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Coal-Biomass Preheating Combustion Characteristics in Cement *** 1:Preheating of Coal/Biomass

Journal of Thermal Science 2023年第5期32卷 1868-1877页

作者： LI Pengpeng REN Qiangqiang han shaobo ZhanG Chi LYU Qinggang School of Energy Power and Mechanical Engineering North China Electric Power UniversityBeijing 102206China Institute of Engineering Thermophysics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

The co-combustion of biomass and coal can positively impact the environment and reduce the cost of power ***,biomass fuels have many *** fluidized bed(CFB)preheating combustion is suitable for co-combusting coal and biomass because of better fuel *** the cement industry,fuel combustion and raw meal decomposition in precalciners affect cement quality and cause pollutant *** preheating combustion method used in precalciners can improve combustion performance and reduce NO_(x)*** study investigated the preheating characteristics of a coal-biomass mixed fuel in a cement *** effects of load,biomass type,and biomass proportion on the preheated fuel and the conditions of the CFB were *** results indicated that a lower load reduces the combustible components in gaseous and solid preheated ***,due to the gas volume remains constant under different loads,a lower load also increases temperature and intensifies the *** carbon chain and microscopic structural activities of preheated fuels are considerably enhanced,facilitating their combustion in precalciners and reducing nitrogen oxides in rotary ***,adding biomass can improve the reactivity of a fuel subjected to ***,biomass fuels(e.g.,rice husks)exhibit high combustion efficiency,and thus high energy *** present study achieved better pore structure and molecular activity using preheated fuel from a CFB *** addition,the improvement of pore structure and molecular activity increases with the proportion of the biomass.

关键词： cement precalciner biomass circulating fluidized bed preheating combustion

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Evolution Mechanism of Carbon Covalent Bond during Coal Activation Using Mixed Atmosphere of H_(2)O and CO_(2)

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Journal of Thermal Science 2024年第5期33卷 1961-1973页

作者： WANG Mingyue ZhanG Siyuan han shaobo ZhanG Chi REN Qiangqiang Institute of Engineering Thermophysics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China State Key Laboratory of Coal Conversion Institute of Engineering ThermophysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China

Adequate destruction of the aromatic structure in coal is key to further reducing the emission of *** this research,activation reactions of Shenmu coal powder were carried out in a vertical tube *** study investigated the evolution mechanism of carbon covalent bonds during the activation process by altering the ratio of H_(2)O to CO_(2)in the activation *** theoretical validation was conducted through density functional *** two gas molecules follow different pathways to increase the reactivity of ***_(2)mainly participates in the cross-linking reaction by intensifying branching,while H_(2)O and char have lower adsorption energy barriers and are more likely to generate oxygen-containing functional *** molecules partially compete for active sites in a mixed gas atmosphere,but there is a synergism between the two *** synergism can be attributed to two *** inclusion of H_(2)O mitigates the generation of five-membered rings to a limited extent,while concurrently enhances the development of oxygen-containing functional *** oxygen-containing functional groups can effectively diminish the adsorption energy barrier associated with the interaction between gas molecules and char,consequently leading to a reduction in the energy demand for subsequent bond cleavage.

关键词： activation reaction carbon structure char CO_(2)/H_(2)O atmosphere density functional theory

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Interplay between geometric and electronic structures of Pt entities over TiO_(2) for CO oxidation

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Science China Chemistry 2024年第2期67卷 705-714页

作者： Xixiong Zhang Wen Shi shaobo han Yong Li Wenjie Shen School of Chemistry Dalian University of TechnologyDalian116024China State Key Laboratory of Catalysis Dalian Institution of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesDalian116023China

Monodispersed Pt colloids with a mean size of 2 nm were deposited uniformly on the {110} facets of a rod-shaped rutile TiO_(2),forming a well-defined Pt/TiO_(2) *** treatment of this precursor at elevated temperatures re-dispersed the Pt particles into clusters and ***-calcination at 673 K partially oxidized the Pt particle surface,while calcination at 773 K yielded Pt Oxclusters of 1.6 nm in 7–8 atomic *** calcination at 873 K formed a mixture of raft-like PtO_(x) clusters(1.6 nm,1–2 atomic layers) and cationic *** tested for CO oxidation at 373 K,the Pt particles showed a higher activity than the Pt Oxclusters,whereas the cationic single-atoms were much less *** H_(2)-reduction at 473 K converted the partially oxidized Pt particles into the metallic species,but they were encapsulated by TiO_(2)–xoverlayers because of the strong metal–support interactions,which decreased the activity dramatically.H_(2)-reduction of the PtO_(x) clusters at473 K enhanced the fraction of metallic Pt species without changing the size and geometry,and promoted the activity substantially.H_(2)-treatment of Pt single-atoms at 473 K increased the activity only moderately because most Pt species still kept at cationic *** results straightforwardly differentiated the catalytic behavior of Pt particles,clusters and single-atoms at the same metal loading and over the same TiO_(2) support,and further demonstrated that the electronic structures of Pt entities played a decisive role in the catalytic oxidation,in addition to the specified sizes.

关键词： Pt/TiO_(2)catalyst size effect Pt clusters active sites electronic structures CO oxidation

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Experimental study on reactivity and inorganic component transformation of activated fuels in a fluidized bed

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2024年第10期74卷 52-62页

作者： Yujie Hu Wei Li Rui Chen Chi Zhang shaobo han Ruifang Cui Jiangong Lin Qiangqiang Ren State Key Laboratory of Coal Conversion Institute of Engineering ThermophysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Shanxi Datong University Datong 037009China

The gasification and combustion of activated fuels produced from fluidized beds are beneficial for achieving clean and efficient coal *** this study,a high-calcium coal was used for the activation process,carried out in a high-temperature vertical fluidized *** carbon and ash characteristics of activated fuels were *** reactivity of activated fuels was characterized using Raman test,and scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive spectrometry(SEM-EDS).Inorganic components were characterized using X-ray diffraction(XRD)and X-ray fluorescence spectrometry(XRF).With the increase in temperature and equivalence ratio(ER),the graphitization degree of activated fuels decreases,and a higher proportion of active sites leads to,a better activation *** activation effect is optimized at the equivalence ratio of *** the temperature rises,the calcium-containing minerals in the raw coal are gradually transformed into anorthite(CaAl_(2)SiO_(7)),and the anhydrite(CaSO_(4))reacts with the reducing gas(CO)to produce oldhamite(CaS);Fe_(2)O_(3),as a fluxing agent,is prone to melting with silica-aluminates at high *** the particle size of activated fuel increased,the relative enrichment index(REI)of heavy metals decreased.

关键词： Activation Fluidized-bed Microstructure Ash characteristics Mineral transformation Ash fusion

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Single-element amorphous palladium nanoparticles formed via phase separation

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Nano Research 2022年第6期15卷 5575-5580页

作者： Dong Sheng He Yi Huang Benjamin D.Myers Dieter Isheim Xinyu Fan Guang-Jie Xia Yunsheng Deng Lin Xie shaobo han Yang Qiu Yang-Gang Wang Junhua Luan Zengbao Jiao Li Huang Vinayak P.Dravid Jiaqing He Pico Center and Department of Physics Southern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China Department of Materials Science and Engineering Northwestern UniversityEvanstonIL 60208USA Department of Chemistry and Guangdong Provincial Key Laboratory of Catalytic Chemistry Southern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China Department of Materials Science and Engineering Southern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China Department of Materials Science and Engineering City University of Hong KongHong KongChina Department of Mechanical Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityHong KongChina

Physically vitrifying amorphous single-element metal requires ultrahigh cooling rates,which are still unachievable for most of the closest-packed ***,we report a facile chemical synthetic strategy for single-element amorphous palladium nanoparticles with a purity of 99.35 at.%±0.23 at.%from palladium–silicon liquid ***-situ transmission electron microscopy directly detected the solidification of palladium and the separation of *** hydrogen absorption experiment showed that the amorphous palladium expanded little upon hydrogen uptake,exhibiting a great potential application for hydrogen *** results provide insight into the formation of amorphous metal at nanoscale.

关键词： Pd single-element metallic glass nanoparticle phase separation undercooling

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200 kW煤纯化-燃烧和宽负荷NO_(x)排放特性

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煤炭学报 2024年第10期49卷 4060-4070页

作者：韩绍博任强强杨少波崔瑞芳胡玉洁中国科学院工程热物理研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为了适应当今我国的能源结构和降低煤炭发电等利用过程中产生的污染物排放问题,提出了煤炭纯化-燃烧的新型煤炭反应方式,将整个煤炭的燃烧途径分为纯化和柔和燃烧2个步骤,其中纯化包括中温活化过程(对煤进行性能活化)和高温还原过程(在... 详细信息

为了适应当今我国的能源结构和降低煤炭发电等利用过程中产生的污染物排放问题,提出了煤炭纯化-燃烧的新型煤炭反应方式,将整个煤炭的燃烧途径分为纯化和柔和燃烧2个步骤,其中纯化包括中温活化过程(对煤进行性能活化)和高温还原过程(在高温下进行煤中杂质的去除),从而实现煤的纯化和在后续反应中的N元素的定向转化和NO_(x)排放的降低。并在搭建好的200 kW纯化-燃烧试验台上,对宽负荷下系统的纯化-燃烧特性和N元素的转化机理进行了研究。结果表明,系统能够在53%~89%的负荷内实现稳定运行,纯化单元和柔和燃烧单元温度分布均匀,系统的温度随负荷的升高而增加,纯化单元的高温区位于高温还原单元底部,最高可达1378℃,而柔和燃烧单元的高温区则出现在距顶端3700 mm处。在纯化单元出口的煤气中,CO、H_(2)和CH_(4)的体积分数在89%负荷时最高可达23.28%、4.97%、1.52%,随着负荷的增加,燃料中C、H、N元素的转化率均有上升,且高温还原单元出口的元素转化率明显大于中温活化单元出口,达到了88.63%、96.83%和93.91%。大部分的N元素均生成了N_(2),53%负荷下仅有1.27%的N转化生成了NO,NO_(x)排放最低可以达到47.38 mg/m^(3),此时燃烧效率可达99.01%。对氮的迁移路径转化的研究表明,系统在柔和燃烧单元沿程并没有检测到HCN的存在;而NH3则广泛存在于三级三次风喷口前;NO_(x)首先以N_(2)O和NO_(2)的形式分布在柔和燃烧单元沿程,在四级三次风喷入后转化为NO。

关键词：宽负荷煤炭纯化燃烧 NO_(x)排放 N元素转化

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准噶尔盆地南缘煤型气运移机制探讨

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西安石油大学学报（自然科学版） 2017年第6期32卷 10-19,28页

作者：韩少博徐国盛宋占东成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 中国石油大学(北京)盆地与油藏研究中心北京102249

依据天然气δ13C2数值把准南煤型气划分为A组和B组。A组煤型气主要分布在安集海背斜以西的第三排构造带,B组煤型气主要分布在安集海背斜以东,包括准南的三排构造带;根据水溶气和游离气的组分运移特征,结合准南地层压力、地层水矿化度和... 详细信息

依据天然气δ13C2数值把准南煤型气划分为A组和B组。A组煤型气主要分布在安集海背斜以西的第三排构造带,B组煤型气主要分布在安集海背斜以东,包括准南的三排构造带;根据水溶气和游离气的组分运移特征,结合准南地层压力、地层水矿化度和重碳酸根浓度,提出A组煤型气为水溶气运移,B组煤型气以游离气运移为主;异常压力是水溶气向上运移的动力,构造应力控制了煤型气的运移方式,应力强烈的第一排构造带以游离气运移为主,应力较弱的第三排构造带以水溶气运移为主,第二排构造带上煤型气两种运移方式都存在;煤型气i-C4/n-C4和i-C5/n-C5值显示运移通道为构造微裂缝或短暂开启的断层,运移的水动力较强。

关键词：非常规天然气煤型气运移机制准噶尔盆地南缘水溶气游离气地层压力

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碳含量对盐助燃烧合成法制备的超细WC粉体形貌、尺寸和相的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2016年第4期45卷 853-857页

作者：喇培清欧玉静韩少博魏玉鹏朱丹丹冯静兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050

在WO3-Mg-C-Na2CO3体系中,引入NaCl做稀释剂,通过盐助燃烧合成法制备了超细碳化钨（WC）粉体。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）对产物进行分析,研究了碳（C）含量对制备的WC粉体的形貌、尺寸和相的影响。结果表... 详细信息

在WO3-Mg-C-Na2CO3体系中,引入NaCl做稀释剂,通过盐助燃烧合成法制备了超细碳化钨（WC）粉体。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）对产物进行分析,研究了碳（C）含量对制备的WC粉体的形貌、尺寸和相的影响。结果表明：在m=0.125（Na2CO3的摩尔数）基础上,将原料中碳的摩尔数从l=2增加到2.25和2.5,浸出前产物由少量大尺寸颗粒及大量小尺寸颗粒组成;浸出后产物是由亚微米小颗粒团聚而成,颗粒之间熔化烧结现象很弱,呈弱团聚状态;浸出产物的粒度分布基本符合正态分布,尺寸在200-350 nm的范围内;在l=2.25条件下,合成的产物主要为目标产物WC,副产物W2C含量极少。即k=2.0（Na Cl的摩尔数）,m=0.125,l=2.25为制备单相WC的工艺条件。

关键词： C含量盐助燃烧合成法 WC粉体形貌相

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合成原料中Mg配比对燃烧合成制备的ZrB_2粉体粒度与纯度的影响研究

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粉末冶金技术 2013年第1期31卷 3-8,13页

作者：喇培清韩少博卢学峰鞠倩魏玉鹏兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050

利用燃烧合成法制备了ZrB2粉体,研究了不同Mg含量对燃烧合成制备的ZrB2粉体粒度和纯度的影响。结果表明,Mg过量5%合成的ZrB2粒径最小,纯度最高。Mg含量对ZrB2粉体粒度的影响机理为:Mg过量一定程度,会降低反应绝热温度,使产物处于高温状... 详细信息

利用燃烧合成法制备了ZrB2粉体,研究了不同Mg含量对燃烧合成制备的ZrB2粉体粒度和纯度的影响。结果表明,Mg过量5%合成的ZrB2粒径最小,纯度最高。Mg含量对ZrB2粉体粒度的影响机理为:Mg过量一定程度,会降低反应绝热温度,使产物处于高温状态的时间缩短,减小颗粒长大趋势而使得颗粒尺寸变小;当Mg含量进一步提高,其与ZrO2反应加强,生成更多的中间产物Zr,使得直接合成ZrB2的反应加强而促进颗粒生长。Mg含量对ZrB2粉体纯度的影响机理为:Mg过量一定程度,弥补了燃烧合成过程中的挥发损失,提高了还原转化率,使粉体纯度提高;当Mg含量进一步提高时,其挥发消耗更多反应热,使得燃烧温度降低,反应为固态反应,转化率降低而残余更多ZrO2;过多的MgO和剩余的B2O3反应生成酸不溶杂质,使粉末纯度降低。

关键词： ZrB2粉体燃烧合成 Mg添加量粒径纯度

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Ka频段宽带微带-波导转换

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太赫兹科学与电子信息学报 2017年第2期15卷 243-246页

作者：林勇韩少博中国电子科技集团公司第13研究所河北石家庄050051 吉林大学电子科学与工程学院吉林长春130431

研究了在Ka频段上,宽带微带到波导的转换技术。转换通过波导-脊波导-绝缘子探针-微带线的方式实现。这样的实现方式具有插入损耗小、可密封、装配一致性好、可靠性高的优点。文中给出了转换的设计方法及脊波导参数的计算公式以计算转换... 详细信息

研究了在Ka频段上,宽带微带到波导的转换技术。转换通过波导-脊波导-绝缘子探针-微带线的方式实现。这样的实现方式具有插入损耗小、可密封、装配一致性好、可靠性高的优点。文中给出了转换的设计方法及脊波导参数的计算公式以计算转换的各项参数。设计完成后采用电磁场软件进行优化仿真,并根据仿真结果制作实物进行测试。最后给出了转换实物的测试数据。从测试数据可以看到,转换在整个Ka频段内具有良好的性能,插入损耗小于0.3 d B,驻波小于1.5。还可针对具体使用频段进行优化,以进一步提高性能。文中提出的转换完全能够满足实际工程应用,具有良好的应用前景。

关键词： Ka频段宽带微带线脊波导绝缘子阻抗匹配

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