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金属类单原子流体捕集二氧化碳性能

当代化工研究 2022年第16期 27-30页

作者：周晨阳余云松张辰张景峰李媛张早校西安交通大学化学工程与技术学院陕西710049 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西710049

为了减缓二氧化碳对全球变暖的影响,解决吸收法捕集二氧化碳的高能耗问题,开发了基于铂单原子催化剂、氢化亚铜和铯铅溴(CsPbBr_(3))钙钛矿的三种单原子流体。通过电镜表征,发现金属原子呈现均匀分布的状态,验证了流体中单原子的存在。... 详细信息

为了减缓二氧化碳对全球变暖的影响,解决吸收法捕集二氧化碳的高能耗问题,开发了基于铂单原子催化剂、氢化亚铜和铯铅溴(CsPbBr_(3))钙钛矿的三种单原子流体。通过电镜表征,发现金属原子呈现均匀分布的状态,验证了流体中单原子的存在。基于CsPbBr_(3)钙钛矿的单原子流体具有热电效应,能够产生0.1~0.2V的平均电压,相比于常规溶剂具有显著特色。吸收实验表明铂基单原子流体和基于CsPbBr_(3)钙钛矿的单原子流体都能够捕集二氧化碳。高速摄像仪拍摄实验证实了铂基单原子流体中二氧化碳的解吸,解吸温度在90℃以下,远低于常规吸收法高于120℃的解吸温度,具有巨大节能潜力。因此,单原子流体在工业上具有广阔的应用前景。

关键词：温室效应单原子流体铂单原子氢化亚铜热电效应

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金属氢化物反应器的设计与过程模拟

西安交通大学学报 2006年第7期40卷 831-835页

作者：王玉琪杨福胜张早校冯霄郭权发西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对工业废热回收装置的要求，提出了一种新型的环盘式化学热泵反应器．该反应器采用多组配对环盘装填金属氢化物，环盘面积取壳体截面积的50％～80％，具有结构紧凑、反应传热均匀、工业调控方便等优点．应用多元价值取向模型进行的多... 详细信息

针对工业废热回收装置的要求，提出了一种新型的环盘式化学热泵反应器．该反应器采用多组配对环盘装填金属氢化物，环盘面积取壳体截面积的50％～80％，具有结构紧凑、反应传热均匀、工业调控方便等优点．应用多元价值取向模型进行的多种反应器方案的系统评估表明，新型反应器的综合评价指标优度为0．898，明显优于其他类型．采用有限容积法对描述反应器动态过程的非局部热平衡模型进行了离散求解，模拟结果证明新型反应器的工作过程较为快速和均匀，操作周期在0．5h内，适用于工业热能的回收利用；同时，为平衡氢化／脱氢过程反应传热的不对称性，应尽可能强化氢化传热过程与脱氢反应过程．

关键词：金属氢化物化学热泵反应器设计热能回收

基于全生命周期分析的热泵水果干燥机的R1234ze(E)型环保工质替代评价

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制冷技术 2023年第6期43卷 68-75页

作者：吕笑冲袁俊霍天晴杨福胜张伟张早校西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 西安近代化学研究所陕西西安710065 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室陕西西安710065

本文讨论了对原有制冷剂的替代品R1234ze(E)在替代后的在热泵水果干燥机上应用的环保性能,采用生命周期评价的方法,从非生物资源消耗潜能(ADP)等8个环保指标进行评价,并通过调研国家环保需求,计算综合评价指标以进行新制冷剂的综合环境... 详细信息

本文讨论了对原有制冷剂的替代品R1234ze(E)在替代后的在热泵水果干燥机上应用的环保性能,采用生命周期评价的方法,从非生物资源消耗潜能(ADP)等8个环保指标进行评价,并通过调研国家环保需求,计算综合评价指标以进行新制冷剂的综合环境影响评价。结果表明:R1234ze(E)制冷剂机组在减碳性能方面突出,较之R134a机组提升16.97%,但是其他指标的表现均不同程度的劣于R134a机组。综合评价各个环境指标,两机组表现相近,可以认为现阶段没有必要对原机组进行制冷剂替换,但是未来可以考虑将其运用在新制造的机组中。

关键词：热泵水果干燥第四代制冷剂生命周期评价节能减碳分析

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间歇过程热回收目标的研究

西安交通大学学报 2000年第8期34卷 79-82页

作者：张早校冯霄郁永章西安交通大学西安710049

提出了一种用于间歇过程设计且改进的时间温度级联新方法 ,用于间歇过程的热集成及用能诊断 .在分析了用于间歇过程热集成的一些主要方法特点的基础上 ,提出了用启发法确定中间热贮存的次数和吸收、释放时机 ,并用时间温度级联法确定间... 详细信息

提出了一种用于间歇过程设计且改进的时间温度级联新方法 ,用于间歇过程的热集成及用能诊断 .在分析了用于间歇过程热集成的一些主要方法特点的基础上 ,提出了用启发法确定中间热贮存的次数和吸收、释放时机 ,并用时间温度级联法确定间歇过程热集成目标的基本思想 .研究表明 ,该方法所获得的热回收目标不仅符合工程实际情况 ,而且也便于操作 .

关键词：间歇过程时间温度级联热贮存用能诊断热回收

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基于延迟均衡的CO_2两相引射器模型研究

制冷学报 2016年第4期37卷 1-6页

作者：何阳张早校薛长乐张亚洲邓建强西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

引射器对跨临界CO2引射制冷系统性能有极大的影响。本文考虑CO2两相引射器中存在的非平衡相变、超音速和壅塞等复杂流动现象,构建了CO2两相引射器的1D分布模型,并采用延迟均衡理论分析喷嘴中的非平衡相变过程。与实验结果比较显示,所建... 详细信息

引射器对跨临界CO2引射制冷系统性能有极大的影响。本文考虑CO2两相引射器中存在的非平衡相变、超音速和壅塞等复杂流动现象,构建了CO2两相引射器的1D分布模型,并采用延迟均衡理论分析喷嘴中的非平衡相变过程。与实验结果比较显示,所建立的延迟均衡模型能够很好的预测引射器的性能。此外,通过与均衡模型的相比显示,在本文所选工况下,延迟均衡模型计算所得的主动流流量比均衡模型预测值低12.39%-25.30%,同时非平衡现象将延缓喷嘴中的膨胀过程,使得喷嘴出口压力比均衡模型预测值高。本文采用所建模型进一步分析了引射器的结构对性能的影响,结果显示在一定的工况下存在最优的混合室直径使得引射系数和升压比都较高;而当混合室直径一定时,较长的混合室有利于提高引射器的升压比。

关键词：两相引射器延迟均衡模型非平衡相变 CO2

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新型太阳能热泵干燥系统的设计与理论研究

太阳能学报 2010年第5期31卷 568-574页

作者：孟翔宇杨福胜邓建强王玉琪张早校西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 西北大学化学工程学院西安710069

结合金属氢化物热泵的特点,提出了一种耦合氢能的太阳能热泵干燥系统。具体介绍了其系统工作原理及流程,建立了系统各设备的能量转换及炯分析模型;以干燥种子的算例分析了不同参数对系统性能的影响。结果表明,系统具有较高的除湿率(SMER... 详细信息

结合金属氢化物热泵的特点,提出了一种耦合氢能的太阳能热泵干燥系统。具体介绍了其系统工作原理及流程,建立了系统各设备的能量转换及炯分析模型;以干燥种子的算例分析了不同参数对系统性能的影响。结果表明,系统具有较高的除湿率(SMER)值,且其主要与太阳能辐射量大小有关;系统优化应以太阳能辐射量为基础,以提高金属氢化物热泵的(火用)效率为目标,而系统与太阳能蓄热技术的耦合运用是发展的另一个方向。

关键词：金属氢化物太阳能热泵干燥

以生物质为燃料的SOFC和发动机热电联供系统:参数分析和性能优化

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化工学报 2021年第2期72卷 1089-1099页

作者：朱鹏飞郭磊磊尧兢杨福胜张早校吴震西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 陕西省能源化工过程强化重点实验室陕西西安710049 动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

针对清洁高效能源转换技术需求,提出了一种以生物质为燃料的新型混合发电系统,该系统由生物质气化装置、固体氧化物燃料电池、发动机和余热回收子系统组成。采用Aspen Plus对系统进行了热力学建模,基于建模结果进行了参数分析,以确定关... 详细信息

针对清洁高效能源转换技术需求,提出了一种以生物质为燃料的新型混合发电系统,该系统由生物质气化装置、固体氧化物燃料电池、发动机和余热回收子系统组成。采用Aspen Plus对系统进行了热力学建模,基于建模结果进行了参数分析,以确定关键参数对系统性能的影响。同时,通过ε-constraint的方法进行了效率最大和比发电成本最小的双目标优化。结果表明:随着蒸汽生物质比S/B的增加,系统发电效率从47.3%增加到50.3%;随着燃料利用率的增加,发电效率从45.5%增加到48.2%;入口生物质量和空气当量比的增加会使发电效率呈现下降趋势。在Pareto最优解的情况下,该混合系统可以同时达到系统效率为53.5%,比发电成本SEEC为0.0576 USD/(kW·h),与标准电厂的能源成本(0.0546 USD/(kW·h))相当,而与以天然气为燃料的SOFC-发动机系统相比则降低了19.6%,说明该新型热电联供系统是一种清洁、高效、经济的能源转换技术。

关键词：固体氧化物燃料电池生物质气化参数分析多目标优化

金属氢化物热压缩机吸放氢传热传质的对称性研究

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西安交通大学学报 2013年第9期47卷 119-125页

作者：马进成杨福胜王玉琪吴震鲍泽威张早校曹建党西北大学化工学院西安710069 西安交通大学化学工程与技术学院西安710049 西安西骏新材料有限公司西安710086

针对金属氢化物热压缩机(MHTC)在实际应用过程中存在的吸放氢非对称性限制,开展了MHTC传热传质对称性的研究和优化。根据局部热平衡模型,以2D圆环剖面为计算区域,对MHTC多管束反应器实施了模拟,并对模拟过程中的参数及结构进行了优化。... 详细信息

针对金属氢化物热压缩机(MHTC)在实际应用过程中存在的吸放氢非对称性限制,开展了MHTC传热传质对称性的研究和优化。根据局部热平衡模型,以2D圆环剖面为计算区域,对MHTC多管束反应器实施了模拟,并对模拟过程中的参数及结构进行了优化。优化结果表明:以4层管的多管束反应器为基准,改变吸放氢反应条件能改善反应过程的不对称性特征,即吸、放氢压力分别为2、0.05MPa,温度为293、393K,传热系数为1 000 W/(m2·K)时,吸氢反应分率由0.1上升到0.9;放氢反应分率由0.9降至0.1时,所用时间分别为350和360s,温度变化幅度分别为40和43K,显示出明显的对称性。在反应前20s内,放氢过程中平衡压力的变化剧烈,占平衡压力总变化量的50%以上,为反应过程中的高效反应阶段。

关键词：金属氢化物热压缩机反应器传热传质

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螺旋折流板换热器三角区漏流阻塞的实验研究

化工学报 2014年第9期65卷 3389-3394页

作者：王斯民明玉生陈亢张早校文键薛玉兰西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

目前普遍使用的螺旋折流板换热器壳程的一个螺距主要采用4块平面折流板结构，但在相邻两块折流板的直边搭接处存在顶角相对的两个三角漏流区，使壳程流体偏离理想的螺旋流，严重影响了换热器的性能。采用折面折流板结构，可以封闭原始... 详细信息

目前普遍使用的螺旋折流板换热器壳程的一个螺距主要采用4块平面折流板结构，但在相邻两块折流板的直边搭接处存在顶角相对的两个三角漏流区，使壳程流体偏离理想的螺旋流，严重影响了换热器的性能。采用折面折流板结构，可以封闭原始折流板之间的外侧三角漏流区，使壳程流体更接近连续的螺旋流动。实验结果表明，采用折面折流板代替原始的平面折流板后，换热器总传热系数增加6．7％～19．1％，平均增大16．9％，表明此折面折流板能有效提高螺旋折流板换热器的换热性能。虽然壳程压降也随之增大，但带来的泵耗功率增量非常有限。换热器的热性能因子均大于1．0，平均值为1．071，表明结构改进后的换热器，其综合性能平均提高7．1％。基于实验数据，拟合了结构改进前后的换热器壳程传热系数和阻力系数的相关实验关联式。研究结果对于换热器的节能优化具有重要的指导意义。

关键词：螺旋折流板换热器传热优化折面板三角漏流区实验验证