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钢铁工业减碳与CO_(2)资源化利用技术的研究进展

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钢铁 2024年第2期59卷 13-24页

作者：刘清梅张福明首钢集团有限公司技术研究院北京100043 首钢集团有限公司北京100041

在全球“碳达峰、碳中和”新发展背景下,钢铁工业低碳发展尤为重要。分析了钢铁工业构建低碳循环及减碳领域的典型技术研究现状,以及新型CO_(2)资源化利用产业的发展情况。从全球相对成熟的钢铁工业生产流程现状出发,重点介绍了高炉-转... 详细信息

在全球“碳达峰、碳中和”新发展背景下,钢铁工业低碳发展尤为重要。分析了钢铁工业构建低碳循环及减碳领域的典型技术研究现状,以及新型CO_(2)资源化利用产业的发展情况。从全球相对成熟的钢铁工业生产流程现状出发,重点介绍了高炉-转炉、全废钢-EAF、直接还原和熔融还原4类钢铁生产流程的碳排放强度。目前,全球钢铁制造流程主要以高炉-转炉长流程和废钢-电炉短流程为主,长流程吨钢碳排放强度约为电炉短流程的3倍。结合全球钢铁产量的演变值推算了2001—2022年间全球钢铁工业的CO_(2)排放量,阐述了减碳以及CO_(2)资源化利用的紧迫性和必要性。根据已有的钢铁工业减碳经验,选取日本、欧洲和中国的低碳冶炼项目进行分析,包括其在钢铁工业减碳发展中所进行的试验性技术探索和阶段发展实践。在钢铁工业减碳的基础上,推进CO_(2)的资源化利用是实现钢铁工业碳中和的重要任务。阐述了钢铁企业碳捕集固碳技术的研究现状与特点,系统归纳了当前助力钢铁工业CO_(2)资源化利用的有效方法,包括在炼钢转炉和精炼工序上采用不同模式的CO_(2)喷吹工艺,以及在钢化联合领域的CO_(2)制备基础化学品的研究,以及展现的工业成效。以整个钢铁产业链视角考虑,总结了日本、欧洲和中国在钢铁工业领域碳减排与再循环产业的重点规划和发展方向。

关键词：钢铁工业 CO_(2)减排循环减碳资源化利用技术发展规划

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120 kW氢燃料电池系统设计与试验分析

高校化学工程学报 2024年第05期38卷 788-795页

作者：张广孟李增山任科轩阳柳杨芳营王康北京航天发射技术研究所航天新长征电动汽车技术有限公司北京长征天民高科技有限公司

为解决百千瓦级氢燃料电池系统设计及部件选型问题，对120kW氢燃料电池系统进行系统设计，分别对空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统进行设计计算，系统集成后依据GB/T24554-2022《燃料电池发动机性能试验方法》的相关规定对120kW氢... 详细信息

为解决百千瓦级氢燃料电池系统设计及部件选型问题，对120kW氢燃料电池系统进行系统设计，分别对空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统进行设计计算，系统集成后依据GB/T24554-2022《燃料电池发动机性能试验方法》的相关规定对120kW氢燃料电池系统进行了常温怠速启动试验、额定功率试验、稳态特性试验、动态响应试验。结果表明：系统额定功率达到120 kW，具备良好的高功率长时间输出稳定性，额定功率下系统效率为42.5%，效率最高可达58.5%，系统具备较好的实用性；为进一步研究百千瓦级氢燃料电池系统集成，加快氢燃料电池汽车发展应用提供了一定的理论参考。

关键词：氢燃料电池系统设计系统集成性能试验

ArF准分子激光器脉冲参数高精度在线测量系统设计与实现

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 71-80页

作者：赵万琦江锐冯泽斌许泽郭宁蒋衍朱精果中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 北京科益虹源光电技术有限公司北京100176

保持激光光源输出能量稳定是光刻的关键环节,需要对深紫外准分子光源脉冲参数进行高精度在线测量。传统的准分子激光器能量测量装置多工作于低重复频率,针对高重频准分子激光器脉冲测量需求,设计了激光脉冲参数在线测量系统,使用峰值保... 详细信息

保持激光光源输出能量稳定是光刻的关键环节,需要对深紫外准分子光源脉冲参数进行高精度在线测量。传统的准分子激光器能量测量装置多工作于低重复频率,针对高重频准分子激光器脉冲测量需求,设计了激光脉冲参数在线测量系统,使用峰值保持电路配合模数转换器实现脉冲能量采集,通过建立并仿真峰值保持电路寄生等效模型,优化了高重频准分子激光脉冲峰值保持电路设计方法。所设计的系统在193nm ArF准分子光源平台上测试,实现了准分子光源脉冲参数的在线提取和能量实时高精度测量。经测试,光源在6kHz频率时,系统能量测量值相对于标准能量计的平均相对误差为0.22%,最大相对误差为0.56%,线性度为99.83%,为光刻深紫外准分子光源脉冲参数在线高精度测量系统的实际应用做了有益探索。

关键词：能量探测在线测量准分子激光脉冲参数线性度

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铝合金板冲压摩擦试验机开发与试验

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1898-1910页

作者：李小强张贺刚王烁李高峰孟庆阔张永生北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 航发智造(北京)科技有限公司北京100083 首钢集团有限公司技术研究院北京100041

针对铝合金板冲压成形对摩擦测试的需求,确定考虑加热条件下铝合金板材冲压摩擦伺服压力摩擦测试平台的总体设计方案,开发适用于铝合金板材成形的小载荷高精度多功能摩擦试验机系统。该系统由运动组件、加热系统及控制系统组成。运动组... 详细信息

针对铝合金板冲压成形对摩擦测试的需求,确定考虑加热条件下铝合金板材冲压摩擦伺服压力摩擦测试平台的总体设计方案,开发适用于铝合金板材成形的小载荷高精度多功能摩擦试验机系统。该系统由运动组件、加热系统及控制系统组成。运动组件实现上模具和夹头的运动支撑;加热系统实现模具与试件单独加热;在伺服控制模式下,结合外部力传感器和光栅尺,实现试件压力和模具间隙高精度高稳定性控制。实际应用检验该试验机对不同因素的区分度和重复性,并设计正交试验,探索不同因素对铝合金板材摩擦的影响。结果表明:试验机性能稳定,重复性好;影响摩擦系数因素的重要次序为:模具温度、压力、速度、润滑剂;温度越低,压力越大,速度越快,摩擦系数越小;同一种类型的润滑剂对摩擦系数的影响较小。随着压力的增大,摩擦系数减少的趋势越来越小,逐渐趋于平稳。

关键词：摩擦试验机铝合金板冲压伺服控制摩擦试验摩擦学行为

基于UPLC-Q-TOF-MS/MS的小续命汤基准样品化学成分及指纹图谱分析

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中国实验方剂学杂志 2024年第17期30卷 164-171页

作者：田真真张紫薇孙建慧翟张喜李艳英天津中医药大学天津301617 北京盈科瑞创新医药股份有限公司北京102200 北京盈科瑞创新药物研究有限公司北京102200

目的:建立小续命汤基准样化学成分的定性分析方法,并建立15批小续命汤基准样品指纹图谱,评价其批间质量一致性。方法:根据《古代经典名方关键信息表(25首方剂)》中小续命汤的关键信息,制备小续命汤基准样品。采用超高效液相色谱-四极杆... 详细信息

目的:建立小续命汤基准样化学成分的定性分析方法,并建立15批小续命汤基准样品指纹图谱,评价其批间质量一致性。方法:根据《古代经典名方关键信息表(25首方剂)》中小续命汤的关键信息,制备小续命汤基准样品。采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱法(UPLC-Q-TOF-MS/MS)对小续命汤基准样品进行检测,通过自建数据库、查阅相关文献及与对照品鉴定所得化学成分,并通过与单味药样品及缺单味药阴性样品比对,将各成分进行归属。采用高效液相色谱法(HPLC)建立小续命汤基准样品的指纹图谱,并通过单味药样品及缺单味药阴性样品对共有色谱峰进行药味归属与指认。结果:结合质谱碎片信息、相关文献和数据库检索,从小续命汤基准样品中共鉴定和推测出64个化合物,包括31个黄酮类化合物,8个萜类化合物,12个三萜皂苷类化合物,2个苯酞类化合物,3个苯丙素类化合物,2个姜辣素类化合物,5个生物碱类化合物,1个氰苷类化合物。其中21个源自黄芩,10个源自炒甘草,9个源自人参,8个源自白芍,4个源自防风,3个源自防己,3个源自川芎,2个源自黑顺片,2个源自生姜,1个源自麻黄,1个源自燀苦杏仁。建立的小续命汤基准样品HPLC指纹图谱有23个共有峰,其中峰1、峰2来源于白芍;峰3、峰7来源于防风;峰4、峰8、峰9来源于防己;峰10、峰17、峰18、峰20、峰21来源于炒甘草;峰11~峰16、峰19、峰22来源于黄芩;峰5来源于川芎,峰23来源于生姜;峰6是黄芩和炒甘草共有成分,指认了芍药内酯苷(峰1)、芍药苷(峰2)、升麻素苷(峰3)、5-O-甲基维斯阿米醇苷(峰7)、黄芩苷(峰11)、亥茅酚苷(峰13)、千层纸素A-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷(峰15)、汉黄芩苷(峰16)、甘草酸(峰21)、6-姜辣素(峰23)10个化合物。15批基准样品相似度均>0.999,表明基准样品具有良好的一致性。结论:该研究通过对小续命汤基准样品中的化学成分的鉴定,明确了其物质组成以黄酮类和三萜皂苷类化合物为主,建立的指纹图谱可基本体现小续命汤基准样品的整体化学特征,可为其复方制剂的质量研究提供依据。

关键词：小续命汤基准样品超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱法(UPLC-Q-TOF-MS/MS) 化学成分指纹图谱质量一致性黄酮类

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膨胀应力作用下复合顶板巷道围岩支护研究

采矿与岩层控制工程学报 2024年第2期6卷 58-71页

作者：李宏儒吕华文乔军苏波史久林崔锋中煤科工开采研究院有限公司充填开采工程技术部北京100013

针对澄合矿区复合顶板管理难度大,巷道支护困难,严重制约矿井安全开采这一问题,以山阳煤矿5号煤层1501回风巷为工程背景,对复合顶板软岩巷道的破坏机理及支护问题展开了研究。首先通过物理力学试验,得到顶板各岩层的物理参数,然后采用... 详细信息

针对澄合矿区复合顶板管理难度大,巷道支护困难,严重制约矿井安全开采这一问题,以山阳煤矿5号煤层1501回风巷为工程背景,对复合顶板软岩巷道的破坏机理及支护问题展开了研究。首先通过物理力学试验,得到顶板各岩层的物理参数,然后采用现场实测和理论分析的方法,分析复合顶板的应力分布特征,从而构建山阳煤矿巷道的复合顶板力学模型,最后运用数值模拟和现场实测的方法验证支护方案的可行性。研究结果表明,矿井复合顶板上部砂质泥岩为膨胀岩,最大膨胀率为42.3%,最大膨胀应力为198.2k Pa;中粒砂岩层K4为关键岩层;提出的顶板采用全锚索支护,巷帮采用金属网+钢带+锚杆支护的支护方案,经过数值模拟和现场实测的验证,该方案可满足现场生产需求。研究成果可为类似地质条件的巷道支护提供参考。

关键词：膨胀应力复合顶板围岩变形巷道支护

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优化红外热像法快速准确测定工业纯钛疲劳极限

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稀有金属 2024年第4期48卷 602-608页

作者：曹东东李璞吴磊纪红史冰绡马通达有研工程技术研究院有限公司北京101407 中国有研科技集团有限公司国家有色金属及电子材料分析测试中心北京100088 国标(北京)检验认证有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

采用红外热像法实时监测疲劳实验过程中工业纯钛TA1试样表面的温度变化,运用固有耗散理论对热像数据进行分析。提出以弹性极限作为热像数据分界限进行Luong法线性拟合的新方法,在唯一测定温升拐点的基础上快速准确预测了疲劳极限。力学... 详细信息

采用红外热像法实时监测疲劳实验过程中工业纯钛TA1试样表面的温度变化,运用固有耗散理论对热像数据进行分析。提出以弹性极限作为热像数据分界限进行Luong法线性拟合的新方法,在唯一测定温升拐点的基础上快速准确预测了疲劳极限。力学拉伸实验测定试样弹性极限为313 MPa,以此为数据分界限进行线性拟合获得的疲劳极限结果为323 MPa,与传统升降法(309 MPa)相对偏差仅为4.5%。通过定位跟踪方法观察了疲劳循环应力加载过程中微观组织演化,发现经300 MPa及以下应力加载后,试样表面呈单一α相组织特征,晶粒形态、尺寸、分布未见明显变化;经350 MPa应力加载后,个别晶粒内可见少量滑移带,滑移带长直且相互平行。试样在循环加载应力达到疲劳极限时微观组织结构从可逆滞弹性形变转变为永久塑性形变,由此导致固有耗散由滞弹性机制转变为塑性机制,在试样表面温度变化上表现为温升拐点的出现。

关键词：钛合金红外热像法疲劳极限快速测定方法

针对光储并网的中低压配电网分层优化控制策略

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科学技术与工程 2024年第20期24卷 8530-8540页

作者：刘科研贾东梨李昭毛润宇龙江于浩淼尹忠东中国电力科学研究院有限公司北京100192 北京科力源能源技术有限公司北京102206

为解决大规模分布式能源并网导致配电网运行产生波动,以及传统配电网中低压层的控制策略相互独立,仅依靠配电网功率信息实现单层控制,其电压控制效果已经逐渐不能满足负荷侧需求的问题,通过分别建立配电网中压层集中式控制模型,低压层... 详细信息

为解决大规模分布式能源并网导致配电网运行产生波动,以及传统配电网中低压层的控制策略相互独立,仅依靠配电网功率信息实现单层控制,其电压控制效果已经逐渐不能满足负荷侧需求的问题,通过分别建立配电网中压层集中式控制模型,低压层分布式控制模型,提出中压层集中式-低压层分布式的分层协调控制的方法,研究如何提升含大比例光伏及储能系统接入的配电网的稳定性,优化控制策略。结果表明:通过二阶锥优化算法与CPLEX求解器运算,得出调控指令并传递至相应节点,通过能量流、信息流、控制流的多流联合作用实现优化控制,实现减少线路损耗,提升配电网稳定性的优化目标。可见中压层集中式-低压层分布式的分层协调控制策略的有效性。

关键词：中低压配电网分布式光储系统分层协调控制多流联合

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基于孤岛划分约束的有源配电网故障恢复策略

科学技术与工程 2024年第22期24卷 9425-9436页

作者：刘科研贾东梨李昭毛润宇龙江吴敏尹忠东中国电力科学研究院有限公司北京100192 北京科力源能源技术有限公司北京102206

为提高供电恢复效果,更好地应对当前有源配电网信息-物理耦合程度不断加深的形势,提出了一种考虑信息流、能量流、业务流多流融合以及智能软开关(soft open point,SOP)作用的孤岛划分算法,基于该算法实现供电恢复策略。首先,为保证负荷... 详细信息

为提高供电恢复效果,更好地应对当前有源配电网信息-物理耦合程度不断加深的形势,提出了一种考虑信息流、能量流、业务流多流融合以及智能软开关(soft open point,SOP)作用的孤岛划分算法,基于该算法实现供电恢复策略。首先,为保证负荷的可靠恢复,该策略深入研究信息-物理耦合并建模,对节点信息重要度排序,讨论其对负荷恢复的影响;其次,构建了SOP的稳态模型,分析了SOP的工作原理及控制模式;接着,为了更大程度、更加灵活地恢复负荷,考虑SOP的作用,建立考虑光伏时变性及负荷运行特性的有源配电网孤岛划分模型;最后,算例仿真验证所提策略的有效性。

关键词：多流融合智能软开关节点重要度排序有源配电网孤岛划分