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Oxidation characteristics of boron particles

Science China(Technological Sciences) 2015年第12期58卷 2016-2024页

作者： YU Dan kong chengdong ZHUO JianKun LI ShuiQing YAO Qiang Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of Ministry of Education Department of Thermal EngineeringTsinghua University

The oxidation characteristics of boron particles, boron-A with the diameter of 2.545 μm and boron-B with the diameter of 10.638 μm, at low temperature（1500 K） have been investigated by thermogravimetry（TG） coupled with simultaneous differential scanning calorimetry（DSC）, infrared and mass spectra. A rapid oxidation stage of boron particles, followed by a slow oxidation stage of sintered particles, is found from the TG and DSC curves. The onset temperatures of the oxidation process of boron-A particles are in the range of 806–889 K, which are at least 105 K lower than those of boron-B at the same condition. As the partial pressure of oxygen increases from 5% to 35%, the onset temperature of boron-A or boron-B particles decreases. However, when the partial pressure of oxygen is above 35%, the onset temperature becomes constant, implying a saturation effect of oxygen on the reaction rate. It indicates that the chemical adsorption of oxygen, i.e. chemical reaction, on the particle surface is the rate-limited step at the beginning of the rapid oxidation stage. Therefore, the first-order chemical reaction model is used to simulate the oxidation of boron particles, even that of the sinter. The average activation energies of the particles are 291.3 kJ/mol for boron-A and 338.4 k J/mol for boron-B. While the average activation energies of the sintered particles are 36.35 k J/mol for boron-A and 31.87 kJ/mol for boron-B. The pre-exponential factor of the particles is -10^4, while that of the sinter is 10^-1. The oxidation rate constant of boron is qualitatively mainly affected by the specific surface of the sample and the thickness of the oxide layer.

关键词： boron particles oxidation activation energy saturation effect

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外部扰动对TiO2-MDEA纳米流体吸收CO2影响的研究

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动力工程学报 2021年第2期41卷 160-166页

作者：杨柳孔成栋张忠孝刘健上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

采用"两步法"制备分散性良好的TiO2-MDEA纳米流体作为吸收剂,在鼓泡实验装置上进行CO2吸收实验。研究了纳米颗粒质量分数和粒径对纳米流体强化CO2吸收的影响,以及气体体积流量、电磁搅拌和超声振动3种外部扰动方式对强化效果的影响。结... 详细信息

采用"两步法"制备分散性良好的TiO2-MDEA纳米流体作为吸收剂,在鼓泡实验装置上进行CO2吸收实验。研究了纳米颗粒质量分数和粒径对纳米流体强化CO2吸收的影响,以及气体体积流量、电磁搅拌和超声振动3种外部扰动方式对强化效果的影响。结果表明:纳米流体主要通过阻止气泡聚并、增大有效反应面积来强化CO2吸收,并且强化效果与纳米颗粒质量分数和粒径相关,最佳强化值可达81.7%;增大气体体积流量会减弱纳米流体的强化效果,电磁搅拌在颗粒质量分数为0.08%左右时起促进作用,施加超声振动会显著抑制纳米流体的强化作用。

关键词：纳米流体 CO2化学吸收外部扰动阻止气泡聚并机理有效反应面积

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等离子体拓展氨/空气预混旋流火焰贫燃极限

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燃烧科学与技术 2024年第5期30卷 457-465页

作者：王宇孔成栋乌晓江张忠孝上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所上海200240

为探究等离子体对氨-空气预混旋流火焰贫燃极限及燃烧效率的影响规律,将等离子体等效为热源,结合计算流体力学(CFD)燃烧模拟手段分析不同当量比及等离子体放电位置下氨的燃烧特性.结果发现,布置等离子体等效热源后,氨-空气贫燃极限从0.8... 详细信息

为探究等离子体对氨-空气预混旋流火焰贫燃极限及燃烧效率的影响规律,将等离子体等效为热源,结合计算流体力学(CFD)燃烧模拟手段分析不同当量比及等离子体放电位置下氨的燃烧特性.结果发现,布置等离子体等效热源后,氨-空气贫燃极限从0.82降至0.78以下,但同时伴随燃烧效率的下降.其原因主要在于等离子体放电输入热量可维持局部高温来防止火焰吹熄并提高局部火焰传播速度.然而,随当量比下降等离子体作用范围减小,导致部分氨逃逸进而引起燃烧不充分及燃烧效率下降.

关键词：等离子体助燃氨燃烧贫燃极限燃烧效率

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纳米铝单颗粒与颗粒团燃烧的比较分析

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燃烧科学与技术 2016年第2期22卷 97-101页

作者：孔成栋于丹姚强李水清清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

基于甲烷/氧气/氮气平面扩散火焰高温燃烧实验平台,从实验和理论分析两方面比较了纳米铝单颗粒和大颗粒团在燃烧特性和反应机理上的差异.实验中高分散、近似单颗粒的铝火焰呈现微弱的黄红色,而颗粒团在相同环境下呈现亮白色火焰,说明燃... 详细信息

基于甲烷/氧气/氮气平面扩散火焰高温燃烧实验平台,从实验和理论分析两方面比较了纳米铝单颗粒和大颗粒团在燃烧特性和反应机理上的差异.实验中高分散、近似单颗粒的铝火焰呈现微弱的黄红色,而颗粒团在相同环境下呈现亮白色火焰,说明燃烧时前者颗粒温度要低于后者.并且相同环境下颗粒团的着火延时比单颗粒要长.从理论上对比了单颗粒和颗粒团的反应控速步,发现单颗粒主要受表面非均相反应控制,但颗粒团由于巨大的内表面积使得气相扩散成为可能的控速因素.颗粒团内近似绝热的环境使得颗粒升温加快,从而能产生更大的内应力来加速反应或促使颗粒团破碎,使得颗粒团能在低于铝熔点温度的环境下实现着火.最后,根据已有研究及分析,提出了纳米铝单颗粒和颗粒团在燃烧过程中的结构演变历程.

关键词：纳米铝颗粒颗粒团燃烧结构演变燃烧机理

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填料塔中混合胺钛基纳米流体对高浓度CO_(2)的捕集试验研究

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低碳化学与化工 2023年第4期48卷 121-126页

作者：孔宇江砚池陶彦峰由婷刘健张忠孝孔成栋中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司生产与技术管理部上海200333 上海交通大学智慧能源创新学院上海201109 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司低碳研究中心上海200333 上海交通大学碳中和发展研究院上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

模拟了石油化工废气排放过程中高浓度CO_(2)(50%,体积分数)尾气处理场景。对伯胺和叔胺溶液进行复配,建立了兼具快速反应性能和高吸收容量的混合胺钛基纳米流体。自主设计并搭建10 t/a规模填料塔CO_(2)吸收-解吸循环试验系统,考察了纳... 详细信息

模拟了石油化工废气排放过程中高浓度CO_(2)(50%,体积分数)尾气处理场景。对伯胺和叔胺溶液进行复配,建立了兼具快速反应性能和高吸收容量的混合胺钛基纳米流体。自主设计并搭建10 t/a规模填料塔CO_(2)吸收-解吸循环试验系统,考察了纳米流体吸收剂在填料塔中的CO_(2)吸收-解吸综合强化机制。研究发现,相较混合胺而言,纳米流体吸收剂最大可提升40%的吸收-解吸循环容量。提高贫液中的CO_(2)负载会削弱纳米颗粒对吸收剂捕集CO_(2)性能的促进作用。当CO_(2)负载达到0.4 mol/mol(1 mol胺负载0.4 mol CO_(2))时,纳米流体吸收剂的体积总传质系数和混合胺吸收剂基本一致。体系中纳米颗粒之间的相互作用增强,使液相内部形成微对流,可提升捕集体系的CO_(2)吸收性能。但当纳米颗粒质量分数超过0.12%时,液相中的微对流和固体穿梭效应会因粒子团聚而削弱。因此,需要在循环过程中采取有效措施对团聚的纳米颗粒进行分散。如何通过耦合外部扰动和内部化学分散来提升纳米颗粒分散的稳定性,将是后续研究的重点方向之一。

关键词：纳米流体混合胺高浓度CO_(2) 填料塔

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准东煤燃烧过程中钠迁移转化机制研究进展

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洁净煤技术 2023年第10期29卷 27-53页

作者：马瑞魏博范卫东姚强谭厚章姚洪朱权乌晓江孔成栋马小晶新疆大学电气工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830049 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 新疆大学碳基能源资源化学与利用省部共建国家重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830049 新疆大学化工学院新疆维吾尔自治区煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830049 清华大学热学与动力工程教育部重点实验室北京100084 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074 新疆大学化工学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830049 四川大学化学工程学院四川成都610065

近年来,中国西部准噶尔盆地发现的大量低阶准东煤田引起广泛关注。准东煤田是中国目前发现的最大整装煤田,已探明储量3 900多亿t,足够供应中国近100 a的煤炭消耗。准东煤具有低灰、低硫、反应活性好、储量大、易开采等特点,是未来煤化... 详细信息

近年来,中国西部准噶尔盆地发现的大量低阶准东煤田引起广泛关注。准东煤田是中国目前发现的最大整装煤田,已探明储量3 900多亿t,足够供应中国近100 a的煤炭消耗。准东煤具有低灰、低硫、反应活性好、储量大、易开采等特点,是未来煤化工、火力发电的优质燃料。然而准东煤中含有大量碱金属钠,钠在燃烧过程中极易挥发,致使锅炉受热面极易发生沾污、结渣等问题,特别是氯化钠和硫酸钠的迁移会引起一系列灰相关的问题,严重制约了准东煤的大规模、高效清洁利用。综述了准东煤的分布及煤质特征,以及钠的赋存形态及测量方法,详细探讨了钠的内部、外部转化机理,以及煤中无机元素如硅铝酸盐、氯、钙、钾等对钠转化的影响,总结了反应条件如温度、压力、反应气氛、颗粒尺度、添加剂对钠迁移特性的影响。尽管已进行了试验、热平衡计算、模拟等多项研究,但准东煤碱金属释放及迁移引起的灰相关问题仍未从根本上得到解决,对其原因的了解还不够全面,重点回顾研究进展,揭示其形成原因。

关键词：准东煤钠燃烧迁移转化

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燃煤发电机组灵活运行控制技术研究进展

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上海理工大学学报 2023年第5期45卷 440-447页

作者：孙源张启超张忠孝郭欣维孔成栋徐嘉叶叶妮娜黄林鹏乌晓江上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 华北水利水电大学乌拉尔学院郑州450045

加快构建新型电力系统是助推“双碳”目标实现的核心关键。风、光可再生能源的大比例接入给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战,对燃煤机组的安全、深度、灵活调峰控制也提出了更高要求。依据煤电机组智能灵活调峰控制技术的发展历程... 详细信息

加快构建新型电力系统是助推“双碳”目标实现的核心关键。风、光可再生能源的大比例接入给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战,对燃煤机组的安全、深度、灵活调峰控制也提出了更高要求。依据煤电机组智能灵活调峰控制技术的发展历程,从被控对象建模和灵活运行控制方法两个层面进行梳理与分析,研究结果表明,辅以机器学习和其他智能系统辨识方法的混合建模方式,以及融合预测控制、自适应控制、多目标智能寻优等先进控制技术更加适合未来煤电机组灵活智能控制的需要,是未来煤电机组灵活、智能控制技术发展的主要方向。

关键词：燃煤机组灵活调峰建模方法运行控制协调控制系统

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“Designing synthetic topological matter with atoms and lights”

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Light(Science & Applications) 2022年第3期11卷 8-9页

作者： Entong Zhao chengdong He Gyu-Boong Jo Department of Physics The Hong Kong University of Science and TechnologyClear Water BayKowloonHong KongChina IAS Center for Quantum Technologies Clear Water BayKowloonHong KongChina

One of the most interesting directions in quantum simulations with ultracold atoms is the expansion of our capability to investigate exotic topological *** sophisticated atom-light couplings in an atomic system,scient... 详细信息

关键词： topological trivial directions

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Genome-wide identification and spatiotemporal expression profiling of zinc finger SWIM domain-containing protein family genes

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Zoological Research 2023年第3期44卷 663-674页

作者： Imtiaz Ul Hassan Hafiz Mamoon Rehman Ziran Liu Liangji Zhou Muhammad Kaleem Samma chengdong Wang Zixin Rong Xufeng Qi Dongqing Cai Hui Zhao Key Laboratory for Regenerative Medicine Ministry of EducationSchool of Biomedical SciencesFaculty of MedicineThe Chinese University of Hong KongHong Kong SARChina Centre for Agricultural Biochemistry and Biotechnology(CABB) University of Agriculture FaisalabadFaisalabad 38000Pakistan Qingdao Municipal Center for Disease Control and Prevention QingdaoShandong 266034China Key Laboratory of Regenerative Medicine of Ministry of Education Department of Developmental&Regenerative BiologyJinan UniversityGuangzhou 511436China Department of Biology and Chemistry City University of Hong KongHong Kong SARChina Department of Gene Technology School of Engineering Sciences in ChemistryBiotechnology and Health(CBH)KTH Royal Institute of Technology10691 StockholmSweden Kunming Institute of Zoology-The Chinese University of Hong kong(KIZ-CUHK)Joint Laboratory of Bioresources and Molecular Research of Common Diseases Hong Kong SARChina Hong kong Branch of CAS Center for Excellence in Animal Evolution and Genetics The Chinese University of Hong KongHong Kong SARChina

The biological function of the novel zinc-finger SWIM domain-containing protein family(ZSWIM)during embryonic development remains ***,we conducted a genome-wide analysis to explore the evolutionary processes of the ZSWIM gene family members in mice,Xenopus tropicalis,zebrafish,and *** identified nine putative ZSWIM genes in the human and mouse genome,eight in the Xenopus genome,and five in the zebrafish *** on multiple sequence alignment,three members,ZSWIM5,ZSWIM6,and ZSWIM8,demonstrated the highest homology across all four *** available RNA sequencing(RNAseq)data,ZSWIM genes were found to be widely expressed across different tissues,with distinct tissuespecific *** identify the functions of the ZSWIM protein family during embryogenesis,we examined temporal and spatial expression patterns of zswim family genes in Xenopus *** real-time polymerase chain reaction(qRT-PCR)revealed that each member had a distinct expression ***-mount in situ hybridization showed that both zswim1 and zswim3 were maternally expressed genes;zswim5 and zswim6were expressed throughout embryogenesis and displayed dynamic expression in the brain,eyes,somite,and bronchial arch at the late tailbud stages;zswim7 was detected in the eye area;zswim8 showed a dynamic expression pattern during the tailbud stages,with expression detected in the brain,eyes,and somite;zswim9 was faintly expressed throughout embryonic *** study provides a foundation for future research to delineate the functions of ZSWIM gene members.

关键词： ZSWIM gene family Xenopus Gene expression Phylogenetic analysis Bioinformatics

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强吸附态1,1,2,2四-氯乙烷的脱氢氯反应活性

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环境化学 2011年第4期30卷 792-796页

作者：唐昊孔昊楠张承东南开大学环境科学与工程学院天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室教育部环境污染过程与基准重点实验室天津300071

以1,1,2,2四-氯乙烷(1,1,2,2-TeCA)的碱催化脱氢氯反应为研究对象、以活性炭作为模型吸附剂,探讨了吸附相有机污染物参与化学反应的机制和动力学特征.首先研究了TeCA在活性炭上的吸附特征,比较了3个不同pH值条件下溶液相TeCA的碱催化脱... 详细信息

以1,1,2,2四-氯乙烷(1,1,2,2-TeCA)的碱催化脱氢氯反应为研究对象、以活性炭作为模型吸附剂,探讨了吸附相有机污染物参与化学反应的机制和动力学特征.首先研究了TeCA在活性炭上的吸附特征,比较了3个不同pH值条件下溶液相TeCA的碱催化脱氢氯反应活性,最后通过柱实验研究了活性炭吸附相TeCA的反应活性.结果表明,TeCA在活性炭上的吸附符合Freund lich等温线;溶液相TeCA的碱催化脱氢氯反应符合准一级反应;吸附在活性炭上的TeCA能够不经解吸而直接发生脱氢氯反应,吸附相反应速率比溶液相慢很多,而且活性炭上TeCA的初始吸附量以及反应溶液的pH值都会影响吸附相TeCA的反应速率.该项研究表明,在评价有机污染物环境行为的工作中需要充分考虑吸附相污染物的反应活性.

关键词： 1,1,2,2四-氯乙烷脱氢氯反应活性炭吸附相反应活性

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