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生物质流化床气化的三维数值模拟

太阳能学报 2018年第10期39卷 2863-2868页

作者：陆杰金保昇东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

以鼓泡流化床装置为研究对象，建立生物质气化的三维数值模型，研究低当量比条件下生物质的气化特性，并进行实验验证。结果表明：当量比增大时，CO和H2的浓度先增后减，CO2浓度逐渐减小，产气率和碳转化率逐渐增大。富氧浓度升高时，CO... 详细信息

以鼓泡流化床装置为研究对象，建立生物质气化的三维数值模型，研究低当量比条件下生物质的气化特性，并进行实验验证。结果表明：当量比增大时，CO和H2的浓度先增后减，CO2浓度逐渐减小，产气率和碳转化率逐渐增大。富氧浓度升高时，CO和CO2浓度迅速增大，H2浓度略有下降，产气率和碳转化率逐渐减小。流化速度增大时，CO浓度增大，CO2浓度减小，H2浓度略有增加，产气率及碳转化率逐渐增大。在低当量比下，产气热值较低，焦油含量较高。

关键词：生物质气化三维模型鼓泡流化床低当量比富氧浓度流化速度

高岭土对焚烧烟气中Pb、Cd排放的控制特性研究

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燃料化学学报 2014年第10期42卷 1273-1280页

作者：严玉朋黄亚继王昕晔邵志伟张帅毅刘长奇陈波东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

采用流化床焚烧炉进行焚烧实验,研究了烟气中颗粒物形态Pb和Cd的排放规律以及炉内添加高岭土粉末对Pb、Cd排放的影响。用低压冲击器分级采集颗粒物,原子吸收分光光度计检测Pb、Cd浓度,用扫描电镜/X射线衍射/能谱仪观察高岭土吸附重金属... 详细信息

采用流化床焚烧炉进行焚烧实验,研究了烟气中颗粒物形态Pb和Cd的排放规律以及炉内添加高岭土粉末对Pb、Cd排放的影响。用低压冲击器分级采集颗粒物,原子吸收分光光度计检测Pb、Cd浓度,用扫描电镜/X射线衍射/能谱仪观察高岭土吸附重金属前后表面形貌和反应物的种类并检测表面元素分布。结果表明,PM10中90%以上的Pb和85%以上的Cd分布在亚微米颗粒物中;在焚烧炉内,Pb比Cd更易于向PM10中迁移。高温下高岭土与重金属Pb、Cd蒸气反应而产生共晶融化,随温度升高融化量逐渐增加。共晶融化可以促使颗粒相互黏附,促进亚微米重金属向粗颗粒中迁移。添加高岭土可以有效控制亚微米Pb、Cd排放,对亚微米Pb的最高吸附效率达83%,对亚微米Cd的最高效率达50%。高岭土对Pb吸附效率顺序为950℃>1000℃>850℃>900℃;高岭土与Cd反应所需的温度较高,直至1000℃时才具有明显吸附效果。

关键词：流化床焚烧炉 Pb Cd 高岭土共晶融化吸附

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化学吸附燃烧后CO2捕集系统前馈优化控制

工程热物理学报 2019年第9期40卷 1969-1975页

作者：唐炜洁沈炯吴啸张俊礼东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

为了有效地克服化学吸附燃烧后CO2捕集系统多变量强耦合的特点,并有效抑制上游电站烟气变化对系统运行的影响,本文提出了一种基于粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)的前馈多变量控制方法。该方法利用粒子群算... 详细信息

为了有效地克服化学吸附燃烧后CO2捕集系统多变量强耦合的特点,并有效抑制上游电站烟气变化对系统运行的影响,本文提出了一种基于粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)的前馈多变量控制方法。该方法利用粒子群算法对逆奈奎斯特(Inverse Nyquist Array,INA)解耦方法进行自寻优改进,使其解耦效果更佳,并在此基础上加入前馈控制器,实现对可测扰动的有效抑制。仿真结果表明,该方法能使系统在满足需求的同时,具有一定的抗干扰能力。

关键词：粒子群前馈控制器 CO2捕集率多变量解耦抑制扰动

补充风对水平管高压密相气力输送影响的模拟研究

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化工学报 2020年第2期71卷 602-613页

作者：周海军熊源泉东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

针对水平管高压密相气力输送数理模型的缺陷与不足,引入Savage径向分布函数修正的颗粒动理学理论、基于Berzi摩擦压应力模型构建的摩擦应力模型以及修正的三段式曳力模型,在欧拉-欧拉方法的基础上建立了一个能同时兼顾水平管高压密相气... 详细信息

针对水平管高压密相气力输送数理模型的缺陷与不足,引入Savage径向分布函数修正的颗粒动理学理论、基于Berzi摩擦压应力模型构建的摩擦应力模型以及修正的三段式曳力模型,在欧拉-欧拉方法的基础上建立了一个能同时兼顾水平管高压密相气力输送中稀相流、过渡流以及密相流输送特性的三维非稳态数理模型。并采用该数理模型考察了补充风对水平管高压密相气力输送的影响,模拟结果精准地预测了水平管压降及其随补充风的变化规律,而且其预测的水平管固相体积浓度分布与ECT图也是相吻合的,从而验证了数理模型的可靠性。模拟结果表明:随着补充风的增加,气固两相速度和湍动能以及颗粒拟温度增大,固相体积浓度减小。

关键词：气力输送两相流密相介尺度补充风数值模拟

离子浓度及表面结构对岩石孔隙内水流动特性的影响

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物理学报 2020年第5期69卷 117-125页

作者：尹玉明赵伶玲东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

酸性环境引发的岩石孔隙表面溶解增加了孔隙内水溶液的盐离子浓度,破坏了孔隙的表面结构.本文采用分子动力学模拟的方法研究了纳米级岩石孔隙内水溶液的流动特性,分析了盐离子浓度和孔隙表面结构对水流速度分布的影响及原因.研究结果表... 详细信息

酸性环境引发的岩石孔隙表面溶解增加了孔隙内水溶液的盐离子浓度,破坏了孔隙的表面结构.本文采用分子动力学模拟的方法研究了纳米级岩石孔隙内水溶液的流动特性,分析了盐离子浓度和孔隙表面结构对水流速度分布的影响及原因.研究结果表明:纳米级岩石孔隙内的水溶液流动符合泊肃叶流动特性,流速呈"抛物线"分布;随盐离子浓度增加,水溶液内部氢键网络变得更为致密,水黏度随其呈线性增长;水溶液中离子浓度越大,孔隙表面对水流动的阻力越大,最大流速越小,速度分布的"抛物线"曲率半径越大;岩石孔隙表面结构的破坏改变了流动表面的粗糙程度,增加了孔隙表面对H2O分子的吸引力.随表面结构破坏程度的增大,水溶液在近壁区域的密度增大,流速降低;当表面破坏程度达到50%时,水溶液在近壁区域出现了明显的负边界滑移现象.

关键词：纳米级岩石孔隙表面溶解分子动力学流动

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水平弯管高压密相气力输送数值模拟

东南大学学报（自然科学版） 2019年第1期49卷 154-163页

作者：蔡海峰熊源泉周海军东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

针对水平弯管高压密相气力输送,基于Euler/Euler双流体模型,引入Vescovi摩擦应力模型、颗粒动理学理论以及Huilin-Gidaspow曳力模型,同时结合Johnson & Jackson壁面模型构建了水平弯管高压密相气力输送两相流模型.并用所得模型对水平弯... 详细信息

针对水平弯管高压密相气力输送,基于Euler/Euler双流体模型,引入Vescovi摩擦应力模型、颗粒动理学理论以及Huilin-Gidaspow曳力模型,同时结合Johnson & Jackson壁面模型构建了水平弯管高压密相气力输送两相流模型.并用所得模型对水平弯管进行了模拟计算,获得了其力学机制和管道流场信息.模拟结果表明:颗粒自上游水平管进入弯管后,在管道外壁面附近逐渐形成高浓度区域,颗粒间摩擦应力以及颗粒与壁面剪切应力迅速增大;颗粒由弯管进入下游水平管后,管道外壁面高浓度区域逐渐消失,并在流动过程中,颗粒逐渐沉降,管道底部颗粒间摩擦应力以及颗粒与壁面间剪切应力相应增大;模拟预测的水平管段流型与ECT图基本吻合;模拟预测弯管段和水平管段压降均与试验值相符合,误差在14%以内,证实了模拟的可靠性.

关键词：气力输送水平弯管摩擦应力壁面剪切力压降

带有内构件错流移动床颗粒流动特性的数值模拟

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机械工程学报 2013年第10期49卷 144-150页

作者：曹俊金保昇钟文琪王恺陶敏张勇陶贺东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

为对错流移动床反应器设备的结构优化设计提供指导,基于颗粒动理学理论,建立固体颗粒在错流移动床的气固流动过程模拟的欧拉多相流三维数理模型。选用Gidaspow曳力模型、Schaeffer摩擦应力模型、颗粒碰撞恢复系数e=0.80等关键参数模型... 详细信息

为对错流移动床反应器设备的结构优化设计提供指导,基于颗粒动理学理论,建立固体颗粒在错流移动床的气固流动过程模拟的欧拉多相流三维数理模型。选用Gidaspow曳力模型、Schaeffer摩擦应力模型、颗粒碰撞恢复系数e=0.80等关键参数模型对分别安装有人字形、三角形和八字形内构件的错流移动床内颗粒流动特性进行了数值模拟研究,探讨内构件对流型转变及颗粒流动产生的压力场、速度场的影响。结果表明,三种内构件均能改善移动床内颗粒的流型(从漏斗流转变到整体流),三角形内构件在本模拟中的效果最为理想;三种内构件的加入均改变了颗粒对壁面压力的分布。在移动床上部,内构件的加入使得压力均稍有增加,在渐缩下料段,三种内构件均减少了此段的压力峰值。

关键词：错流移动床欧拉多相流模型内构件气固流动

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微波辅助降解木质素制备酚类化合物的研究

太阳能学报 2015年第11期36卷 2752-2758页

作者：董承健沈德魁胡珺张会岩肖睿东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

采用微波辅助加热，在甲酸溶剂体系下（甲酸，分析纯）液相降解黑液木质素，获得以单酚类化合物为主的油1相和木质素部分降解并能溶于乙酸乙酯的大分子物质的油2相产物。实验研究加热温度（110．180℃）、反应时间（5-90min）、微波功率... 详细信息

采用微波辅助加热，在甲酸溶剂体系下（甲酸，分析纯）液相降解黑液木质素，获得以单酚类化合物为主的油1相和木质素部分降解并能溶于乙酸乙酯的大分子物质的油2相产物。实验研究加热温度（110．180℃）、反应时间（5-90min）、微波功率（400～1000w）和液固比（6～16mL／g）对油相产率以及单酚类化合物分布特性的影响规律。当温度为160℃，反应时间为30min时，微波功率为600W，液固比为12mL／g时油相总产率达到最大值，其中油1产率最高为9．69％，油2产率最高为54．39％。单酚类产物（以4-羟基-3-甲氧基苯基乙酮、4-羟基-3-甲氧基苯基丙酮和4-羟基-3，5-二甲氧基苯基乙酮为主）的分布受温度、时间、功率和液固比的影响较为明显。基于实验结论解析，对产物中主要的guaiacol（G）类和syringol（S）类化合物的形成机理做出推断。

关键词：黑液木质素微波甲酸液相降解

供氢类添加剂与苯氧基乙苯共混热解的反应机理

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东南大学学报（自然科学版） 2018年第3期48卷 443-448页

作者：周娇沈德魁金伟东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

采用小型固定台对β-O-4型木质素模型化合物苯氧基乙苯(PPE)进行了不同反应温度下热解以及与不同供氢添加剂下共混热解的研究.利用GC/MS分析热解产物油中芳香族化合物的分布和产率,考察了反应温度和供氢添加剂对热解产物的影响.结果表明... 详细信息

采用小型固定台对β-O-4型木质素模型化合物苯氧基乙苯(PPE)进行了不同反应温度下热解以及与不同供氢添加剂下共混热解的研究.利用GC/MS分析热解产物油中芳香族化合物的分布和产率,考察了反应温度和供氢添加剂对热解产物的影响.结果表明,在700℃时,PPE完全热解且单体芳香族产率达到34.78%.在该反应温度下PPE与供氢添加剂共混热解能明显提高单体芳香族产物的产率,其中PPE与甲醇共混热解最高产率为62.62%.不同供氢添加剂因结构的不同对产物的促进效果不同,甲醇能提高苯酚产率至17.33%,丙酮则明显促进了甲苯以及对二甲苯的生成.

关键词： PPE 热解芳香烃 GC/MS