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The swirl and pyrolysis reaction synergistically enhance solid-solid heat transfer and product separation in cyclone pyrolyzer Author links open overlay panel

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Particuology 2024年第8期91卷 118-127页

作者： haorui niu Jingxuan Yang Wenhao Lian Nan Zhang Yongguo Li Hongzheng Ren Xiaogang Hao Guoqing Guan College of Chemical Engineering and Technology Taiyuan University of TechnologyTaiyuan030024 China School of Chemical Engineering and Technology North University of ChinaTaiyuan030051 China CNNC Key Laboratory on Radioactive Gas Purification Technology China Institute for Radiation ProtectionTaiyuan030006 China Energy Conversion Engineering Laboratory Institute of Regional InnovationHirosaki University3-BunkyochoHirosaki036-8561Japan

Cyclone pyrolyzer is a novel type of downer that combines centrifugal force field and double-layer cyclone *** on transfer behavior is helpful to optimize the pyrolyzer to meet the needs of *** this study,the Computational Particle Fluid Dynamics(CPFD)model is used to analyze the transfer behavior of binary particles,and finds that the swirl and reaction have a synergistic *** effect can increase the heating rate of the particles to the range of flash pyrolysis,and its mechanism lies in the flow field structure of the *** to the centrifugal force field,the particles gather to the near *** rapid swirl,which facilitates intense gas-solid heat transfer,leads to the rapid heating and pyrolysis of biomass *** the pyrolysis proceeds,the mass of the biomass particles becomes smaller and they are more easily affected by the gas flow in *** the action of gas flow,char particles serve as new heat carrier to form the inner cycle of particles,which strengthens the heating *** pyrolysis products are discharged from the exhaust port in time with the flow field of the pyrolyzer to achieve separation from the heat carrier and inhibit the occurrence of secondary reactions.

关键词： Biomass pyrolysis Cyclone pyrolyzer Intra-particle circulation Synergistic effect

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低阶煤在离心双涡流反应器中的流动与传热过程

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煤炭转化 2023年第6期46卷 23-32页

作者：韩碧龙付晓庆杨景轩牛昊锐郝晓刚连文豪太原理工大学化学工程与技术学院太原030024 营口庆营石油化工设备有限公司辽宁营口115004 中北大学化学与化工学院太原030051

离心双涡流(CDV)反应器是内置离心力场与双涡流气旋的新型下行床反应器,契合低阶煤快速热解反应特性,但仍需理解其关键传热机制为传热速率调控提供参考。基于大涡模拟和MP-PIC(multiphase particle-in-cell)模型,研究载热颗粒为热源的CD... 详细信息

离心双涡流(CDV)反应器是内置离心力场与双涡流气旋的新型下行床反应器,契合低阶煤快速热解反应特性,但仍需理解其关键传热机制为传热速率调控提供参考。基于大涡模拟和MP-PIC(multiphase particle-in-cell)模型,研究载热颗粒为热源的CDV低阶煤热解器中气固相温度的时空分布特性。结果表明:煤颗粒升温速率可达700 K/s,满足快速热解需要,相比传统下行床,由离心力场在近壁区产生的局部高固含率可在较低的载热颗粒流量下将煤颗粒下行过程中的升温梯度提高到300 K/m以上;除了固含率,气旋长度对传热效果影响显著,相比顶部排气结构,底部排气结构的气旋长度更大,煤颗粒终温更高;底部排气结构的另一个优势在于中心区域气流温度显著低于边壁气流温度,在近壁高温区释放的初级热解产物受向心气流裹挟汇入中心低温区,由于初级热解产物二次反应的程度与其升温速率相关,中心区域的低温环境有利于抑制初级热解产物的二次反应,从而获得更高的焦油收率,且焦油含尘量也较低。

关键词：低阶煤快速热解反应器多相流动传热

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离心双涡流快速热解器的场流机制及协同强化传热

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太原理工大学学报 2022年第3期53卷 450-456页

作者：赵泽华杨景轩张楠韩碧龙牛昊锐郝晓刚太原理工大学化学工程与技术学院太原030024

下行床是热解工艺的良好载体,但固含率低制约了传热速率的提高。对此,提出离心双涡流快速热解器(CDVFP)的构想予以解决。采用计算流体力学耦合离散单元法(CFD-DEM)研究CDVFP中气固两相的时空特征和传热过程。结果表明:离心力“场”对双... 详细信息

下行床是热解工艺的良好载体,但固含率低制约了传热速率的提高。对此,提出离心双涡流快速热解器(CDVFP)的构想予以解决。采用计算流体力学耦合离散单元法(CFD-DEM)研究CDVFP中气固两相的时空特征和传热过程。结果表明:离心力“场”对双涡“流”的削弱造成气固动量交换规律的逆转。气旋尾端以上,气流结构接近兰金涡,气流向颗粒传递动量;气旋尾端以下,气速低于颗粒速度,动量传递方向逆转。“场”将颗粒聚集在器壁,“流”减缓了颗粒下行速度,局部固含率得以提升。虽然CDVFP中二元颗粒混合的均匀性低于传统下行床,但传热速率更高且热损耗少,设备高度可因此削减约3/4.离心力场与双涡流的协同作用强化了下行床中二元颗粒间的传热。

关键词：快速热解器热量传递离心力场双涡流协同作用

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铁路列车作用下桥上轨面纵向力率取值研究

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中国铁道科学 2023年第2期44卷 56-65页

作者：李东昇陈浩瑞胡所亭石龙牛斌中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081

针对我国铁路桥梁采用单一轨面纵向力率(0.164)与现有荷载图式不匹配的现状,运用MATLAB软件,进行不同荷载图式对应的铁路桥梁轨面纵向力率取值研究。结果表明:对应不同荷载图式,桥梁轨面纵向力率应按轨面制动、牵引力率分别取值;ZK和ZC... 详细信息

针对我国铁路桥梁采用单一轨面纵向力率(0.164)与现有荷载图式不匹配的现状,运用MATLAB软件,进行不同荷载图式对应的铁路桥梁轨面纵向力率取值研究。结果表明:对应不同荷载图式,桥梁轨面纵向力率应按轨面制动、牵引力率分别取值;ZK和ZC荷载图式对应的轨面制动力率可分别取为0.075和0.09;ZKH和ZH (z=1.3)荷载图式对应的轨面制动力率在桥梁长度小于18 m时分别取0.25和0.20,大于100 m时分别取0.06和0.047,[18,100]m时取0,且轨面制动力分别取534和567 kN;ZK荷载图式对应的轨面牵引力率在桥梁长度小于14 m及[220,360]m时分别取0.33和0.03,在[14,220]m和大于等于360 m时取0,且轨面牵引力分别取440和710 kN;ZC荷载图式对应的轨面牵引力率在桥梁长度小于12 m及[12,60],[60,140]m时分别取0.12,0.07和0.05,大于等于140 m时取0,且轨面牵引力取360 kN;ZKH荷载图式对应的轨面牵引力率在桥梁长度小于25 m时取0.32,大于等于25 m时取0,且轨面牵引力取850 kN;ZH (z=1.3)荷载图式对应的轨面牵引力率在桥梁长度小于等于29 m时取0.25,大于等于29 m时取0,且轨面牵引力取950 kN。

关键词：铁路桥梁荷载图式轨面纵向力率取值制动力牵引力桥梁长度

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Effects of Enclosure on Plant and Soil Nutrients in Different Types of Alpine Grassland

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Journal of Resources and Ecology 2020年第3期11卷 290-297页

作者： WANG Fang HE Yongtao FU Gang niu Ben ZHANG haorui LI Meng WANG Zhipeng WANG Xiangtao ZHANG Xianzhou Lhasa Plateau Ecosystem Research Station Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and ModelingInstitute of Geographic Sciences and Natural Resources ResearchChinese Academy of SciencesBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China College of Resources and Environment University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China

Enclosure is one of the most widely used management tools for degraded alpine grassland on the northern Tibetan Plateau, but the responses of different types of grassland to enclosure may vary, and research on these responses can provide a scientific basis for improving ecological conservation. This study took one site for each of three grassland types(alpine meadow, alpine steppe and alpine desert) on the northern Tibetan Plateau as examples, and explored the effects of enclosure on plant and soil nutrients by comparing differences in plant community biomass, leaf-soil nutrient content and their stoichiometry between samples from inside and outside the fence. The results showed that enclosure can significantly increase all aboveground biomass in these three grassland types, but it only increased the 10–20 cm underground biomass in the alpine desert. Enclosure also significantly increased the leaf nutrient content of the dominant plants and contents of total nitrogen(N), total potassium(K), and organic carbon(C) in 10–20 cm soil in alpine desert, thus changing the stoichiometry between C, N and P(phosphorus). However, enclosure significantly increased only the N content of dominant plant leaves in alpine steppe, while other nutrients and stoichiometries of both plant leaves and soil did not show significant differences in alpine meadow and alpine steppe. These results suggested that enclosure has differential effects on these three types of alpine grasslands on the northern Tibetan Plateau, and the alpine desert showed the most active ecological conservation in the responses of its soil and plant nutrients.

关键词： enclosure alpine meadow alpine steppe alpine desert steppe plant nutrient soil nutrient

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