碳中和愿景下有机固废热转化清洁利用技术研究现状与展望

随着全球气候变化的日益加剧以及能源与环境问题的突出,碳中和成为各国追求可持续发展的重要目标。而作为碳排放的主要来源之一,有机固废的资源化清洁利用技术成为了当前研究的热点。通过清洁利用技术可以实现其高效转化和综合利用,为碳中和社会的建设做出积极贡献。在此背景下,综述了有机固废热转化清洁利用技术的研究进展,包括农林生物质能源利用、市政污泥处理处置及生活垃圾清洁利用技术等方面,总结燃烧、热解、气化、水热4种热化学转化技术的国内外研究进展与应用现状,重点阐述了生物质、生活垃圾焚烧发电和热解气化多联产技术以及污泥协同焚烧、热解碳化等工艺。通过深入分析有机固废处理处置的研究应用现状,探讨可行的高值化资源化转化利用技术,提出有机固废热转化的发展方向。进一步梳理了我国有机固废处理处置相关政策文件,总结了有机固废热转化利用过程中环境减排效益,提出了我国有机固废热转化商业模式建议,旨在为推动我国城乡有机固废无害化、高值化、资源化清洁利用和工业应用提供参考。

地方高校研究生创新培养模式探索与实践——以沈阳航空航天大学为例

地方高校硕士研究生招收规模较大,但存在研究生创新能力不足,视野狭窄等问题,提高地方高校研究生创新能力是高等教育的重要任务。该文提出“注重提升而非选拔”的培养理念,构建培养机制,进行课程改革,建立能源与环境交叉学科平台及研究生联合培养基地,采用跨学科导师团队集体指导模式,加强交流,扩展学生视野。实践表明,地方高校结合实际和发展定位,采取合适的教学模式,同样能够取得优异的培养效果。

生物质锅炉中温受热面碱蒸气冷凝与飞灰黏附多重结渣模拟

生物质作为CO_(2)零排放的清洁可再生能源,在部分替代化石燃料用于燃烧发电的领域具有良好的应用价值。但生物质燃料普遍含有大量碱金属成分,在燃烧过程中易于以气相形式析出凝结在受热面形成有黏性的初始沉积层,强化壁面对烟气中飞灰颗粒的捕获,导致锅炉受热面结渣情况进一步恶化。针对以上问题,利用Factsage软件计算生物质锅炉中温过热器初始沉积层黏附特性,结合临界速度模型,建立综合考虑KCl冷凝-飞灰捕捉的受热面结渣综合模型;利用ANSYS FLUENT软件编写用户自定义函数(UDF),对生物质锅炉中温过热器受热面沾污行为进行模拟研究,并与现场采样结果对比验证模型准确性。结果表明,中温过热器区域的沉积速率与取样结果相吻合;壁面温度升高对飞灰碰撞效率影响较小,但抑制KCl冷凝导致总沉积量降低;烟气入口速度变化影响KCl冷凝和飞灰碰撞效率,大颗粒(50、80μm)碰撞效率随烟气速度增大而增大,而10μm小颗粒更易被粘性壁面捕获,导致沉积效率更高;相同烟气入口速度下,粒径50μm和80μm飞灰为主要沉积;总体上,碱蒸气冷凝在中温过热器区域结渣过程贡献显著,KCl直接冷凝在壁面的沉积质量占总沉积质量的5.41%,黏性沉积表面捕获飞灰颗粒沉积质量占19.24%。模型适用于生物质锅炉以中温过热器为代表的中温受热面(约700℃)积灰沾污预测。

反应温度对Mo/Al_(2)O_(3)催化碱木质素生物油加氢脱氧影响研究

碱木质素作为重要的工业木质素来源,通过水热液化技术可以保留其中芳环结构,用于制备生物燃料中芳烃组分。在反应过程中,温度对生物油产率和组分影响较大。重点研究了在Mo/Al_(2)O_(3)催化碱木质素水热液化制备生物油过程中,反应温度对油产率和芳烃产率影响。研究结果表明,随着温度升高,生物油产率先增加后减少,在280℃时获得最高生物油产率。生物油的O/C比随温度升高持续下降,最低可达0.22,同时H/C比则持续增加,最高可达1.14。此外,高位热值也持续增加,最大值可达30.41 MJ/kg,温度的升高促进了生物油燃料特性的提升。然而,温度的升高对生物油中芳烃的富集不利,温度越高,生物油中芳烃的相对含量越低,而酚类化合物的含量越高。在260℃和添加质量分数15%的Mo/Al_(2)O_(3)催化剂条件下,芳烃的相对含量达到最大值34.1%,此时芳烃产物中对甲苯的选择性高达97.7%,芳烃产物富集效果最好。

我国30省份秸秆水热液化技术的碳减排潜力分析

水热液化技术作为一种可开发利用前景广阔的生物质热化学法,目前中国对于水热液化技术碳减排潜力研究仍属于空白状态。为减少温室气体排放和能源消耗,将常规水热液化技术与光伏技术结合,利用可再生能源电力替代水热液化系统运行过程中的电力消耗,同时生产的生物炭利用土壤固碳技术还田土壤,实现负碳排放。研究了中国30个省份部署光伏水热液化厂的温室气体排放、能源消耗和碳减排潜力,建立中国多地区混合生命周期评价模型,将投入产出生命周期与IPCC因子方法结合计算温室气体排放和能源消耗。首先对河南省为示范省的光伏水热液化厂进行生命周期温室气体排放和能源消耗评估。建造过程中,光伏水热液化厂的CO_(2)排放量为128.76 t(CO_(2)-eq),能源消耗总量为48 371.07 kg(标准煤)。使用建立的混合生命周期评价可在投入产出的经济背景下获得每个省份和该省份下经济部门的能源消耗和温室气体排放影响。从空间视角看,河南省影响最显著;此外,化学产品部门是最大的隐含温室气体排放和能源消耗部门。结合情景分析不同比例生物炭还田土壤的减碳效力,结果表明将河南省一个光伏水热液化厂生产的生物炭全部还田土壤将减少CO_(2)排放量1 686.53 t。分析41~200 km运输距离产生的温室气体排放影响,结合生物炭固碳技术,结果表明即使在秸秆匮乏地区通过扩大收集半径收集足够的秸秆产量,建造光伏水热液化厂,将生产的全部生物炭还田将减少CO_(2)排放量1 603.91 t。光伏水热液化技术具有大规模部署潜力,假设将各省秸秆最大化使用到光伏水热液化技术中,生产生物油、生物气替代化石燃料使用将减少CO_(2)排放量213.2 Mt/a,生产的生物炭全部固定土壤中,累计减少CO_(2)排放量114.14 Mt/a。因此,中国30个省份部署光伏水热液化技术对实现国家温室气体减排目标具有重要影响。

生物炭基超级电容器电极材料研究进展

超级电容器具有优异的充、放电效率,在储能领域具有广阔的应用前景。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,生物炭由于来源广泛、经济性强和性能优异等特点,被认为是极具前景的电极材料。文章阐述了生物炭基电极材料的特点,详细介绍了高比表面积生物炭的制备方法、生物炭孔隙结构优化与调控方法以及基于缺陷工程技术的生物炭表面修饰调控手段,总结了用作超级电容器电极材料的高性能生物炭面临的问题,展望了生物炭基电极材料的未来研究方向。

金属改性生物炭吸附水体中磷酸盐研究现状

水体中过量的磷会严重影响动植物生长,如何有效去除水体中过量的磷酸盐至关重要。吸附法由于其低成本、易操作的优点被广泛关注。生物炭由于其低成本、高稳定性等优点被用作吸附剂。金属改性是一种有效提高生物炭吸附水体中磷酸盐的方法。结合近年来国内外对于金属改性生物炭吸附磷酸盐的研究成果,总结了金属改性前后生物炭吸附磷酸盐的影响因素及其吸附机理。为未来研究提供理论基础和科学依据。

圆角凹坑气膜孔的气膜冷却流动特性研究

为了挖掘凹坑气膜孔的气膜冷却潜力,数值模拟研究了等截面凹坑孔、同心椭圆凹坑孔以及在这2种孔型基础上提出的2种圆角凹坑气膜孔的气膜冷却特性,对4种凹坑气膜孔在吹风比为0.5、1.0和1.5时的冷却效率曲线进行分析。结果表明:凹坑气膜孔与带圆角凹坑气膜孔的凹坑展向宽度增加,有利于冷却气膜的展向覆盖;在3个吹风比条件下,凹坑气膜孔进行圆角处理之后,附壁效应强化了冷却射流贴附壁面的能力,近孔区域的气膜冷却效率明显提高;随着吹风比增加,对于等截面凹坑孔,圆角处理之后的面平均气膜冷却效率分别提高了76%、139%、155%;圆角同心椭圆凹坑孔相比同心椭圆凹坑孔,面平均气膜冷却效率分别提升18%、27%、29%。

有氧烘焙对生物质气化及碱金属迁移转化特性的影响

本工作研究了有氧烘焙对玉米秸秆组成成分、烘焙产率、化学结构及微观结构等理化特性及气化特性的影响,同时考察了玉米秸秆烘焙及气化过程中碱金属的迁移转化规律。结果表明,烘焙可有效提高玉米秸秆中固定碳含量,降低H/C、O/C。相较于惰性烘焙,有氧烘焙具有更好的提质效果,结合H/C、O/C、质量产率和能量产率发现,氧气体积分数为6%时较合适。烘焙玉米秸秆气化气中CO含量、气体产率及热值随烘焙气氛中氧气含量的增加呈先上升后下降的趋势,在氧气体积分数为6%时气化品质相对较好,此时气体组分中CO体积分数为14.73%、气体产率达到1.09 L/g、气体热值达到4.93 MJ/m3。烘焙过程中碱金属在玉米秸秆中富集,并促进部分水溶态钾向醋酸铵溶态钾转化,有助于气化过程中生成更多不溶态钾,且有氧烘焙促进作用更明显。研究结果可为生物质有氧烘焙提质及气化产气的技术推广提供基础数据及技术支持。

pH值对汽油吸附脱硫装置废吸附剂复活效果的影响

采用酸碱连续处理法对汽油吸附脱硫装置外排废吸附剂进行复活,利用15 mL固定床小试装置评价了其脱硫性能,研究了复活过程中pH值变化对复活效果的影响。结果表明:酸碱连续处理可以有效溶解废吸附剂中Zn_(2)SiO_(4)等非活性组分,并使其重新沉淀负载;随着反应体系pH值的升高,新生成的活性组分粒径更小;当反应体系pH值为8或9时,复活剂比表面积、孔体积及孔径分布与新吸附剂较为接近;当pH值为9时,反应滤液中锌离子、镍离子和铝离子质量浓度分别为0.92、0.79、0.51 mg/L;经过酸碱连续处理的复活剂的脱硫性能基本与新吸附剂持平;随着反应体系pH值的升高,复活剂脱硫率基本呈升高趋势;当pH值超过9时,脱硫率增幅减缓。因此,废吸附剂复活反应体系最佳pH值为9。

工程认证背景下能源动力类专业课程设计体系化建设与实施

能源动力类专业的培养方案中通常有三到四个课程设计实践环节。工程认证背景下对课程设计实践环节的实施提出更高的要求。该文以两个能源动力类专业为例,重点分析能源与环境系统工程专业课程设计,整合课程设计实践环节具体内容,建立课程设计间的联系,使课程设计之间彼此关联,依序递进,形成完整的知识体系。教学改革实践可实现学生对专业知识由点及面的理解,提升学生的学习能力和分析能力,有助于学生建立系统的专业知识体系。

基于改进灰色关联分析法的建筑企业信用评价体系

作为典型的资金密集型产业,建筑行业受到政策、经济等因素的影响,出现了财务压力增大甚至资金链断裂的现象,很可能导致银行坏账,进而间接引发金融危机,因此建立一套针对建筑企业的信用评价体系至关重要。然而现有评价方法给出了详细的指标,但是没有将企业信用量化。同时,传统灰色关联分析模型对中小型企业不友好,因此,本文致力于建设一种基于改进的灰色关联分析法的建筑信用评价体系,并辅以实际数据进行可行性和现实意义验证。

互联网环境下档案业务监督服务的安全保密管理

随着科技的高速发展,互联网环境改变了当下的工作模式,由于档案业务监督服务涉及的数据信息十分庞大,数据种类多种多样,其中包含较多的隐私数据和重要数据,安全保密管理工作十分关键,若在管理过程中出现泄露数据的问题,将会直接影响工作的开展,甚至危及企业和单位的发展。为此,需要基于互联网平台,构建完善的档案业务监督体系,根据不同的数据类型开展妥善的存储管理,以此来保障档案业务数据的安全性。基于此,文章主要阐述了互联网环境下档案业务监督服务的安全保密管理工作,提出档案业务监督服务工作中出现的问题,并提出解决方案,以供参考。

高温固硫物相硫铝酸盐的研究进展

固硫产物的稳定性是影响煤燃烧过程脱硫效果的重要因素 .硫铝酸盐 (C4 A3S)是一种高温下 (低于 14 0 0℃ )非常稳定的固硫物相 ,又是新型特种水泥的主要原料 .研究该物相的生成机理对提高固定床及煤粉炉内煤燃烧过程的脱硫效果具有指导意义 .论述了不同气氛下硫铝酸盐的生成机理和添加剂对该物相形成的影响 。

天舒胶囊对偏头痛大鼠血浆β内啡肽、五羟色胺含量及其脑组织c-fos表达的影响

目的研究天舒胶囊对偏头痛大鼠血浆β内啡肽(β-EP)、五羟色胺(5-HT)含量及其脑组织c-fos表达的影响。方法皮下注射硝酸甘油建立偏头痛大鼠模型,给予天舒胶囊高、中、低剂量灌胃(剂量为7.5g/kg、3.75g/kg和1.88g/kg),按治疗和预防两种方式给药。空白对照组和模型组予以相应剂量的生理盐水灌胃。采用放免法和高效液相色谱法分别测定大鼠静脉血中β-EP、5-HT含量;免疫组化染色观察中脑导水管周围灰质β-EP、5-HT和c-fos阳性表达。结果与模型组比较,天舒胶囊高剂量治疗和预防组、中剂量预防组血浆β-EP水平明显升高(均P<0.05),天舒胶囊高、中、低剂量治疗和预防组血浆5-HT水平明显降低(均P<0.05);天舒胶囊中剂量治疗和预防组中脑导水管周围灰质c-fos表达明显降低(均P<0.05),而β-EP、5-HT表达增高(均P<0.05)。结论天舒胶囊可改善偏头痛发作时血管活性物质和神经递质水平失常,从而改善偏头痛症状。

秸秆与煤混燃过程中碱金属钾对氮迁移转化的影响

选用经酸洗法脱灰的煤和秸秆制得实验样品。实验采用热重差热分析仪和气相色谱质谱联用仪对不同比例混合的煤和秸秆以及附加不同比例KOH的样品进行燃烧实验,研究秸秆与煤以不同比例混燃过程中碱金属K对NO释放特性的影响。研究结果表明,脱灰样品中参混一定比例秸秆能有效抑制NO释放,且在燃烧过程中NO释放曲线为单峰曲线。低秸秆比例的脱灰混样中,随着K含量的递增,对NO还原的催化作用越强,但含量达到一定值时趋于稳定。混燃气氛中氧气含量越低对还原NO越有利。

高温环境下灰中矿物质对长广煤燃烧固硫行为的影响

针对煤粉炉及层燃炉中煤灰固硫特性,以高温固硫物相硫铝酸钙为固硫产物,对掺混不同比例煤灰的三种煤和添加设定比例CaO和Al2O3后煤的高温固硫特性进行了分析。结合XRD晶相分析和SEM表面形态分析发现,相对低比例煤灰而言,高比例煤灰更能提高煤的固硫率,渣样中硫铝酸钙含量明显增多。煤中添加CaO和Al2O3添加剂后,1 300℃下的固硫率为24%,此时产物中有固硫物相硫铝酸钙生成。

脱灰预处理对水稻秸秆物化性/水蒸气气化反应特性的影响

在固定床反应器中研究了水洗、不同浓度酸洗预处理对水稻秸秆物化性／水蒸气气化反应特性的影响。结果表明，水洗处理后稻秆中的钾、钠脱除率分别为90．5％和82．1％，酸洗处理后稻秆中的钾脱除率达到99．2％，而钠脱除率随酸种类略有差异，在84．6％～92．3％；酸洗并未改变稻秆中主要组分含量，但破坏了稻秆微观物理结构。比较不同浓度酸洗后稻秆的孔容、孔径分布、BET比表面积发现，各指标的排列顺序均为水洗稻秆〉3％硫酸洗后稻秆〉原稻秆〉7％硫酸洗后稻秆〉10％硫酸洗后稻秆；各种预处理酸的浓度均为3％时，硫酸洗后稻秆的孔容、孔径分布、BET比表面积最大，而磷酸洗后稻秆各指标则最小。水蒸气气化结果表明，钾、钠及丰富的孔径结构均能促进H2的生成，且钾、钠对气化过程的作用明显强于孔径结构对气化过程的影响。水洗稻秆气化产气中H2、CO2的瞬时释放浓度高于酸洗稻秆；CO、CH4则相反。4种酸的浓度为3％时，稻秆气化中H2、CO2瞬时释放浓度与稻秆孔径分布呈正相关性；CO、cH4瞬时释放浓度则与稻秆孔径分布呈负相关性。4种酸浓度为3％时，孔径越丰富，气化速率越快。脱灰预处理虽降低了稻秆气化氢气产率，但提高了气化气体热值。

玉米秸秆与塑料PE共气化过程中碱金属迁移行为的研究

选取一定混合比例的玉米秸秆与塑料PE制成混合燃料,采用固定床实验台,通过改变反应温度,并结合化学热力学平衡分析、X射线衍射及扫描电子显微电镜能谱分析技术对共气化过程中碱金属的迁移行为进行研究。结果表明,气化气中碱金属以气态组元KCl、K2Cl2、NaCl形式存在。混合燃料中掺入塑料PE后,C、H含量增加,H使得共气化反应中更容易与Cl反应生成HCl,而非KCl,同时C更容易与K结合,导致K的释放率低于单独玉米秸秆气化,但使Na释放率增加。灰中碱金属化合物以KCl、NaCl、K2SO4、KAlSi3O8、KAlSiO4、NaAlSi3O8、NaAlSiO4为主,气化温度高于800℃后灰中K、Na、Cl更易沉积于微孔边缘。

高温燃烧条件下煤自身的固硫特性

利用自行设计的高温实验装置和XRD射线衍射仪及SEM扫描电镜研究了硫铝酸钙等高温固硫产物对煤自身固硫特性的影响．结果表明：在1250-1300℃的高温下，自身含有Ca／S比与Al／S比相对较高的煤固硫效果较好，微观分析发现有相当数量的硫铝酸钙等固硫物相生成．温度继续升高固硫率显著下降，反应样品在炉中停留800s左右反应基本完成，反应时间继续延长对反应无影响．