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烃类水合物导热特性的分子动力学模拟

化工学报 2014年第3期65卷 792-796页

作者：万丽华梁德青关进安中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广东广州510640

采用分子动力学模拟方法 Green-Kubo理论计算了263.15 K、3 MPa,sⅠ乙烷水合物、乙烯水合物的导热,给出密度和热导率值。从主客体分子和晶体结构(致密性、规整程度)对导热的影响等角度研究了烃类水合物(甲烷水合物、乙烷水合物、乙烯水... 详细信息

采用分子动力学模拟方法 Green-Kubo理论计算了263.15 K、3 MPa,sⅠ乙烷水合物、乙烯水合物的导热,给出密度和热导率值。从主客体分子和晶体结构(致密性、规整程度)对导热的影响等角度研究了烃类水合物(甲烷水合物、乙烷水合物、乙烯水合物)导热的特性。结果显示化学性质相似、分子量相差不大的烃类形成的水合物,其导热具有相似的温度压力依赖关系和晶体结构相关关系。对于sⅠ型水合物,水分子对水合物导热的影响远远超过客体分子对导热的影响。水合物的分子量越大,水合物密度越大,热导率越大。水合物晶体越致密、晶格越规整,热导率越大。

关键词：水合物热传导分子模拟 Green-Kubo理论晶体结构分子量规整程度

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稻草与鸡粪配比对混合厌氧消化产气率的影响

农业工程学报 2013年第2期29卷 232-238页

作者：李东叶景清甄峰王瑶孙永明李连华袁振宏中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点试验室广州510640

为获得稻草与鸡粪混合厌氧消化较佳的原料配比,以稻草和鸡粪为原料,在初始挥发性固体(VS)负荷为6%和中温(37℃)条件下,考察不同的稻草与鸡粪VS配比(0:1、1:2、1:1、2:1、1:0)对混合厌氧消化过程的影响。结果表明,不同配比条件下厌氧消... 详细信息

为获得稻草与鸡粪混合厌氧消化较佳的原料配比,以稻草和鸡粪为原料,在初始挥发性固体(VS)负荷为6%和中温(37℃)条件下,考察不同的稻草与鸡粪VS配比(0:1、1:2、1:1、2:1、1:0)对混合厌氧消化过程的影响。结果表明,不同配比条件下厌氧消化均没有出现挥发性有机酸或氨氮抑制,整个发酵过程的pH值稳定在6.8～8.2;与稻草和鸡粪单独厌氧消化相比,混合厌氧消化能够显著提高原料产气率;在稻草与鸡粪VS比分别为0:1、1:2、1:1、2:1、1:0时,实际挥发性固体甲烷产率分别为212.43、240.45、250.28、206.09和178.03mL/g,实际平均甲烷体积分数分别为58.8%、50.5%、50.8%、49.2%和50.1%;C/N在11.2～47.5,甲烷产率和沼气产率的实际值与理论值之比(Ya/Ym)呈现先上升后下降趋势,在C/N为17.8时,Ya/Ym达最大值。在中温厌氧消化工程应用中,建议稻草与鸡粪VS比为1:1,或控制配比后混合原料的C/N约为17.8,设计发酵停留时间为23d,挥发性固体产气率为446mL/g。

关键词：厌氧消化甲烷粪便稻草碳氮比

Fe、Co组成对Cu-Fe-Co基混合醇催化剂合成性能的影响

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物理化学学报 2011年第11期27卷 2632-2638页

作者：郭海军熊莲罗彩容丁飞陈新德陈勇中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广州510640 中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院广州分院广州510640

采用共浸渍法制备了一系列不同Fe、Co组成的Cu-Fe-Co基混合醇催化剂,对其CO加氢合成混合醇反应性能进行了考察,并采用BET比表面积分析、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及H_2程序升温还原(H_2-TPR... 详细信息

采用共浸渍法制备了一系列不同Fe、Co组成的Cu-Fe-Co基混合醇催化剂,对其CO加氢合成混合醇反应性能进行了考察,并采用BET比表面积分析、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及H_2程序升温还原(H_2-TPR)等手段对其进行了表征.结果表明:Cu-Fe二元催化剂添加适量的Co可以明显提高催化剂醇的明空收率(STY)、CO转化率,而总醇选择性不变.当活性组分Cu、Fe及助剂Co的质量分数分别为25%、22%、3%时,催化剂醇的时空收率高达205.6 g·kg^(-1)·h^(-1),CO转化率为56.6%.XRD、XPS和TPR结果表明:在Cu组分含量不变时,少量Co组分的引入使催化剂表面形成微量的CuFe_2O_4相,促进了Cu-Fe组分间相互作用的增强,改善了催化剂活性组分的分散度,有利于提高催化剂活性及醇的时空收率;随Co含量的增大,催化剂中金属组分间的相互作用发生转变,形成了Cu-Co尖晶石相,导致催化剂的醇选择性有所下降.

关键词： Cu-Fe-Co基催化剂 CO加氢混合醇时空收率低碳混合醇选择性

MnO_2为阴极催化剂的微生物燃料电池处理城市垃圾渗滤液研究

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太阳能学报 2014年第9期35卷 1715-1722页

作者：袁浩然邓丽芳黄宏宇小林敬幸陈勇中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广州510640 中国科学院广州分院广州510070

主要针对城市垃圾热解预处理过程所产生的渗滤液进行研究。首先改变城市垃圾堆放温度和堆放时间,发现城市垃圾于40℃堆放6 d后所得的渗滤液中生物需氧量(Biological Oxygen Demand,BOD)、氨氮浓度约为20800、1410 mg/L,B/C比、B/N比分别... 详细信息

主要针对城市垃圾热解预处理过程所产生的渗滤液进行研究。首先改变城市垃圾堆放温度和堆放时间,发现城市垃圾于40℃堆放6 d后所得的渗滤液中生物需氧量(Biological Oxygen Demand,BOD)、氨氮浓度约为20800、1410 mg/L,B/C比、B/N比分别为0.32和14.8,营养物质较均衡,易于生化处理,且将其进行微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)处理时,电池可获得0.29 V的稳定输出电压。随后,以上述渗滤液为MFC阳极基质,考察廉价易得的Mn O2作为阴极催化剂对空气阴极单室MFC电池性能以及渗滤液中有机污染物去除率的影响。结果发现,由于Mn O2催化氧还原,加速了MFC阴极接受电子的速度,使得MFC电池性能有较大提高。其中,MFC的最大功率密度由0.16 W/m3提高到0.88 W/m3,而电池稳定输出电压明显升高至0.43 V,且阳极渗滤液中BOD和NH4+-N去除率也分别达72.9%和91.6%,比对照MFC分别提高8.1%和5.0%。

关键词：微生物燃料电池渗滤液阴极催化剂 MnO2

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模态法在波浪能装置水动力学计算中的应用

太阳能学报 2018年第9期39卷 2493-2498页

作者：张超游亚戈王文胜叶寅王振鹏中国科学院广州能源研究所广州510070 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

采用模态法求解线性入射波作用下振荡浮子式波浪能装置的三维水动力学问题。对于无穷远处扩散条件转换成辐射面条件进行专门的考虑，即将流场分为内外两部分，外部域中求得的速度势和速度势的法向导数在内外域分界面上与内部域的解相匹... 详细信息

采用模态法求解线性入射波作用下振荡浮子式波浪能装置的三维水动力学问题。对于无穷远处扩散条件转换成辐射面条件进行专门的考虑，即将流场分为内外两部分，外部域中求得的速度势和速度势的法向导数在内外域分界面上与内部域的解相匹配。根据该方法编制的程序对一些典型算例进行计算，与其他方法得到的结果较吻合。应用该计算方法还对振荡浮子式波浪能装置具有约束性的水动力学问题进行计算，计算结果可有效指导实际装置的设计及优化工作。

关键词：波浪能转换水动力学线性系统模态分析约束满足问题

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闭式海洋温差能发电系统的工质研究

太阳能学报 2016年第4期37卷 1064-1070页

作者：吴春旭林礼群王幸吴必军中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

在不同冷凝温度条件下,以氨作为比较对象,选取R245ca、R245fa、R236ea、R236fa、正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷8种干有机工质,基于热力学第一定律和第二定律对其热力循环性能进行计算分析,并对工质的净功、热效率、气耗率和损失等进... 详细信息

在不同冷凝温度条件下,以氨作为比较对象,选取R245ca、R245fa、R236ea、R236fa、正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷8种干有机工质,基于热力学第一定律和第二定律对其热力循环性能进行计算分析,并对工质的净功、热效率、气耗率和损失等进行比较。结果表明:在所选有机工质中,正戊烷具有最高的热效率和效率,最大的净功及最小的气耗率,且产生的系统损失较小;从净功方面比较,氨的做功能力远强于有机工质。

关键词：海洋温差能发电朗肯循环有机工质热效率净功炯损失

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包络化合物浆管内流阻特性的初步研究

工程热物理学报 2009年第1期30卷 81-82页

作者：宋文吉肖睿何世辉黄冲冯自平中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广东广州510640 中国科学院研究生院北京100039 国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广东广州510640

针对一种新型潜热输送材料—TBAB包络化合物浆,因其在水平管内的流动阻力特性的影响因素众多,难以进行一步到位的实验研究。本文利用正交设计法,实验研究了影响流动阻力的三个因素—固相含量、管内平均流速和管径,得出了三者对流阻作用... 详细信息

针对一种新型潜热输送材料—TBAB包络化合物浆,因其在水平管内的流动阻力特性的影响因素众多,难以进行一步到位的实验研究。本文利用正交设计法,实验研究了影响流动阻力的三个因素—固相含量、管内平均流速和管径,得出了三者对流阻作用程度的大小关系,为下一步深入研究指明了方向。

关键词： TBAB 正交设计流动阻力潜热输送

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微波场中乙烷及丙烷气体水合物的分解特性

物理化学学报 2010年第6期26卷 1473-1480页

作者：何松梁德青李栋梁马隆龙中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广州510640 中国科学院广州能源研究所天然气水合物研究中心广州510640 中国科学院研究生院北京100049

研究了2.45GHz微波场中I型乙烷水合物及II型丙烷水合物的热激分解过程,基于晶体表面两步分解机制的动力学模型,结合传热传质分析了其分解特性.结果表明:水合物在微波场中的加热分解是一个与实际微波电磁场相互耦合的过程,微波体积加热... 详细信息

研究了2.45GHz微波场中I型乙烷水合物及II型丙烷水合物的热激分解过程,基于晶体表面两步分解机制的动力学模型,结合传热传质分析了其分解特性.结果表明:水合物在微波场中的加热分解是一个与实际微波电磁场相互耦合的过程,微波体积加热的特点强化了水合物颗粒表层的传热传质过程,时间累积的热效应增大了水合物晶体破解速率;在120至540W入射功率下,乙烷、丙烷水合物气化速率分别达到0.109-0.400mol·min-·1L-1及0.090-0.222mol·min-1·L-1.在一定范围内增大微波功率可显著提高水合物分解速率,其中乙烷水合物一直处于功率主控区,丙烷水合物更早进入功率和分解动力机制共同控制区.

关键词：水合物乙烷丙烷微波分解

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李群法在水波方程中的应用

太阳能学报 2014年第11期35卷 2334-2340页

作者：曹雪玲游亚戈姜家强张亚群刘洋中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

引入李群法对二维水波控制方程Laplace方程作群变换,利用同一解曲面的几何条件对其李代数进行降维,并借助于Mathematica计算软件,得到该控制方程的无限李群解,在考虑某边值问题的情况下,得出此问题的解析解。用李群法完成Laplace方程通... 详细信息

引入李群法对二维水波控制方程Laplace方程作群变换,利用同一解曲面的几何条件对其李代数进行降维,并借助于Mathematica计算软件,得到该控制方程的无限李群解,在考虑某边值问题的情况下,得出此问题的解析解。用李群法完成Laplace方程通解和某一特定边界条件特解的推导计算,证明了该方法的可行性。

关键词：李群李代数边界条件海洋能 Laplace方程