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准东煤在液态排渣锅炉中的结渣特性和元素迁移规律

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洁净煤技术 2024年第6期30卷 27-35页

作者：伍其威胡世豪刘婧雯张一泽李辉周昊浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室浙江杭州310027

高碱煤的清洁高效转化及资源化利用对实现双碳目标具有重要战略意义,液态排渣锅炉在燃用高碱煤方面存在较大优势,但目前尚缺乏全烧高碱煤的灰沉积和元素迁移特性相关研究。研究了准东煤在20 MW卧式液态排渣炉上燃烧时的积灰结渣特性和... 详细信息

高碱煤的清洁高效转化及资源化利用对实现双碳目标具有重要战略意义,液态排渣锅炉在燃用高碱煤方面存在较大优势,但目前尚缺乏全烧高碱煤的灰沉积和元素迁移特性相关研究。研究了准东煤在20 MW卧式液态排渣炉上燃烧时的积灰结渣特性和元素迁移规律。通过在捕渣屏前后设置灰沉积探针1和2,研究了换热器表面灰沉积对传热效率的影响。结果表明,初始层形成阶段通过探针表面的热流密度迅速下降,随沉积物的生长热流密度缓慢下降,沉积物生长趋于稳定时,热流密度也会在一定范围内波动。按照探针表面的热流密度变化速率,可将灰沉积的形成过程分为3个阶段,分别为快速下降阶段、缓慢下降阶段和稳定阶段。探针1和2最终稳定的相对热流密度分别为0.75和0.83。此外,通过分析炉膛不同位置灰渣和沉积物的外观形貌、矿物组成和化学成分,探究了元素迁移对积灰结渣的影响。灰沉积的微观表征表明,Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、SiO_(2)等氧化物在高温区渣样中富集,而CaO、MgO、Na_(2)O、SO_(3)则主要出现在低温区域的沉积物中。换热器表面沉积初始层的形成与碱金属及其硫酸盐的冷凝密切相关,高温和低温区域样品中的平均Na_(2)O质量分数分别为1.38%和4.70%。铁元素会在渣中富集并充当助溶剂的作用,与硅-钙-镁-铝体系形成低温共熔体,从而导致灰熔融温度降低。

关键词：液态排渣准东煤元素迁移积灰结渣碱金属煤燃烧

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锰钴铈复合氧化物催化氧化NO性能研究

环境化学 2024年第8期43卷 2631-2639页

作者：班云飞朱燕群唐海荣孙雨霖刘佩希何勇王智化浙江大学青山湖能源研究基地能源高效清洁利用国家重点实验室杭州310027 中国核动力研究设计院成都610213

通过柠檬酸溶胶凝胶法成功制备了系列MnCoCeO_(x)催化剂,用于催化烟气中残留氧气氧化***、BET、XPS、NH_(3)-TPD和H_(2)-TPR等表征结果表明Mn_(2.5)Co_(1.5)Ce1O_(x)催化剂比表面积、孔容更大,具有更多的表面高价态Mn^(3+)、Mn^(4+)、Co... 详细信息

通过柠檬酸溶胶凝胶法成功制备了系列MnCoCeO_(x)催化剂,用于催化烟气中残留氧气氧化***、BET、XPS、NH_(3)-TPD和H_(2)-TPR等表征结果表明Mn_(2.5)Co_(1.5)Ce1O_(x)催化剂比表面积、孔容更大,具有更多的表面高价态Mn^(3+)、Mn^(4+)、Co^(3+)物种,丰富的表面酸性位点以及更强的低温氧化还原能力,有利于NO的催化氧化.Mn_(2.5)Co_(1.5)Ce1O_(x)催化剂能在200—350℃的宽温度范围内保持60%以上的NO氧化效率,并且在260℃下达到最大值83.9%,为催化烟气中残留氧气氧化NO提供了新思路.

关键词： MnCoCeO_(x) 复合氧化物催化氧化 NO 酸性位.

Fe/Co/Ni基催化剂制备及氨分解制氢性能

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洁净煤技术 2024年第8期30卷 1-10页

作者：胡利华陈境烨童金明何勇许岩韦翁武斌王智化光大环保技术研究院(深圳)有限公司广东深圳518000 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

氢能因具有高效、清洁、可持续等优点,被认为是最具发展潜力的化石燃料替代能源。氨气作为一种储氢材料,具有高储氢密度、易液化等优点,因此氨分解制氢是一种理想的氢气制备方法。开发中低温下高选择性、高活性、廉价的氨分解催化剂具... 详细信息

氢能因具有高效、清洁、可持续等优点,被认为是最具发展潜力的化石燃料替代能源。氨气作为一种储氢材料,具有高储氢密度、易液化等优点,因此氨分解制氢是一种理想的氢气制备方法。开发中低温下高选择性、高活性、廉价的氨分解催化剂具有重要意义。Ru基催化剂是氨分解活性最高的单金属催化剂,但成本较高,Fe、Co、Ni等过渡金属是Ru的合适替代品。与此同时,催化剂载体的选择是制备高效催化剂的关键因素。采用浸渍法制备了以γ-Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、MgO、TiO_(2)为载体,Fe、Co、Ni为活性组分的系列氨分解催化剂,在氨催化裂解反应平台开展了反应温度400~700℃、空速比18000 h^(-1)条件下的催化剂活性评估试验,并在此基础上对合成的催化剂进行了XRD、BET、SEM、TEM等表征分析,探究不同活性组合、载体种类、反应温度等因素对氨催化裂解的影响。结果表明,Ni/Al_(2)O_(3)催化剂活性最高,空速为18000 h^(-1)、600℃时的氨分解率达91.67%,650℃时可基本实现氨的完全分解。除SiO_(2)载体外,Ni基催化剂的活性整体高于Fe和Co基催化剂。表征发现在Ni/γ-Al_(2)O_(3)催化剂存在NiO与γ-Al_(2)O_(3)形成的复合氧化物结构,同时γ-Al_(2)O_(3)载体更大的比表面积和孔体积有利于提高氨分解转化率。

关键词：氨氢氨分解过渡金属催化剂载体

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U型科里奥利质量流量计温度影响特性分析

仪表技术与传感器 2024年第2期 28-35页

作者：余潋滟裴祥翔李想张小斌浙江省清洁能源与碳中和重点实验室浙江大学制冷与低温研究所浙江省白马湖实验室

温度对用于液氢等低温流体流量测量的科里奥利质量流量计的影响不可忽略。基于卡氏第二定理,从能量角度出发建立了考虑温度影响的U型科里奥利质量流量计数学模型,并搭建了U型科里奥利质量流量计实验平台,通过实验数据对比验证了模型。... 详细信息

温度对用于液氢等低温流体流量测量的科里奥利质量流量计的影响不可忽略。基于卡氏第二定理,从能量角度出发建立了考虑温度影响的U型科里奥利质量流量计数学模型,并搭建了U型科里奥利质量流量计实验平台,通过实验数据对比验证了模型。在此基础上,考虑测量管固体物性参数对温度的依变,探究了温度对科里奥利质量流量计测量的影响规律,提出了一种包含弹性模量、泊松比和线膨胀系数的低温修正方法。经液氮数值仿真结果和液氦科里奥利质量流量计实验结果对比,发现对弹性模量、泊松比和线膨胀系数三者进行综合修正比恒定温度补偿系数修正的相对误差更小。成果有助于深入理解低温科氏流量计的测量特性。

关键词：科里奥利质量流量计温度效应数值分析低温流体流量测量仪器仪表

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小型线性斯特林制冷机驱动控制方法研究

低温工程 2024年第4期 77-85页

作者：张文博孙大明王建中王天祥浙江大学工程师学院杭州310015 浙江大学能源工程学院杭州310027 山西浙大新材料与化工研究院太原030001 江苏克劳特低温技术有限公司常州213002 航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100028

为了设计一种能使小型线性斯特林制冷机快速启动并获得高效功率输入的控制器,设计了基于STM32F407单片机的驱动控制器。根据控制器的输出电气参数对制冷机中的直线电机部分进行有限元仿真,仿真中未出现磁路饱和现象。基于传统的“低压启... 详细信息

为了设计一种能使小型线性斯特林制冷机快速启动并获得高效功率输入的控制器,设计了基于STM32F407单片机的驱动控制器。根据控制器的输出电气参数对制冷机中的直线电机部分进行有限元仿真,仿真中未出现磁路饱和现象。基于传统的“低压启动,手动调节至高压运行”的制冷机启动方法,提出了“半压启动,线性升压,高压运行”的制冷机自动启动方法,在避免活塞撞缸的同时加快了制冷机制冷过程。通过脉宽调制技术将制冷机驱动波由正弦波转变为梯形波,以提高逆变电路的直流母线电压利用率。研究结果表明:梯形波驱动方式实现了制冷机输入功率约25 W的提升,制冷量也有相应提高。

关键词：斯特林制冷机有限元仿真脉宽调制制冷量

R600a/R32用于自复叠低温冰箱的实验研究

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制冷与空调（四川） 2024年第2期38卷 231-236页

作者：王宇洁刘金平刘凯龚咏华华南理工大学电力学院广州510641 广东省能源高效清洁利用重点实验室广州510641

设计搭建了一套小型低温冰箱自复叠制冷系统,实验对比分析了R600a/R32和R600a/R290两种制冷剂组合的系统循环性能,结果表明R600a/R32组合更符合-50℃低温冰箱的工况要求。通过实验进一步对比了R600a/R32在不同充注比例下的系统循环特性... 详细信息

设计搭建了一套小型低温冰箱自复叠制冷系统,实验对比分析了R600a/R32和R600a/R290两种制冷剂组合的系统循环性能,结果表明R600a/R32组合更符合-50℃低温冰箱的工况要求。通过实验进一步对比了R600a/R32在不同充注比例下的系统循环特性,得到R600a/R32最佳充注比例为0.61/0.39。此配比下,环境温度为25℃时,该系统冷冻室温度可以达到-51.8℃。由于小型制冷装置的空间限制,部分运行参数无法测得,对此提出一种制冷运行数据的分析模型,利用回热器换热平衡和气液分离器质量守恒计算出关键数据,并得到混合工质总运行浓度比例,以便进行系统性能的分析。

关键词：自复叠制冷混合工质 R600a/R32 低温冰箱

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气液两相正庚烷射流燃烧的直接数值模拟

工程热物理学报 2022年第8期43卷 2242-2248页

作者：田廷泉王海鸥罗坤樊建人浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

本文采用直接数值模拟的方法,对常压下的气液两相正庚烷射流火焰进行了研究,低温空气携带正庚烷液滴作为高速射流进入计算区域,正庚烷液滴在热伴随流的作用下蒸发产生燃料蒸汽,与氧气进一步混合发生燃烧。分析了液滴的蒸发和分布特性,... 详细信息

本文采用直接数值模拟的方法,对常压下的气液两相正庚烷射流火焰进行了研究,低温空气携带正庚烷液滴作为高速射流进入计算区域,正庚烷液滴在热伴随流的作用下蒸发产生燃料蒸汽,与氧气进一步混合发生燃烧。分析了液滴的蒸发和分布特性,研究了气液两相燃烧中同时存在的预混和非预混燃烧,引入一种修正的火焰因子来区分预混和非预混燃烧模态,发现在上游区域预混和非预混燃烧同时发生在射流边缘,在下游区域预混和非预混燃烧开始出现在射流中心。预混燃烧的强度在全局上高于非预混燃烧的强度,但其对总热释率的贡献沿流向逐渐降低。

关键词：正庚烷气液两相燃烧直接数值模拟火焰因子

臭氧耦合催化剂处理纺织厂VOCs废气试验研究

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工程热物理学报 2022年第11期43卷 3068-3075页

作者：刘佩希陈李春朱燕群唐海荣徐超群何勇王智化浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

制备了钴铬双金属催化剂,耦合臭氧氧化,用于处理纺织厂VOCs废气。钴铬催化剂对于NO、SO_(2)、多VOCs的同时脱除效果优异,基本实现完全脱除,并维持长时间稳定性。现场试验中,处理了成分复杂、波动较大的多种VOCs混合废气,在低温催化臭氧... 详细信息

制备了钴铬双金属催化剂,耦合臭氧氧化,用于处理纺织厂VOCs废气。钴铬催化剂对于NO、SO_(2)、多VOCs的同时脱除效果优异,基本实现完全脱除,并维持长时间稳定性。现场试验中,处理了成分复杂、波动较大的多种VOCs混合废气,在低温催化臭氧氧化中也表现出较高的活性水平。臭氧耦合钴铬催化剂处理多种VOCs技术表现出脱除效率高、可与NO_(x)/SO_(2)同时脱除、适用低温氧化等优势,为实现多种污染物一体化脱除的工业化应用提供了试验数据和现场应用依据。

关键词：臭氧氧化钴铬催化剂多种VOCs 同时脱除

臭氧低温氧化烟气脱硝过程中的氮平衡试验研究

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化工学报 2022年第4期73卷 1732-1742页

作者：张逸伟唐海荣何勇朱燕群王智化浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

臭氧氧化污染物协同脱除技术利用臭氧的强氧化性,将烟气中溶解度较低的NO_(x)、Hg、VOCs等多种污染物氧化为高价态或易溶解的形式,并结合尾部湿法喷淋系统实现污染物的同时脱除。由于其具有温度窗口低、脱硝效率高、反应速率快及改造难... 详细信息

臭氧氧化污染物协同脱除技术利用臭氧的强氧化性,将烟气中溶解度较低的NO_(x)、Hg、VOCs等多种污染物氧化为高价态或易溶解的形式,并结合尾部湿法喷淋系统实现污染物的同时脱除。由于其具有温度窗口低、脱硝效率高、反应速率快及改造难度小等优点,在工业锅炉、窑炉及非电行业得到广泛应用。但是在此过程中的污染物实际转化路径,尤其是氮氧化物的输入/输出平衡,目前还未有详细的验证试验支撑。因此本文针对典型臭氧氧化脱硝过程,对污染物脱除过程中的氮氧化物输入/输出平衡及氮元素流向进行了分析试验。试验结果表明,气相输入的NO经过臭氧氧化耦合湿法喷淋后逐渐转化为液相中硝酸根和亚硝酸根离子。在不同O_(3)/NO摩尔比下,气相氮元素的减少量均以液相中硝酸根及亚硝酸根的增加量存在,不存在其他含氮形式。同时,吸收浆液中硝酸盐及亚硝酸盐的转化率也与烟气中NO_(x)脱除率相匹配。在NO/SO_(2)同时氧化条件下,调节O_(3)/NO摩尔比,结合湿法喷淋系统可以实现NO_(x)/SO_(2)的协同高效脱除,同时系统满足氮元素输入/输出平衡,为臭氧氧化污染物协同脱除技术的工程应用推广提供了依据。

关键词：臭氧氧化氮平衡污染喷淋吸收氮氧化物反应