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research of the Gas-solid Flow Character Based on the DEM Method

Journal of Thermal Science 2011年第6期20卷 521-526页

作者： xueyao wang and yunhan xiao research center for clean energy and power,chinese academy of sciences Key Laboratory of Advanced energy and power,chinese academy of sciences (Institute of Engineering Thermophysics),Beijing,100190,China research center for clean energy and power Chinese Academy of Sciences Beijing China Key Laboratory of Advanced energy and power Chinese Academy of Sciences (Institute of Engineering Thermophysics) Beijing China

Numerical simulation of gas-solid flow behaviors in a rectangular fluidized bed is carried out three dimensionally by the discrete element method (DEM).Euler method and Lagrange method are employed to deal with the gas phase and solid phase *** collided force among particles,striking force between particle and wall,drag force,gravity,Magnus lift force and Saffman lift force are considered when establishing the mathematic ***-sphere model is used to describe the collision of *** addition,the Euler method is also used for modeling the solid phase to compare with the results of *** flow patterns,particle mean velocities,particles' diffusion and pressure drop of the bed under typical operating conditions are *** results show that the DEM method can describe the detailed information among particles,while the Euler-Euler method cannot capture the micro-scale *** matter which method is used,the diffusion of particles increases with the increase of gas *** the gathering and crushing of particles cannot be simulated,so the energy loss of particles' collision cannot be calculated and the diffusion by using the Euler-Euler method is *** addition,it is shown by DEM method,with strengthening of the carrying capacity,more and more particles can be schlepped upward and the dense suspension upflow pattern can be ***,the results given by the Euler-Euler method are not consistent with the real situation.

关键词： DEM gas-solid flow numerical simulation

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3D full-loop simulation and experimental verification of gas-solid flow hydrodynamics in a dense circulating fluidized bed

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Particuology 2014年第5期12卷 218-226页

作者： xueyao wang Xuezhi Wu Fulin Lei Jing Lei yunhan xiao Key Laboratory of Advanced energy and power Institute of Engineering Thermophysics Chinese Academy of Sdences Beijing 100190 China research center for clean energy and power Chinese Academy of Sciences Lianyungang Jiangsu 222069 China School of energy & power Engineering North China Electric Power University Changping District Beijing 102206 China

Because of their advantages of high efficiency and low cost, numerical research methods for large-scale circulating fluidized bed （CFB） apparatus are gaining ever more importance. This article presents a numer- ical study of gas-solid flow dynamics using the Eulerian granular multiphase model with a drag coefficient correction based on the energy-minimization multi-scale （EMMS） model. A three-dimensional, full-loop, time-dependent simulation of the hydrodynamics of a dense CFB apparatus is performed. The process parameters （e.g., operating and initial conditions） are provided in accordance with the real experiment to enhance the accuracy of the simulation. The axial profiles of the averaged solid volume fractions and the solids flux at the outlet of the cyclone are in reasonable agreement with experimental data, thereby verifying the applicability of the mathematical and physical models. As a result, the streamline in the riser and standpipe as well as the solids distribution contours at the cross sections is analyzed. Computational fluid dynamics （CFD） serves as a basis for CFB modeling to help resolve certain issues long in dispute but difficult to address experimentally. The results of this study provide the basis of a general approach to describing dynamic simulations of gas-solid flows.

关键词： Gas-solid flow Circulating fluidized bed EMMS method 3D full-loop simulation

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Thermodynamic Performance Assessment of IGCC power Plants with Various Syngas cleanup Processes

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Journal of Thermal Science 2012年第5期21卷 391-403页

作者： yunhan xiao Zhen Li Bo wang Lifeng Zhao Jinling Chi Key Laboratory of Advanced energy and power Chinese Academy of Sciences(Institute of Engineering Thermo-physics) P. O. Box 2706 Beijing 100190 China research center for cleaned energy and power Chinese Academy of Sciences University of the chinese academy of sciences Beijing 100049 China

The present work explores how much IGCC can benefit from warm gas clean-up（WGCU）in comparison with conventional cold gas clean-up（CGCU） and what are the respective contributions of dry particulates removal and warm gas desulfurization （WGD） in a plant-wide point of view. Influences of key parameters of WGD on ther- modynamic performance of IGCC plant including desulfurization temperature, oxygen concentration in the re- generation stream, and H2S removal efficiency are discussed. It is obtained that the net efficiency of IGCC with full WGCU experiences an improvement of 1.77 percentage points compared with IGCC with full CGCU. Of which, dry particulates removal without water scrubber contributes about 1 percentage point. The influence of desulfurization temperature on thermodynamic performance of IGCC with WGD is weak especially when it is higher than about 350~C, which indicates that more focus should be put on investment cost, technical feasibility and sorbent stability for the selection of optimal operation temperature. Generally, 2%-3% of oxygen concentra- tion in the regeneration stream might be reasonable in a thermodynamic performance point of view. In addition, the improvement of 0.31 percentage points can be obtained by removal of H2S in the syngas from 27 ppm to 3 ppm.

关键词： IGCC Syngas clean-up Desulfurization ZnO sorbent Thermodynamic performance assessment

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Experimental and Theoretical Study of an Internally Cooled Liquid Desiccant Dehumidifier

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Journal of Thermal Science 2023年第4期32卷 1684-1696页

作者： ZHENG Xin LU Yuan wang Bo ZHAO Lifeng xiao yunhan Key Laboratory of Advanced energy and power Institute of Engineering ThermophysicsChinese Academy of SciencesBeijing100190China research center for clean energy and power Chinese Academy of SciencesLianyungang222069China University of chinese academy of sciences Beijing100049China

Liquid desiccant dehumidifiers are useful for simultaneously recovering heat and water from flue *** cooled dehumidifiers are generally superior to adiabatic dehumidifiers in terms of the consumption of the desiccant and the size of the equipment *** study examines the performance of a counter-flow dehumidifier through experiments and simulations under different operating conditions,and analyzes the moisture effectiveness and enthalpy effectiveness as performance *** applying correlations from the literature,the theoretical model can predict the performance of the dehumidifier within an acceptable range of *** to the experimental results,droplets were visible at a low desiccant flow rate when the velocity of the gas was above 4.88 m/***,a higher cooling ratio and a higher temperature of the solution enhanced the effectiveness of the dehumidification.A temperature cross occurred between the gas and the solution when the mass transfer was sufficiently high,which reflects better heat transfer performance than the conventional convective heat exchanger.

关键词： flue gas recovery water heat internal cooling calcium chloride

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Solids Acceleration Length in a Cold Dense Transport Bed

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Journal of Thermal Science 2012年第6期21卷 533-538页

作者： yunhan xiao Shengdian wang Shaojun Yang Kai Zhao Xin Zeng Xiang XU Key Laboratory of Advanced energy and power Institute of Engineering Thermophysics Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 China center for clean energy and power Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 China

The solids acceleration length was investigated in a cold dense transport bed （0.10 m-IDx17 m-height） with three kinds of Silica sand. The solids circulation rate （Gs） was up to 954 kg/（m2s）. The effects of operating conditions, particle properties, and riser structures on the solids acceleration length were investigated under high Gs conditions, with the effect of riser height non-negligible. The solids acceleration length increased with the increase of the riser height. Based on the experimental data, an empirical correlation was proposed to predict the solids acceleration length. Predictions of the correlation were in good agreement with the experimental data in this work and those from the literature over a wide range of Gs （18~954 kg/（m2s））.

关键词： dense transport bed gas-solid two-phase flow solids acceleration length

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燃气轮机发电机组及燃气-蒸汽联合循环投资估算模型

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燃气轮机技术 2020年第1期33卷 17-24页

作者：宫鹏王波张盈盈张士杰肖云汉中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049 江苏中国科学院能源动力研究中心江苏连云港222069

本文对燃气轮机发电机组整机的投资模型进行了分析,结合2018 Gas Turbine Word(GTW)handbook的数据对燃气轮机整机投资模型进行了更新,并给出了燃气-蒸汽联合循环的的单变量、双变量投资模型。无论对燃气轮机整机还是联合循环,采用幂函... 详细信息

本文对燃气轮机发电机组整机的投资模型进行了分析,结合2018 Gas Turbine Word(GTW)handbook的数据对燃气轮机整机投资模型进行了更新,并给出了燃气-蒸汽联合循环的的单变量、双变量投资模型。无论对燃气轮机整机还是联合循环,采用幂函数的投资模型都优于对数函数,而单变量和双变量投资模型的精度相当。采用幂函数单变量或者双变量的投资模型都可以实现全功率范围误差10%以内的投资估算。

关键词：燃气轮机发电机组燃气蒸汽联合循环单变量投资模型双变量投资模型

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10MW级HAT循环试验系统配置与热力性能研究

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燃气轮机技术 2019年第3期32卷 10-18页

作者：刘全亮王波赵丽凤张士杰肖云汉中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049 江苏中国科学院能源动力研究中心江苏连云港222069

HAT循环作为一种新型燃气轮机循环,具有低NOx、高效率、灵活热电调节、启停快的特点。本文分析了以某10MW级回热循环燃气轮机为基础,构建HAT循环热电联供特性试验系统的配置,给出了燃气轮机通流匹配、热电联供以及大范围热电比调节对燃... 详细信息

HAT循环作为一种新型燃气轮机循环,具有低NOx、高效率、灵活热电调节、启停快的特点。本文分析了以某10MW级回热循环燃气轮机为基础,构建HAT循环热电联供特性试验系统的配置,给出了燃气轮机通流匹配、热电联供以及大范围热电比调节对燃烧室等部件的技术要求。

关键词： HAT循环试验热电联供湿化器

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燃气轮机联合循环启动过程排烟NO-NO2转化研究

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燃气轮机技术 2018年第3期31卷 22-27页

作者：孙晨王波邵卫卫熊燕路源肖云汉中国科学院工程热物理研究所先进能源动力重点实验室北京100089 中国科学院大学北京100049 中国科学院能源动力研究中心江苏连云港222069

本文针对部分燃气轮机联合循环机组在启动和低负荷运行时冒黄烟的现象,通过实验和理论计算方法研究温度、烟气成分等因素对燃机排烟中NO向NO_2转化的影响。研究表明,在燃气轮机透平排气的典型温度(500~650℃)和组分条件下,排气中的CO含... 详细信息

本文针对部分燃气轮机联合循环机组在启动和低负荷运行时冒黄烟的现象,通过实验和理论计算方法研究温度、烟气成分等因素对燃机排烟中NO向NO_2转化的影响。研究表明,在燃气轮机透平排气的典型温度(500~650℃)和组分条件下,排气中的CO含量高会导致NO在2 s内快速的转化为NO_2,即在启动或低负荷条件下燃烧不完全是燃机排气产生黄烟的重要原因之一。

关键词：燃气轮机联合循环余热锅炉启动黄烟

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天然气燃料轴向分级预混燃烧特性研究

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燃气轮机技术 2018年第4期31卷 32-39页

作者：王子叶刘志坦邵卫卫王凯刘勋伟李玉刚张哲巅肖云汉中国科学院大学北京100049 国电科学技术研究院南京210033 江苏中国科学院能源动力研究中心江苏连云港222069 中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所) 北京100190

低NOx排放是燃气轮机燃烧室的重要性能指标,面对燃烧室出口温度不断增加的趋势,新型燃烧技术探索应用成为必然。燃料轴向分级(Axial Fuel Staging,AFS)燃烧作为一项可行技术方案已在各燃机厂商的最先进燃气轮机燃烧室上获得应用,其主要... 详细信息

低NOx排放是燃气轮机燃烧室的重要性能指标,面对燃烧室出口温度不断增加的趋势,新型燃烧技术探索应用成为必然。燃料轴向分级(Axial Fuel Staging,AFS)燃烧作为一项可行技术方案已在各燃机厂商的最先进燃气轮机燃烧室上获得应用,其主要通过降低高温烟气有效停留时间和低氧浓度燃烧来实现低NOx排放。基于Chemkin平台建立轴向分级预混燃烧室化学网络模型,针对1 973 K燃烧室,研究二级负荷比例、当量比和停留时间对NOx/CO排放的影响规律,对比分析主燃区高温烟气与二级未燃预混气掺混特征的影响,获得AFS燃烧的污染物排放特性和关键影响因素。同时,在贫预混燃烧器上,设计二级喷射段,实验研究二级火焰结构、污染物排放等燃烧特性。结果表明,相比于常规贫预混燃烧,AFS燃烧在高温区体现出很好的低NOx优势,且能拓宽低NOx工况范围,其中主燃区温度、二级当量比和停留时间匹配特征、主燃区高温烟气与二级预混气掺混性能等是关键。

关键词：燃料轴向分级预混燃烧二级负荷比例二级当量比二级停留时间 NOx/CO排放

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二次电池研究进展

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物理化学学报 2022年第12期38卷 22-167页

作者：黄俊达朱宇辉冯煜韩叶虎谷振一刘日鑫杨冬月陈凯张相禹孙威辛森余彦尉海军张旭于乐王华刘新华付永柱李国杰吴兴隆马灿良王飞陈龙周光敏吴思思卢周广李秀婷刘继磊高鹏梁宵常智叶华林李彦光周亮尤雅王鹏飞杨超刘金平孙美玲毛明磊陈浩张山青黄岗余丁山徐建铁熊胜林张进涛王莹任玉荣杨春鹏徐韵涵陈亚楠许运华陈子峰杲祥文浦圣达郭少华李强曹晓雨明军皮欣朋梁超凡伽龙王俊雄焦淑红姚雨晏成林周栋李宝华彭新文陈冲唐永炳张桥保刘奇任金粲贺艳兵郝晓鸽郗凯陈立宝马建民电子科技大学材料与能源学院成都611731 中国科学院化学研究所北京100190 厦门大学材料学院福建厦门361005 中国科学技术大学材料科学与工程系合肥230026 东北师范大学物理学院长春130024 南京大学现代工程与应用科学学院南京210046 中国科学院长春应用化学研究所长春130022 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029 北京工业大学材料与制造学部北京100124 北京航空航天大学化学学院北京100191 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 郑州大学化学学院郑州450001 郑州大学橡塑模具国家工程研究中心郑州450002 东北师范大学化学学院长春130024 山西大学分子科学研究所太原030006 复旦大学材料科学系上海200433 华东理工大学化工学院上海200237 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055 南方科技大学材料科学与工程系广东深圳518055 深圳大学高等研究院广东深圳518060 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082 湖南大学化学化工学院长沙410082 中南大学材料科学与工程学院长沙410083 苏州大学功能纳米与软物质研究院江苏苏州215123 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070 西安交通大学电气工程学院西安710049 武汉理工大学化学化工与生命科学学院武汉430070 华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074 Centre for Catalysis and clean energy School of Environment and ScienceGriffith UniversityGold CoastQLD4214Australia 中山大学化学学院广州510275 华南理工大学环境与能源学院广州510006 山东大学化学与化工学院济南250100 香港中文大学化学系中国香港999077 常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164 天津大学化工学院天津300350 天津大学材料科学与工程学院天津300350 Department of Materials University of OxfordOxfordOX13PH 青岛大学新能源科学与工程系山东青岛266071 河南工业大学化学化工学院郑州450001 华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 苏州大学能源学院江苏苏州215006 华南理工大学轻工科学与工程学院广州510641 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 湖南大学物理与微电子科学学院长沙410082 香港城市大学物理系中国香港999077 Department of Mechanical and Materials Engineering University of Western OntarioLondonOntario N6A 5B9Canada 西安交通大学化学学院西安710049 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

能源的存储和利用是当今科学和技术发展中的重大课题之一,尤其是作为高效的电能/化学能转化装置的二次电池相关技术一直是科学家研究的热点领域。在此背景下,本文较为系统地介绍目前二次电池的重要研究进展,将从二次电池的发展历史引入... 详细信息

能源的存储和利用是当今科学和技术发展中的重大课题之一,尤其是作为高效的电能/化学能转化装置的二次电池相关技术一直是科学家研究的热点领域。在此背景下,本文较为系统地介绍目前二次电池的重要研究进展,将从二次电池的发展历史引入,再到其相关的基础理论知识的介绍。随后较为详细地讨论当前不同体系的二次电池及相关应的关键材料的研究进展,涉及到锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、镁离子电池、锌离子电池、钙离子电池、铝离子电池、氟离子电池、氯离子电池、双离子电池、锂-硫(硒)电池、钠-硫(硒)电池、钾-硫(硒)电池、多价金属-硫基电池、锂-氧电池、钠-氧电池、钾-氧电池、多价金属-氧气电池、锂-溴(碘)电池、水系金属离子电池、光辅助电池、柔性电池、有机电池、金属-二氧化碳电池等。此外,也介绍了电池研究中常见的电极反应过程表征技术,包括冷冻电镜、透射电镜、同步辐射、原位谱学表征、磁性表征等。本文将有助于研究人员对二次电池进行全面系统的了解与把握,并为之后二次电池的研究提供很好的指导作用。

关键词：二次电池电池体系电池材料电化学知识表征技术

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