了垃圾产量主要相关因素影响程度大... 详细信息

为了系统充分了解现阶段我国村镇生活垃圾特性、处理模式及方式,概述了全国各区域村镇生活垃圾特征,介绍了村镇生活垃圾的处理现状,包括收运、分类回收、处理模式以及处置方式.以青岛农村地区为例,分析了垃圾产量主要相关因素影响程度大小,并预测了垃圾产量.可为各地村镇生活垃圾的特性分析及处理方式选用提供一定的支撑.

关键词：村镇生活垃圾产量组成回收转运处理现状

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D296R固定床催化酯化制备生物柴油

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2015年第1期48卷 1-6页

作者：陈冠益王祎赵鹏程颜蓓蓓陈鸿天津大学环境科学与工程学院天津300072 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 中低温热能高效利用教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

对D296R大孔型强碱性阴离子交换树脂进行预处理、转型、再生,并用于固定床反应装置内催化棕榈油和甲醇进行连续酯交换反应,通过与其他树脂催化剂对比,研究了不同反应温度、醇油摩尔比和反应停留时间对生物柴油收率的影响.采用该催化剂... 详细信息

对D296R大孔型强碱性阴离子交换树脂进行预处理、转型、再生,并用于固定床反应装置内催化棕榈油和甲醇进行连续酯交换反应,通过与其他树脂催化剂对比,研究了不同反应温度、醇油摩尔比和反应停留时间对生物柴油收率的影响.采用该催化剂催化制备生物柴油,催化活性较高.在醇油摩尔比为9∶1、反应温度为55,℃、反应停留时间为60,min时,酯交换制备生物柴油的产率达到89.5%.本研究对用于生物柴油的连续制备和大规模工业化生产有着重要的意义.

关键词：生物柴油酯交换强碱性阴离子交换树脂 D296R

大容量空冷电厂主汽轮机同轴驱动给水泵技术研究

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中国电机工程学报 2012年第18期32卷 66-72,I0010页

作者：崔占忠郭晓克石志奎孙丰陈冠益天津大学环境科学与工程学院天津市南开区300072 中国电力工程顾问集团公司东北电力设计院吉林省长春市130021

给水泵是机组重要辅机设备之一,研究开发新型给水泵驱动方式可以降低厂用电、简化给水泵系统、减少相关设备初投资,已经成为发展大容量超临界、超超临界空冷机组的重要研究课题,文中通过与600 MW超临界空冷发电机组给水泵电动给水泵和... 详细信息

给水泵是机组重要辅机设备之一,研究开发新型给水泵驱动方式可以降低厂用电、简化给水泵系统、减少相关设备初投资,已经成为发展大容量超临界、超超临界空冷机组的重要研究课题,文中通过与600 MW超临界空冷发电机组给水泵电动给水泵和汽动给水泵配置方案的综合技术经济性比较,介绍了一种新型的主汽轮机同轴驱动给水泵方案,对其技术方案、设备配置和特点进行了介绍,对3种方式的初投资、经济性、年费用等进行了比较,认为主汽轮机同轴驱动给水泵方案经济性最好,并为将来600 MW超临界和1 000 MW超超临界机组给水泵驱动方式的选型提供了理论参考。

关键词：空冷电厂大容量汽轮机给水泵同轴驱动

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