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废锂离子电池碳热还原优先提锂工艺优化

化工进展 2024年第4期43卷 2174-2182页

作者：周铭贤叶小舟上海电气集团股份有限公司中央研究院上海200070

对废旧三元锂离子电池正极材料采用碳热还原-通二氧化碳水浸的工艺进行优先提锂。本文采用单一变量法探究焙烧过程中焙烧温度、焙烧时长、有效加碳量及水浸过程中水浸时长、水浸固液比、二氧化碳流量、逆流水洗级数等参数改变带来的金... 详细信息

对废旧三元锂离子电池正极材料采用碳热还原-通二氧化碳水浸的工艺进行优先提锂。本文采用单一变量法探究焙烧过程中焙烧温度、焙烧时长、有效加碳量及水浸过程中水浸时长、水浸固液比、二氧化碳流量、逆流水洗级数等参数改变带来的金属元素浸出率的影响。在焙烧温度700℃、焙烧时长120min、有效加碳量(75.56%含碳量的炭粉)为14%(质量分数)、液固比10mL/g、水浸时长180min、二氧化碳通入量100mL/min、三级逆流水洗的最佳条件下,可以达到锂的浸出率为96.31%,钴、镍、锰金属的浸出率均低于0.1%。同时考察了该工艺对于不同型号的废三元锂离子电池回收的适用性,发现提锂效果均在90%以上,具有良好的原料适应性。此外,通过X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜探究碳热还原前后的物相变化。

关键词：废旧三元锂离子电池碳热还原优先提锂浸出率

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X80管线钢水下湿法多道焊残余应力分析

焊接学报 2024年第3期45卷 15-21,I0004页

作者：严春妍顾正家聂榕圻张可召吴晨王宝森河海大学常州213022 宝钢集团中央研究院上海200431

采用不同焊接电流对X80管线钢板进行水下湿法焊接,同时利用175 A电流下陆地焊接试验进行对比,获得了焊接电流对水下湿法焊接接头的显微组织、硬度分布、温度场和残余应力分布的影响规律.结果表明,相同的电流条件下,水下焊接接头的显微... 详细信息

采用不同焊接电流对X80管线钢板进行水下湿法焊接,同时利用175 A电流下陆地焊接试验进行对比,获得了焊接电流对水下湿法焊接接头的显微组织、硬度分布、温度场和残余应力分布的影响规律.结果表明,相同的电流条件下,水下焊接接头的显微组织类型和构成与陆上焊接接头不同,焊缝的显微组织主要为先共析铁素体、粒状贝氏体、条状贝氏体和针状铁素体,粗晶热影响区的显微组织主要为条状贝氏体和少量粒状贝氏体;水下湿法焊接接头比陆地焊接接头具有更高的硬度、冷却速度和残余应力水平.水下湿法焊接接头具有较高的残余应力水平,175~205 A范围内,随着焊接电流增加,焊缝中侧板条铁素体和针状铁素体数量有所增加,焊接接头最高硬度、等效残余应力峰值和纵向残余应力峰值略有下降.

关键词：水下湿法焊接多道焊温度场应力场

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富氢碳循环氧气高炉碳减排能力及工业实证

炼铁 2024年第3期43卷 1-5页

作者：许海法朱仁良毛晓明中国宝武集团中央研究院上海200126

基于高炉工艺的低碳工艺技术,中国宝武自主开发了富氢碳循环氧气高炉(HyCROF)新工艺,旨在通过碳循环来实现碳化学能的完全利用,同时使用氢替代碳还原和电替代碳加热,从而达到大幅度碳减排的目标。为了验证HyCROF工艺技术理念的可行性和... 详细信息

基于高炉工艺的低碳工艺技术,中国宝武自主开发了富氢碳循环氧气高炉(HyCROF)新工艺,旨在通过碳循环来实现碳化学能的完全利用,同时使用氢替代碳还原和电替代碳加热,从而达到大幅度碳减排的目标。为了验证HyCROF工艺技术理念的可行性和碳减排效果,在已有的430m高炉基础上,通过改造建设了工业规模级HyCROF试验平台,并持续开展了大量的工业实证研究。研究结果表明:①HyCROF工艺安全、稳定、顺行、高效,抗波动能力强,可大幅降低固体燃料消耗;②HyCROF工艺碳减排效果显著,依靠碳循环时,固体燃料消耗可下降30%,碳素比也下降了30%,再结合富氢,固体燃料消耗和碳素比可下降约37%。

关键词：氧气高炉富氢碳循环低碳炼铁碳减排 HyCROF

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电催化分解液氨阳极材料的研究

化工学报 2024年第5期75卷 1843-1854页

作者：裴欣哲孙朱行林钰翔张朝阳钱勇吕兴才上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 隆基绿能科技有限公司中央研究院陕西西安710100

氨是一种具有高储氢密度的化学储氢材料,通过氨氢转换可以实现能源的高效利用。氨分解产氢是氨氢转换过程的重要一环,在氨分解的途径中电催化直接分解液氨理论上具有最低能耗,若能有效降低液氨直接电解阳极的过电位,电催化分解液氨在氢... 详细信息

氨是一种具有高储氢密度的化学储氢材料,通过氨氢转换可以实现能源的高效利用。氨分解产氢是氨氢转换过程的重要一环,在氨分解的途径中电催化直接分解液氨理论上具有最低能耗,若能有效降低液氨直接电解阳极的过电位,电催化分解液氨在氢经济中将具有广阔的前景。依次使用铜、钴、铁、钼、钒、钛、碳纸和304不锈钢作为液氨电解过程阳极材料进行线性扫描伏安测试、循环伏安测试、电化学阻抗谱测试和计时电位测试,以研究这些材料在2.0 mol/L NH4Cl的液氨溶液中的电催化活性和在高电流密度下的耐腐蚀性能。结果表明:钛作为液氨电解过程的阳极电催化活性很差;铜、钴和铁虽具有优异的电催化活性,但在正向电位下会发生严重腐蚀;304不锈钢虽具有优异的电催化活性,但在高电流密度下稳定性一般;碳纸电催化活性较差,但高电流密度下具有良好的稳定性,且活性表面积较大,适合作为液氨电解阳极催化剂基底材料;钼和钒电催化活性优于碳纸,在高电流密度下腐蚀率较低,可以作为液氨电解阳极材料。

关键词：电催化氨氧化电解液氨电化学腐蚀化学储氢

基于改进自编码器的转炉炼钢工艺模式提取方法

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工程科学学报 2024年第6期46卷 1108-1119页

作者：董倩倩胡帅杰黎敏于艳谷茂强北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

转炉炼钢吹炼过程的控制主要包括供氧、造渣和底吹等工艺操作,吹炼过程控制的稳定性直接影响着终点钢水的质量.传统的静态控制模型以物料平衡和热平衡为基础获得吹炼过程工艺操作模式,未考虑以原料为主的标量型数据和以工艺参数为主的... 详细信息

转炉炼钢吹炼过程的控制主要包括供氧、造渣和底吹等工艺操作,吹炼过程控制的稳定性直接影响着终点钢水的质量.传统的静态控制模型以物料平衡和热平衡为基础获得吹炼过程工艺操作模式,未考虑以原料为主的标量型数据和以工艺参数为主的时序型数据之间的强耦合关系,导致传统静态模型的可靠性不高,需要依靠人工经验来调整工艺参数.为解决上述问题,提出一种基于改进自编码器的转炉炼钢工艺模式提取方法,该方法以自编码器为基础结构,使用全连接模块、长短期记忆网络模块、一维卷积模块和批量K-Means模块建立聚类模型,并联合聚类损失函数和重构损失函数实现模型的训练,获得原始高维数据在低维特征空间所对应的隐藏向量;在此基础上,利用隐藏向量完成聚类;最后,在属于不同聚类类别的数据中,寻找离各个聚类中心最近的样本,将最近样本的供氧、造渣和底吹工艺操作作为该类样本的工艺操作模式.利用转炉炼钢生产过程实际数据验证了所提方法的有效性,使用标量型数据和提取的工艺模式数据预测终点碳温,终点碳的质量分数在±0.02%误差范围内的平均命中率为95.06%,终点温度在±20℃误差范围内的平均命中率为91.48%,在终点碳的质量分数±0.02%、温度±20℃误差范围内的平均双命中率为90.80%.

关键词：转炉炼钢多变量时间序列工艺模式提取长短期记忆网络一维卷积神经网络

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颗粒脱离壁面时湍流诱导的随机振荡现象研究

工程热物理学报 2024年第7期45卷 1990-1993页

作者：尤志凯张易阳廖亚琴方筑李水清孙立斌吴莘馨清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 东方电气中央研究院成都611731 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

颗粒再悬浮是很多自然现象和工业过程中广泛存在的现象。颗粒脱离壁面的过程包含了颗粒-壁面黏附,湍流-颗粒相互作用等物理机制,研究颗粒再悬浮过程对预测颗粒再悬浮率,开发颗粒清除技术有着重要意义,但至今仍然没有一个统一的理论能够... 详细信息

颗粒再悬浮是很多自然现象和工业过程中广泛存在的现象。颗粒脱离壁面的过程包含了颗粒-壁面黏附,湍流-颗粒相互作用等物理机制,研究颗粒再悬浮过程对预测颗粒再悬浮率,开发颗粒清除技术有着重要意义,但至今仍然没有一个统一的理论能够描述颗粒脱离壁面准确过程。本文对球形单颗粒再悬浮过程进行了高速显微摄像实验,发现了颗粒脱离壁面时湍流诱导的颗粒随机振荡现象;研究了颗粒振荡频率与颗粒粒径的关系,颗粒粒径越小,振荡频率越大。

关键词：颗粒再悬浮高速摄像实验随机振荡

基于PIR的办公建筑室内人员定位及动作识别模型

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建筑科学 2024年第4期40卷 8-15页

作者：张静思赵婷周翔美的集团中央研究院上海201702 同济大学机械与能源工程学院上海201804

准确识别人行为,是办公场景智能化的基础。本研究通过收集场景内的被动红外(PIR)传感器阵列信号,分析人员在不同位置、不同动作强度组合下的数据特征。首先,基于多种机器学习算法建立人员位置和动作同时识别的模型,相较于KNN、RF、SVM、... 详细信息

准确识别人行为,是办公场景智能化的基础。本研究通过收集场景内的被动红外(PIR)传感器阵列信号,分析人员在不同位置、不同动作强度组合下的数据特征。首先,基于多种机器学习算法建立人员位置和动作同时识别的模型,相较于KNN、RF、SVM、MLP单一模型,Stacking融合模型性能更优、稳定性更好。然后,分析了面向连续数据流时,多时间步长Stacking模型组合表现更优;注重整体指标时,建议选用短时间步长组合模型;注重识别精度时,建议使用长时间步长组合模型。模型识别准确率达0.99,人员位置识别准确率为0.87,人员动作强度识别准确率为0.89。最后,讨论了区域划分和仪器布置对模型的影响。采用大尺度划分方式,人员位置识别准确率提高;小尺度划分方式下,人员定位更精确。可以通过调整PIR传感器的空间布置,减少传感器台数至8台。

关键词：建筑人行为 PIR传感器动作识别机器学习人员位置

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耐热型取向硅钢涂层特性与磁性能

材料导报 2024年第1期38卷 143-147页

作者：何承绪马光毛航银祝志祥韩钰高洁张一航胡卓超先进输电技术国家重点实验室(国网智能电网研究院有限公司) 北京102209 国网浙江省电力公司浙江金华310007 宝钢股份中央研究院硅钢所上海200000

本工作对耐热型取向硅钢薄板进行了分析,研究了退火温度对其涂层的影响,探索了复杂工况条件、拉应力及压应力对薄板磁性能的影响规律。结果表明:选取的耐热型取向硅钢薄板涂层附着性为C级和D级,涂层包含绝缘涂层和硅酸镁底层,刻痕区硅... 详细信息

本工作对耐热型取向硅钢薄板进行了分析,研究了退火温度对其涂层的影响,探索了复杂工况条件、拉应力及压应力对薄板磁性能的影响规律。结果表明:选取的耐热型取向硅钢薄板涂层附着性为C级和D级,涂层包含绝缘涂层和硅酸镁底层,刻痕区硅酸镁底层被严重破坏。退火对耐热型取向硅钢涂层表面绝缘电阻无明显影响,但影响涂层的附着性,耐热型取向硅钢带材表面的绝缘涂层不具备耐热性。过励磁与直流偏磁工况比谐波工况对带材损耗、噪声、磁致伸缩的影响更为明显。压应力对耐热型取向硅钢磁性能、噪声均产生不利的影响,而拉应力在一定范围内对损耗具有降低作用,同时不影响噪声。

关键词：耐热型取向硅钢涂层磁性能复杂工况拉应力

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机器学习方法在熔盐储热材料研究中的应用

上海电气技术 2024年第2期17卷 66-72,91页

作者：仇秋玲张艳梅上海电气集团股份有限公司中央研究院上海200070

经济性好、储能密度高的熔盐储热材料有望成为提高新能源运行稳定性和发电效率的最具潜力储能材料。目前,机器学习方法在新材料发现和分子模拟改进方面已有显著进步,已逐步应用于熔盐储热材料的研究中。介绍了常见的机器学习技术,分析... 详细信息

经济性好、储能密度高的熔盐储热材料有望成为提高新能源运行稳定性和发电效率的最具潜力储能材料。目前,机器学习方法在新材料发现和分子模拟改进方面已有显著进步,已逐步应用于熔盐储热材料的研究中。介绍了常见的机器学习技术,分析了机器学习技术对硝酸盐、氯化盐、氟化盐等熔盐储热材料在微观结构、热物性、传质特性、耐腐蚀性等方面的研究。应用机器学习方法,可以在储热系统优化和效率提高方面发挥重要作用。

关键词：机器学习熔盐储热材料研究应用

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