高砷无烟煤低负荷燃烧过程中砷的释放特性及灰中砷形态分布规律

选取高砷无烟煤,采用管式炉研究了低负荷燃煤工况下砷的释放及灰中砷形态的变化规律。结果表明:800~900℃区间内,随着温度的升高煤中砷的释放速率出现明显峰值,灰中As^(3+)占比呈上升趋势;灰中弱吸附态砷在800~900℃区间逐步升高,在900℃时As^(3+)占比达到最大值;1000~1200℃区间内,灰中弱吸附态砷氧化分解,砷酸盐占比增加,促使As^(3+)向As^(5+)转变,As^(3+)占比逐渐降低;O_(2)体积分数的升高促进了灰中As^(3+)的氧化过程;此外,随着炉内煤粉停留时间的增加,煤中砷的释放速率与灰中As^(3+)占比呈现同步变化趋势。

Li_(2)CO_(3)/Na_(2)CO_(3)/K_(2)CO_(3)及其混合熔融盐储热材料热物性分子动力学研究

对Li_(2)CO_(3)/Na_(2)CO_(3)/K_(2)CO_(3)及其二元和三元混合熔融盐的密度、比热容、黏度、热导率进行分子动力学模拟(MD),对比得出模拟结果与现有的实验数据和模拟值相近。结果表明:随着温度的升高,密度逐渐减小,离子之间的距离增加,导致对剪切应力的抵抗力变小,这说明单组分、二元和三元熔融盐黏度的负温度依赖性。对于熔融盐的热导率,单组分和二元熔融盐也呈现出负温度依赖性,而三元熔融盐趋势是随温度的升高呈上升状态。

考虑黏性效应的半潜浮式风力机动力特性研究

对半潜浮式风力机动力特性进行研究,推导考虑黏性阻尼的动力学方程及传递函数。对黏性效应的影响及其计算方法进行探讨,对比附加阻尼矩阵法、Morison单元法的优缺点,并提出考虑黏性阻尼效应水动力计算的混合法,在此基础上对半潜浮式风力机气动-水动-锚泊全耦合动力响应进行分析。结果表明:黏性效应主要影响共振周期附近的响应值,在数值分析时不可忽略;附加阻尼矩阵法在考虑水平面内运动黏性阻尼时有所不足,且无法考虑黏性效应对共振周期的影响,Morison单元法在考虑垂荡、转动黏性阻尼时有所不足,混合法是考虑黏性阻尼水动力计算的更有效方法;该半潜浮式风力机垂荡和纵摇响应主要受波浪控制,而水平面内运动受风、浪、流联合作用的影响;浮式风力机运动和加速度的最危险工况可发生在发电工况时,最大锚链张力发生在极端环境条件时。

410 t/h燃煤电站高温除尘技术试验研究

针对燃煤电站SCR脱硝技术中高浓度飞灰造成的催化剂使用寿命缩短、大量氨逃逸及空气预热器堵灰的问题,将高温除尘器布置在SCR反应器之前。在410 t/h燃煤锅炉上对高温除尘技术进行了工程示范研究,分析了高温除尘器的除尘特性对下游脱硝单元和空气预热器性能的影响。结果表明:在70%和90%锅炉负荷下,高温除尘器出口烟尘平均质量浓度均小于8 mg/m3;90%负荷下,烟气流经高温除尘器的压降仅为500 Pa左右,大幅低于传统布袋除尘器的烟气压降;与典型的超低排放烟气后处理技术相比,应用高温除尘器能实现在相同脱硝效率下显著降低SCR反应器的烟气压降,并能减少相应的气氨消耗量与氨逃逸量;与常规布置布袋除尘器的锅炉环保岛相比,高温除尘器+SCR脱硝单元+空气预热器的模块的烟气压降可降低约500 Pa。

纳米ZnO/三元氯化物熔盐热物性及腐蚀特性实验研究

以KCl-CaCl_(2)-MgCl_(2)三元氯化物熔盐(m(KCl)∶m(CaCl_(2))∶m(MgCl_(2))=25∶27∶48)为基盐,添加不同粒径及质量分数的纳米ZnO颗粒制备纳米ZnO/三元氯化物熔盐,对其热物性和腐蚀特性进行测试。差示扫描热仪(DSC)测试结果表明,1.0%、60 nm ZnO/三元氯化物熔盐的比热容相对于基盐提升效果最大,固态比热容提升18.87%,液态比热容提升18.98%;纳米ZnO/三元氯化物熔盐的熔点相对于基盐有所降低,熔化潜热有所提升。通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对纳米ZnO/三元氯化物熔盐的晶体结构和微观形貌进行测试表征。测试基盐和纳米ZnO/三元氯化物熔盐对3种不锈钢的腐蚀特性。

生物制氢原理及研究进展

主要综述了光解水、光发酵、暗发酵、暗-光发酵耦合等生物制氢技术,分析各方法的产氢机制、工艺优劣、影响因素和研究现状等,同时对比了生物制氢反应器的类型与特点。结果表明:生物制氢在低品位能源处理与高级能源生产方面具有巨大潜力。最后,给出了目前生物制氢技术的发展建议。

烟气再循环对超临界二氧化碳燃煤锅炉传热性能的影响

针对某1000MW超临界二氧化碳(S-CO_(2))锅炉,通过建立锅侧燃烧与传热耦合模型,并对冷却壁壁温进行计算分析,提出采用烟气再循环的方案来降低冷却壁壁温,研究了烟气再循环对冷却壁壁温、炉膛出口烟温、排烟温度以及过热器、再热器出口工质温度的影响。针对仅采用烟气再循环方案,会出现炉膛出口烟温降低和排烟温度升高等问题,对S-CO_(2)锅炉进行了优化改造。结果表明:烟气再循环率为20%时,冷却壁壁温最高值从690℃降低至640℃;采用20%烟气再循环方案时,改造后锅炉的排烟温度由143℃降低至123℃,锅炉效率由92.8%提高至94%,壁面区域H_(2)S摩尔分数和CO摩尔分数降低,高温腐蚀速率减少,优化改造后的锅炉采用烟气再循环方案可降低冷却壁壁温。

O_(2)、SO_(2)对As_(2)O_(3)在W-Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂表面吸附特性的影响:实验及理论模拟

采用实验及量子化学方法探究了O_(2)和SO_(2)对As_(2)O_(3)在W-Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂表面吸附特性的影响。实验结果表明,O_(2)促进了As_(2)O_(3)在催化剂表面的吸附,随着SO_(2)体积分数的增加,As_(2)O_(3)的吸附量表现出先升高后降低的趋势。为进一步探究烟气组分对气相砷吸附的影响机理,采用密度泛函理论(DFT)方法,模拟了预吸附不同气体后催化剂表面As_(2)O_(3)的吸附。结果表明,O_(2)对气相砷的促进影响主要归因于吸附氧的形成。预吸附的O原子明显增强了临近原子的吸附活性,而预吸附的O_(2)分子则主要通过提供吸附活性位点促进As_(2)O_(3)的吸附。SO_(2)在W-Cu/γ-Al_(2)O_(3)表面形成了SO_(4)^(2-)和HSO_(4)-,改变了基底表面的势场,从而促进了As_(2)O_(3)的吸附。随体积分数的进一步增加,SO_(2)与气相As_(2)O_(3)的竞争吸附作用增强,As_(2)O_(3)吸附量减少。

H_(2)O和SO_(2)对钙循环捕集CO_(2)碳酸化过程协同效应的研究

采用自制恒温热重系统研究了H_(2)O和SO_(2)对钙循环捕集CO_(2)的协同效应,并结合吸收剂的孔径进行了机理分析。结果表明:气氛中的H_(2)O加速了碳酸化快速反应阶段的反应速度,改善了CaO颗粒的孔结构,从而提高了碳酸化转化率;气氛中的SO_(2)阻碍了CO_(2)的捕集,使碳酸化转化率下降,且随循环进行碳酸化转化率下降更加明显;当H_(2)O和SO_(2)协同作用于碳酸化过程时,钙循环特性受H_(2)O和SO_(2)的协同效应影响:加入0.05%体积分数的SO_(2)后,当H_(2)O体积分数从0%增加至20%时,吸收剂孔容积逐步上升,CO_(2)捕集能力得到改善;加入10%体积分数的H_(2)O后,当SO_(2)体积分数从0%增加至0.1%时,吸收剂孔隙堵塞更加严重,CO_(2)捕集能力下降,但是相较于无H_(2)O工况,仍保持更高的碳酸化转化率;H_(2)O和SO_(2)的协同效应主要体现在H_(2)O可以减弱SO_(2)对CO_(2)捕集的阻碍作用,从而提高吸收剂的碳酸化转化率。

Mn-Fe复合氧化物脱除燃煤烟气中砷、硒的实验研究

采用共沉淀法制备了一系列Mn-Fe复合氧化物,研究了物质的量比和温度对气相砷、硒吸附的影响,考察了As_(2)O_(3)和SeO_(2)双组分气体的同时吸附特性,对吸附产物中砷、硒的稳定性进行测定。结果表明,As_(2)O_(3)和SeO_(2)在Mn-Fe复合氧化物表面的吸附量随Mn含量增加呈先增大后减小的趋势,当Mn/Fe物质的量比为1∶1时吸附量达到最大;两者的最佳吸附温度分别为750和600℃;双组分气体同时吸附时,两者存在竞争作用,Mn-Fe复合氧化物会优先吸附As_(2)O_(3),SeO_(2)的吸附受到抑制;此外,预吸附的SeO_(2)会增强临近原子吸附活性,促进As_(2)O_(3)的吸附;吸附后的Mn-Fe复合氧化物浸出液中砷和硒的质量浓度均低于控制限值,在随粉煤灰进行资源化利用(如作为混凝土成分、水泥原料等)过程中不会产生二次污染。

扰流参数和非均匀颗粒结构参数对填充床相变蓄热器蓄热特性的影响

以填充床式相变蓄热器作为研究对象,将60%NaNO3和40%KNO3混合而成的二元硝酸盐作为传热流体,将59.98%MgCl2、20.42%KCl、19.6%NaCl混合熔盐作为相变材料,建立无需对每个封装颗粒网格离散化的多孔介质局部非热平衡模型。通过数值计算对填充床式相变蓄热器的蓄热性能进行研究,分析了扰流参数以及颗粒结构参数等对蓄热器蓄热性能的影响。为提升蓄热器的蓄热性能,采用非均匀颗粒直径分布,并与等颗粒直径进行比较。结果表明:与填充0.025 m和0.015m的等颗粒直径相比,蓄热器上端填充0.025m和下端填充0.015m的非均匀颗粒直径分布的相变材料完全融化时间分别缩短了3.81%和1.90%。

基于PCA-GPR的锂离子电池剩余使用寿命预测

从充电过程中的电压-容量曲线中提取出一个与电池寿命高度相关健康因子(HI)。然后利用主成分分析(PCA)对影响电池寿命的多维因素进行分析和降维,结合高斯过程回归(GPR)机器学习方法提出一个基于PCA-GPR的锂离子电池剩余使用寿命预测模型。最后进行锂离子电池剩余使用寿命预测并与PCA-BP神经网络、PCA-支持向量机(SVM)模型进行比较。结果表明,利用该文提出的HI及预测模型可有效提高锂离子电池剩余使用寿命预测精度,其中通过贝叶斯优化器优化后的PCA-GPR模型的预测效果最佳。