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Efficient and eco-friendly carbon dioxide capture with metal phosphate catalysts in monoethanolamine solutions

CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING 2024年第11期75卷 121-130页

作者： zhang, chunjin Yao, Xue Chen, Linlin Tang, Hua Chen, Siming Qingdao Univ Carbon Neutral & Ecoenvironm Technol Innovat Ctr Q Sch Environm Sci & Engn Qingdao 266075 Peoples R China China Univ Min & Technol Jiangsu Key Lab Coal Based Greenhouse Gas Control Xuzhou 221008 Peoples R China China Univ Min & Technol Carbon Neutralizat Inst Xuzhou 221008 Peoples R China China Univ Min & Technol Sch Chem Engn Xuzhou 221008 Peoples R China

Catalytic carbon dioxide (CO2 ) desorption has emerged as a promising approach to enhance the efficiency of CO(2 )capture while minimizing energy demands, crucial for advancing chemical absorption methods. This study investigates the catalytic potential of three metal phosphates (aluminium phosphate (AlPO4), cobaltous phosphate (Co-3(PO4)(2 )), and zinc phosphate (Zn-3(PO4)(2 ))) in improving the MEA (monoethanolamine) -based CO2 absorption-desorption performance. Among the catalysts tested, AlPO4 demonstrated superior performance, enhancing CO2 absorption capacity by 4.2% to 9.3% and desorption capacity by 12.3% to 22.7% across five cycles. Notably, AlPO4 increased the CO2 desorption rate by over 104.4% at a desorption temperature of 81.3 degrees C, simultaneously reducing the required sensible heat by 12.3% to 22.7%, compared to processes without catalysts. The improved efficiency is attributed to AlPO4's ability to effectively transfer hydrogen protons from protonated MEA to carbamate, thereby facilitating the decomposition of carbamate and regenerating CO2 . This research introduces a viable, cost-effective, and eco-friendly solid acid catalyst strategy for CO2 desorption, contributing to the development of more energy-efficient CO2 capture technologies. (c) 2024 The Chemical Industry and Engineering Society of China, and Chemical Industry Press Co., Ltd. All rights are reserved, including those for text and data mining, AI training, and similar technologies.

关键词： CO2 CO(2 )capture Catalytic desorption Energy reduction Metal phosphate Stability

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试论网络资源的规范控制

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现代图书情报技术 2008年第12期 27-31页

作者：刘炜张春景上海图书馆数字图书馆研究所上海200031

通过分析传统的规范控制,介绍传统规范控制的功能需求和规范控制的新框架(FRBR),引申出网络资源规范控制的必要性和可行性,最后总结出网络资源规范控制的功能需求和系统架构。

关键词：规范控制可信网络知识组织网络信息资源

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基于流固耦合的管道车振动运移水力特性数值模拟与试验

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振动与冲击 2019年第5期38卷 251-258页

作者：张春晋孙西欢李永业张学琴太原理工大学水利科学与工程学院太原030024 晋中学院山西晋中030600 章丘黄河河务局济南250200

鉴于传统运输方式在环境污染与能源危机方面存在的问题,提出了一种新型节能环保的运输方式——筒装料管道水力输送技术。为了进一步分析管道车在平直管段振动运移的水力特性,采用ANSYS Fluent 12.0对管道车结构响应和管道内部流场进行... 详细信息

鉴于传统运输方式在环境污染与能源危机方面存在的问题,提出了一种新型节能环保的运输方式——筒装料管道水力输送技术。为了进一步分析管道车在平直管段振动运移的水力特性,采用ANSYS Fluent 12.0对管道车结构响应和管道内部流场进行流固耦合数值模拟,其中流场计算采用RNG k-ε紊流模型,结构响应计算采用结构动力学方程。结果表明:模拟值与试验值基本吻合,且相对误差不超过4.8%;管道车在平直管段的瞬时速度在一定范围内呈不规则振动变化,可以将管道车的振动运移视为恒定运动;管道车近壁面流场区域的沿程测压管水头呈"W"型分布规律;管道车运移时平均能耗与管道流量之间呈线性变化趋势。该研究对进一步准确掌握管道车在平直管段振动运移过程中轴向流速与压强的瞬态变化特性具有重要的参考价值。

关键词：筒装料管道水力输送流固耦合水力特性数值模拟管道车

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螺旋流起旋器内部流场水力特性数值模拟与验证

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农业工程学报 2018年第1期34卷 53-62页

作者：张春晋孙西欢李永业张学琴太原理工大学水利科学与工程学院太原030024 晋中学院晋中030600 章丘黄河河务局济南250200

为了有效解决低压平直管道在田间长距离调水中泥沙淤积问题,该文设计了一种螺旋流起旋装置:螺旋流起旋器。与传统的起旋装置相比,螺旋流起旋器的导叶被固定在与管道保持同心状态的料筒外壁面。该文基于RNG k-ε湍流模型,采用Fluent 12.... 详细信息

为了有效解决低压平直管道在田间长距离调水中泥沙淤积问题,该文设计了一种螺旋流起旋装置:螺旋流起旋器。与传统的起旋装置相比,螺旋流起旋器的导叶被固定在与管道保持同心状态的料筒外壁面。该文基于RNG k-ε湍流模型,采用Fluent 12.0对不同导叶长度条件下螺旋流起旋器内部流场水力特性进行了非定常数值模拟,并将模拟值与试验值对比分析,结果表明:螺旋流起旋器内部流场模拟值与试验值基本吻合,且流速场和压力场的最大相对误差分别不超过6.4%和1.3%,进一步表明采用Fluent数值模拟求解螺旋流起旋器内部流场是可行的;随着导叶长度的增加,螺旋流起旋器下游流场的轴向流速的影响区域将逐渐减小,而径向流速、周向流速及涡量的影响区域将逐渐增大;螺旋流起旋器能耗损失与起旋效率均随着导叶长度的增加呈现出增大的变化趋势;螺旋流起旋器内部流场涡量主要分布于料筒近壁面、导叶近壁面及螺旋流起旋器的下游流场。该研究不仅为螺旋流起旋器的设计与优化提供了参考依据,同时还为进一步完善管道螺旋流长距离输固理论提供了坚实的理论基础。

关键词：灌溉流场数值分析低压管道起旋器螺旋流起旋效率导叶

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基于Fluent的管道车振动运移水力特性仿真分析

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振动与冲击 2021年第17期40卷 70-75,98页

作者：张春晋张学琴张敏李永业孙西欢黄河水利科学研究院水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室郑州450003 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 太原理工大学水利科学与工程学院太原030024 济南黄河河务局章丘黄河河务局济南250200 黄河水利委员会规划计划局郑州450003

为了分析管道车振动运移时管道流场水力特性,采用Fluent软件对管道车结构响应与管道流场特性联立求解,其中管道流场计算采用雷诺时均动量方程,管道车结构响应计算运用结构动力学方程。结果表明:利用流固耦合数值模拟分析管道车在平直管... 详细信息

为了分析管道车振动运移时管道流场水力特性,采用Fluent软件对管道车结构响应与管道流场特性联立求解,其中管道流场计算采用雷诺时均动量方程,管道车结构响应计算运用结构动力学方程。结果表明:利用流固耦合数值模拟分析管道车在平直管道振动运移水力特性是可行的。管道车在平直管道平动速度在微小范围呈不规则波动,可将管道车运动视为振动运移。随着管道车直径比增加,管道平均压降系数呈先减小后增大,而管道车机械效率却呈先增大后减小。该研究将对掌握管道车振动运移时流速与压强的变化规律具有重要参考价值。

关键词：筒装料管道水力输送管道车水力特性平直管道振动运移

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筒装料管道水力输送动边界环状缝隙流水力特性数值模拟

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农业工程学报 2017年第19期33卷 76-85页

作者：张春晋孙西欢李永业张学琴太原理工大学水利科学与工程学院太原030024 晋中学院晋中030600 章丘黄河河务局济南250200

针对农产品长距离输送中存在的运输效率低和输送成本高等问题,提出了一种具有应用前景的农业机械运输方式—筒装料管道水力输送技术。该文基于Fluent软件,采用RNG k-ε湍流模型、6Do F耦合模型以及PISO算法对动边界环状缝隙流进行数值模... 详细信息

针对农产品长距离输送中存在的运输效率低和输送成本高等问题,提出了一种具有应用前景的农业机械运输方式—筒装料管道水力输送技术。该文基于Fluent软件,采用RNG k-ε湍流模型、6Do F耦合模型以及PISO算法对动边界环状缝隙流进行数值模拟,分析不同环状缝隙宽度对动边界环状缝隙流场水力特性的影响。同时,对不同环状缝隙宽度条件下管道车在平直管道的运移进行模型试验,并将试验结果与模拟结果进行对比。结果表明:模拟结果和试验结果基本一致,最大相对误差不超过5.3%;动边界环状缝隙流中管道静边界区域压强呈现出进口区域压强降低,中间区域压强升高以及出口区域压强再次急剧降低的变化趋势;动边界环状缝隙流的水力特性不仅受到管道车动边界结构参数的影响,而且还受到管道车动边界上、下游管道内部流场的影响。该研究不仅完善了动边界环状缝隙流的相关理论,而且为进一步探究筒装料管道水力输送中动边界环状缝隙流水力特性提供了一种切实可行的研究手段。

关键词： CFD 压强流速筒装料管道水力输送环状缝隙流水力特性管道车

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黄河下游三官庙至韦滩河段主流摆动规律及其驱动机制

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应用基础与工程科学学报 2023年第5期31卷 1110-1124页

作者：张春晋张敏姚文艺李勇马东方中国水利水电科学研究院水利部泥沙科学与北方河流治理重点实验室北京100048 黄河水利科学研究院水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室河南郑州450003 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098

随着三门峡、小浪底、陆浑、故县以及河口村等骨干水库群的联合调度运用,黄河下游的水沙过程发生了显著的改变.近年来,特殊的水沙条件引起黄河下游三官庙至韦滩河段的河势发生改变,造成了滩地大量坍塌,并且危及到两岸村庄与堤防安全.为... 详细信息

随着三门峡、小浪底、陆浑、故县以及河口村等骨干水库群的联合调度运用,黄河下游的水沙过程发生了显著的改变.近年来,特殊的水沙条件引起黄河下游三官庙至韦滩河段的河势发生改变,造成了滩地大量坍塌,并且危及到两岸村庄与堤防安全.为了明确三官庙至韦滩河段的主流摆动规律及其驱动机制,采用资料分析与理论研究,阐述了三官庙至韦滩河段的河道与工程概况,分析了该河段水沙过程与河道冲淤变化特征.同时,根据不同时期该河段的河势调整特点及其与水沙过程之间的响应关系,预估了不同流量过程条件下的河势演变趋势.研究表明,从短期来看,长历时大水冲刷形成的河槽较为稳定,加之河道整治工程的不断完善,河势将按照治导线行走的概率增大.但是从长期来看,随着骨干水库群的投入使用与工农业用水量的增长,黄河下游持续小水的可能性将偏大,主流则会在河道内摆动.

关键词：畸形河势水沙变化冲淤特性河势调整主流摆动治导线

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龙抬头式泄洪洞安全监测指标分析

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排灌机械工程学报 2022年第11期40卷 1112-1119页

作者：张春晋孙西欢李永业黄河水利科学研究院水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室河南郑州450003 太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024

基于1∶40正态水工模型,运用RNG k-ε双方程湍流模型对设计与校核2种特征洪水位下小浪底水电站2^(#)龙抬头式泄洪洞衔接段流场水力特性进行数值模拟,求解了该泄洪洞泄流能力、流速分布、压强分布及空化数等水力特性.同时从空化数、流速... 详细信息

基于1∶40正态水工模型,运用RNG k-ε双方程湍流模型对设计与校核2种特征洪水位下小浪底水电站2^(#)龙抬头式泄洪洞衔接段流场水力特性进行数值模拟,求解了该泄洪洞泄流能力、流速分布、压强分布及空化数等水力特性.同时从空化数、流速、测压管水头及洞顶余幅等角度提出了龙抬头式泄洪洞安全监测指标,并构建了龙抬头式泄洪洞安全监测预警级别.研究结果表明:流量系数、流速及测压管水头模拟值与试验值吻合较好,说明采用数值模拟可较好地求解龙抬头式泄洪洞衔接段流场水力特性.龙抬头式泄洪洞的风险程度可划分为安全、低警、中警及高警等四级预警状态.影响龙抬头式泄洪洞安全运行的安全监测指标按照权重由大到小顺序依次为空化数、测压管水头、洞顶余幅及流速.研究结果将为龙抬头式泄洪洞的优化设计与安全施工提供一定的理论指导与技术支撑.

关键词：龙抬头式泄洪洞安全监测指标湍流模型衔接段数值模拟

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流固耦合作用对筒装料管道车水力输送内部流场特性的影响

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农业工程学报 2018年第18期34卷 299-307页

作者：张春晋孙西欢李永业张学琴张雪兰杨小妮李飞太原理工大学水利科学与工程学院太原030024 晋中学院晋中030600 章丘黄河河务局济南250200 太原理工大学现代科技学院孝义032300

为了进一步分析流固耦合作用对筒装料管道水力输送内部流场特性的影响,采用商用ANSYS Fluent 12.0软件对管道流体域与管道车固体域进行联合求解,并将耦合计算的模拟值与试验值进行对比。管道流体域非稳态计算采用雷诺时均动量方程和RNG... 详细信息

为了进一步分析流固耦合作用对筒装料管道水力输送内部流场特性的影响,采用商用ANSYS Fluent 12.0软件对管道流体域与管道车固体域进行联合求解,并将耦合计算的模拟值与试验值进行对比。管道流体域非稳态计算采用雷诺时均动量方程和RNG k-ε湍流模型,管道车固体域瞬时速度与位移的耦合计算采用结构动力学方程。结果表明:模拟值与试验值基本吻合,且管道车运移时瞬时速度、脉动压强、流速分布以及压强分布的最大相对误差分别不超过1.43%、3.16%、5.28%和1.64%,得到采用流固耦合方法求解筒装料管道水力输送的内部流场特性是可行的;随着径长比的增加,管道车车前近壁面区域的轴向流速、径向流速与压强的影响范围增大,涡量幅值的影响范围减小,周向流速的影响范围呈先减小后增大;管道车下游流场的能量耗散与能量转化共同引起了管道车车前近壁面区域出现了低压区,而能量转化使得管道车下游流场的压强又再次回升;管道车的时均压降系数随着径长比的增加呈先减小后增大,且径长比为0.7的管道车时均压降系数最小。该文的研究将为管道车的结构设计与动力学机理分析提供理论参考。

关键词：流场压强农产品流固耦合流场特性管道车径长比耦合模型

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管道车在平直管段振动运移水力特性分析

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振动与冲击 2021年第11期40卷 42-47页

作者：张春晋张学琴张敏李永业孙西欢贾晓萌黄河水利科学研究院水利部黄河泥沙重点实验室郑州450003 章丘黄河河务局济南250200 太原理工大学水利科学与工程学院太原030024 晋中学院山西晋中030619

近年来,传统运输方式存在交通堵塞、能源危机与环境污染等问题,已严重制约经济社会与生态环境的可持续发展。筒装料管道水力输送是一种集节能和环保于一体的运输方式,能够克服传统运输方式的不足。为分析管道车在平直管段振动运移水力特... 详细信息

近年来,传统运输方式存在交通堵塞、能源危机与环境污染等问题,已严重制约经济社会与生态环境的可持续发展。筒装料管道水力输送是一种集节能和环保于一体的运输方式,能够克服传统运输方式的不足。为分析管道车在平直管段振动运移水力特性,对管道流体域与管道车固体域进行流固耦合求解,并将模拟值与试验值对比。结果表明:管道车瞬时平动速度与瞬时转动角速度呈波动变化,可将其运动视为振动运移;导流条安放角增加引起管道车平动速度与转动角速度增大;环状缝隙流与管道流体掺混引起管道车下游压强先降低后升高;管道车振动运移时流速分布一致,而压强分布呈现降低趋势;导流条安放角增加使得平均压降系数呈先减小后增大,当安放角为24°,平均压降系数最小。该研究将为筒装料管道水力输送实际应用提供理论基础。

关键词：流固耦合管道车水力特性导流条振动运移

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