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木质素热解/炭化官能团演变与焦炭形成

东南大学学报（自然科学版） 2012年第1期42卷 83-87页

作者：曹俊肖刚许啸金保昇东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

为了深入理解生物质热解/炭化过程,制备功能型焦炭,采用热重红外联用仪研究了木质素热解/炭化官能团演变与焦炭形成,并对所形成焦炭进行了导电性测试.实验结果表明:木质素热解/炭化过程分为4个阶段:200℃以下为自由水的脱除阶段;200～50... 详细信息

为了深入理解生物质热解/炭化过程,制备功能型焦炭,采用热重红外联用仪研究了木质素热解/炭化官能团演变与焦炭形成,并对所形成焦炭进行了导电性测试.实验结果表明:木质素热解/炭化过程分为4个阶段:200℃以下为自由水的脱除阶段;200～500℃为热解阶段,焦炭开始形成;500～900℃时焦炭中C—C键和C—H键进一步断裂,苯环大部分已被解链或芳香族化,形成无定形炭,在此阶段,焦炭的电阻率迅速下降,由986Ω.cm减小到0.6Ω.cm;900～1 400℃时,碳碳双键几乎完全消失,焦炭内部结构重组,形成了一种介于无定型结构和石墨结构之间的新结构,电阻率达到0.2Ω.cm,导电性进一步增强.

关键词：木质素焦炭官能团导电性

污泥残炭对城市污泥催化热解制油影响的实验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2014年第3期44卷 605-609页

作者：张亚金保昇左武孙宇东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

以污泥残炭作为城市污泥热解的催化剂,考察热解温度、残炭添加比例对热解产物产率及有机相成分的影响.结果表明:对非催化热解,有机相产率在500℃时达到最大值6.83%.添加残炭有利于污泥中挥发分的脱除,残炭对有机相加氢脱氧及含氯化合物... 详细信息

以污泥残炭作为城市污泥热解的催化剂,考察热解温度、残炭添加比例对热解产物产率及有机相成分的影响.结果表明:对非催化热解,有机相产率在500℃时达到最大值6.83%.添加残炭有利于污泥中挥发分的脱除,残炭对有机相加氢脱氧及含氯化合物的脱除效果较好,但不利于多环芳烃的脱除.对污泥残炭进行改性,通过负载Fe,Cu,Al和Ni等金属元素,研究改性后残炭对污泥热解的催化作用.结果表明:负载Al的残炭对污泥中挥发分的脱除效果最佳,残炭改性后热解液有机相的热值升高,黏度降低,含氧化合物和含氮化合物含量均降低.添加负载Fe的残炭对有机相加氢脱氧及黏度降低效果最好,与添加原始残炭相比,负载Fe的残炭催化得到的有机相黏度降低了24.32%,烷烯烃类含量增加了17.62%.添加负载Ni的残炭可有效降低含氮化合物含量,添加负载Cu的残炭有机相中未发现多环芳烃.

关键词：城市污泥残炭催化热解有机相

非均匀入口条件下SCR脱硝系统精准喷氨策略

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东南大学学报（自然科学版） 2017年第2期47卷 271-276页

作者：高畅金保昇张勇孟凡冉东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

采用数值计算的方法,根据全尺度数值模拟计算结果和实际测量数据获得符合工程实际情况的SCR非均匀入口边界条件,模拟了整个SCR系统的烟气流动过程.根据喷氨格栅处速度场和浓度场获取NO通量,以此为基准精确分配各喷管喷氨量.研究了不同... 详细信息

采用数值计算的方法,根据全尺度数值模拟计算结果和实际测量数据获得符合工程实际情况的SCR非均匀入口边界条件,模拟了整个SCR系统的烟气流动过程.根据喷氨格栅处速度场和浓度场获取NO通量,以此为基准精确分配各喷管喷氨量.研究了不同喷口布置的氨气与NO的对流扩散混合特性,分析了喷氨格栅中喷口密度N、开孔率φ、喷口角度α三个结构参数对SCR反应器内氨氮混合质量、氨氮比分布均匀性的影响.结果表明:增大喷口密度N可以有效地优化氨氮混合效果.当N>15.34个/m^2时,增加N对氨氮混合效果的影响不再显著;混合指数β随着喷口开孔率φ的增大会出现先减小后增大的趋势;改变喷口角度α可以改善氨氮混合效果,喷口垂直布置时氨氮混合效果最佳.

关键词：数值模拟非均匀入口条件精准喷氨喷口布置混合效果

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橡木锯屑制备直接碳燃料电池活性炭

太阳能学报 2011年第3期32卷 402-407页

作者：郭厚焜仲兆平张居兵金保昇东南大学能源与环境学院南京210096

以橡木锯木屑为原料,K2CO3为研究活化剂,采用化学活化法制备DCFC用活性炭,着重考察了碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭的比表面积、孔隙率的影响,同时采用HNO3浸渍对活性炭表面进行改性及镍负载对活性炭导电性能进行改善。研究结果表... 详细信息

以橡木锯木屑为原料,K2CO3为研究活化剂,采用化学活化法制备DCFC用活性炭,着重考察了碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭的比表面积、孔隙率的影响,同时采用HNO3浸渍对活性炭表面进行改性及镍负载对活性炭导电性能进行改善。研究结果表明:当碱炭比为1、活化温度为900℃、活化时间为120min时,活性炭比表面积达1240m2/g,孔容积为0.768m3/g;镍负载后的活性炭体积电阻率明显下降;HNO3浸渍后,活性炭表面含氧官能团增多,灰分明显减少,但比表面积有一定下降,而体积电阻率增加明显。

关键词：直接碳燃料电池活性炭比表面积表面含氧官能团体积电阻率

可吸入颗粒污染物在下呼吸道运动和沉积规律的数值模拟

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东南大学学报（自然科学版） 2011年第2期41卷 393-399页

作者：陈晓乐钟文琪金保昇东南大学能源与环境学院南京210096

为研究受慢性阻塞性肺病影响的呼吸道内气固流动特性,建立了基于Weibel模型的5～8级三维肺部模型.气相采用标准k-ε湍流模型,颗粒相采用离散颗粒模型.三级呼吸道内模拟的气固流动特性与实验结果进行了对比验证.在呼吸强度为30,60和90 L/... 详细信息

为研究受慢性阻塞性肺病影响的呼吸道内气固流动特性,建立了基于Weibel模型的5～8级三维肺部模型.气相采用标准k-ε湍流模型,颗粒相采用离散颗粒模型.三级呼吸道内模拟的气固流动特性与实验结果进行了对比验证.在呼吸强度为30,60和90 L/min条件下,模拟了稳态、非稳态吸气时第7级内侧呼吸道受慢性阻塞性肺病影响收缩和非稳态正常呼吸道内的气固流动特性,分析了颗粒沉积形式和沉积率.通过对比发现:呼吸道内变形使前后级沉积范围缩小,对侧沉积范围扩大;使前级同侧和后级的沉积率下降,对侧和同级外侧的沉积率增加;并使更多的颗粒在收缩处产生沉积,使原本阻塞的呼吸道愈发狭窄.

关键词：慢性阻塞性肺病下呼吸道颗粒沉积沉积形式沉积率

基于Gaussian和LAMMPS模拟的氧化钙脱除氯化氢机理

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东南大学学报（自然科学版） 2020年第1期50卷 1-10页

作者：吴畏王统伟汪德成金保昇东南大学能源与环境学院南京210096 东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

为了揭示氧化钙在中高温阶段脱氯效率降低的机理,采用Gaussian软件研究了氧化钙脱除氯化氢的可能反应路径,并基于主要反应路径上的决速步分析了不同温度条件下的反应平衡常数及反应速率常数.采用LAMMPS软件研究了2个氧化钙颗粒在不同温... 详细信息

为了揭示氧化钙在中高温阶段脱氯效率降低的机理,采用Gaussian软件研究了氧化钙脱除氯化氢的可能反应路径,并基于主要反应路径上的决速步分析了不同温度条件下的反应平衡常数及反应速率常数.采用LAMMPS软件研究了2个氧化钙颗粒在不同温度下的微观结构变化.结果表明:氧化钙脱除氯化氢的主要反应路径是CaO+HCl→CaClOH,CaClOH+HCl→CaCl2·H2O,CaCl2·H2O→CaCl2+H2O;反应平衡常数随温度升高而减小;反应速率常数随温度升高而增加;当温度在298~700 K之间时,化学反应占主导地位,因此脱氯效率随温度的升高而增加;当温度在700~900 K之间时,氧化钙开始烧结,此时温度的升高可以克服烧结导致的传质阻力的增加,因此脱氯效率仍然呈上升趋势;当温度大于900 K时,氧化钙完全烧结,温度的升高已经无法弥补传质阻力的增加,所以脱氯效率随着温度升高呈下降趋势.

关键词： Gaussian模拟 LAMMPS模拟氧化钙氯化氢机理

基于欧拉多相流模型的流化床煤气化过程三维数值模拟

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东南大学学报（自然科学版） 2008年第3期38卷 454-460页

作者：王小芳金保升钟文琪东南大学能源与环境学院南京210096

以欧拉多相流模型为基础,气相采用k-ε湍流模型,固相采用基于颗粒动理学理论封闭模型,引入传热、传质、煤热解、气化过程反应模型,建立了流化床煤气化过程的三维数理模型,该模型同时考虑了稠密气固流动和相内、相间的化学反应.对直径0.... 详细信息

以欧拉多相流模型为基础,气相采用k-ε湍流模型,固相采用基于颗粒动理学理论封闭模型,引入传热、传质、煤热解、气化过程反应模型,建立了流化床煤气化过程的三维数理模型,该模型同时考虑了稠密气固流动和相内、相间的化学反应.对直径0.22m的流化床煤气化炉不同操作参数下的气化过程进行了三维数值模拟,获得了气化炉内气化产物的组分分布、温度分布及化学反应速率变化规律.模型的计算结果与实验结果进行了比较,结果表明:数值模拟与实验吻合较好,最小相对误差仅为1%左右,最大相对误差为20%左右,平均相对误差小于14%.

关键词：流化床煤气化欧拉模型颗粒动理学理论 3D数值模拟

修复植物化学链气化中重金属迁移热力学平衡分析

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石油学报（石油加工） 2020年第6期36卷 1239-1252页

作者：谌通金保昇王晓佳东南大学能源与环境学院能源热转化及其过程监控教育部重点实验室江苏南京210096

采用热力学平衡计算的方法,研究了富集重金属Cd、Pb、Zn的修复植物在热解/气化和化学链气化过程中重金属的形态分布和迁移变化规律,考察了不同气氛、温度和载氧体的影响。结果表明:铁矿石载氧体的化学链气化明显促进了3种重金属氧化物... 详细信息

采用热力学平衡计算的方法,研究了富集重金属Cd、Pb、Zn的修复植物在热解/气化和化学链气化过程中重金属的形态分布和迁移变化规律,考察了不同气氛、温度和载氧体的影响。结果表明:铁矿石载氧体的化学链气化明显促进了3种重金属氧化物和碳酸盐的形成,对重金属的氯化物、氢化物和氢氧化物的气态挥发也具有促进作用。在以SiO 2、Al 2O 3分别作为惰性载体的钙基(CaSO 4)载氧体化学链气化中,3种重金属几乎都以硫化物生成,高温下的重金属挥发态大幅度减少,其中以SiO 2作为载体时有利于PbS的形成;2种载氧体的惰性成分SiO 2、Al 2O 3能与重金属反应生成更加稳定且不易挥发的重金属硅酸盐和铝酸盐,达到固化的效果。在水蒸气气氛下铁矿石载氧体化学链气化中,3种重金属熔融态的生成受到抑制,气态挥发物更加容易生成,其中固态PbO与PbSiO 3含量明显增加;而钙基载氧体下水蒸气明显促进了3种重金属熔融态的形成,抑制了高温下重金属的气态挥发,其中Zn的铝酸盐和硅酸盐的生成得到明显促进。与热解/气化相比,化学链气化对重金属固化率有一定的优势,特别是钙基载氧体下的化学链气化。

关键词：修复植物化学链气化重金属形态热力学分析

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异距贴壁风喷口布置方案的数值模拟

化工进展 2017年第9期36卷 3237-3242页

作者：孟凡冉高畅金保昇张勇东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

为了消除某600MW前后墙旋流对冲锅炉侧墙水冷壁出现的高温腐蚀现象,在前后墙开3层对冲贴壁风喷口,借助Fluent软件模拟计算了原始运行工况以及不同贴壁风工况下的炉内燃烧,并着重分析了侧墙近壁区内还原性气体(CO)浓度的分布情况;结果表... 详细信息

为了消除某600MW前后墙旋流对冲锅炉侧墙水冷壁出现的高温腐蚀现象,在前后墙开3层对冲贴壁风喷口,借助Fluent软件模拟计算了原始运行工况以及不同贴壁风工况下的炉内燃烧,并着重分析了侧墙近壁区内还原性气体(CO)浓度的分布情况;结果表明,数值模拟的结果比较符合炉膛实际的运行情况,不同贴壁风喷口类型的防腐效果并没有显示出太大差异;受上升烟气的携带作用,贴壁风喷口的布置方式对贴壁风的防腐效果影响很大;采用异距式贴壁风喷口的布置方式并结合贴壁风射流补氧特性,在贴壁风率消耗不到4%的前提下,就使侧墙近壁区的还原性气氛浓度达到较低水平,说明在合适的喷口布置以及速差组合的基础上,前后墙贴壁风布置方式可以有效地抑制侧墙水冷壁高温腐蚀。

关键词：旋流对冲锅炉高温腐蚀异距喷口布置方案数值模拟