废烟气脱硝催化剂中TiO_(2)资源化回收实验研究

采用高温碱浸和酸洗的方法对废选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂进行处理,研究碱浸和酸洗对催化剂各组分的浸出效果,考察温度对催化剂浸出行为的影响规律。结果表明,碱浸温度的提高促进V和W的浸出,210℃时V和W的浸出率分别为82.38%和74.92%。经高温碱浸和酸洗处理后,Al、Ca、Na等杂质的最高浸出率均可达98%以上,回收TiO_(2)的纯度较高,可用于生产新催化剂。高温碱浸会破坏催化剂的结构,有利于后续HCl处理对杂质的去除,除杂效果优于直接酸洗处理。高温碱浸过程中会生成Na_(2)TiO_(3),经HCl反应并水解后会形成新的TiO_(2)颗粒,形成更多的小孔,比表面积增大。

塔式太阳能吸热器曲面涂层吸收率测试方法研究

吸热器涂层吸收率的准确测量对吸热器性能评估、优化具有重要意义。目前吸热器涂层吸收率的实验研究大多局限于平面金属基材。以塔式太阳能熔盐吸热器圆柱形吸热管为研究对象,提出蓝丁胶法和漫反射盒法2种广泛适用的测量曲面涂层吸收率测试方法。蓝丁胶法器材准备简单,操作复杂;漫反射盒法器材准备复杂,操作简单。2种方法在测量过程中隔绝环境光线干扰,得到各种涂层附着于平板和圆管表面的测量吸收率,通过不同涂层在平板和圆管上的吸收率对应关系建立拟合曲线,从而修正测量数据得到吸热管涂层吸收率,拟合曲线精确性R^(2)≥0.995;不遮光条件下直接测量2.5cm直径吸热管吸收率,最大相对误差为13.39%,使用蓝丁胶法和漫反射盒法后相对误差分别降为0.27%和0.45%,2种方法各点结果相对误差之差小于0.30%,测量过程中涂层吸收率越大,各因素对测量结果影响越小;在蓝丁胶测试方法中,吸热管直径越大,测得的吸收率越小。

适用于下一代太阳能热发电的集热颗粒磨损特性研究

以铝矾土惰性颗粒为研究对象,使用三腔磨损试验台获取颗粒耐磨性能和粒径分布变化规律,颗粒120 h磨损率约2.5%,粒径分布演变模型中转化比例符合正态分布(σ=1/2,d_(s)=4d)时模拟效果最好。提出磨损转换系数,通过引入磨损耗散能量作为中间量,将磨损测试设备中获取的颗粒磨损特性推广到实际太阳能热发电系统中。以100 kW太阳能热发电系统为例,计算得铝矾土惰性颗粒在系统各设备间循环一次的磨损相当于在三腔磨损试验台中运行0.0114 h,从而获得系统补料策略。

铜铝锌复合金属氧化物导热系数和储热特性研究

铜铝复合金属氧化物储热材料导热系数低,该文通过复合导热相氧化锌提高导热系数,对其导热提升机理和改善后的储热特性进行研究。结果表明:铜铝锌复合金属氧化物Cu_(9)Al_(1)Zn_(3)固体介质连续性提高/孔隙率降低/导热系数提高71%;同时其氧化还原基本可逆,还原/氧化反应时间从Cu_(9)Al_(1)的1.45 min/4.48 min降到1.16 min/2.82 min,循环稳定性高,在200次循环内能够保持98.3%的还原特性和94.2%的氧化特性;成型模块储热试验中Cu_(9)Al_(1)Zn_(3)模块还原/氧化反应时间从Cu_(9)Al_(1)的30.4 min/24.5 min降到20.5 min/22.9 min,反应速率加快,反应时间缩短,能够更快完成储放热响应。

NaHCO_(3)干法同步脱除垃圾烟气HCl和SO_(2)实验研究

采用NaHCO_(3)干法脱除垃圾烟气中的酸性污染物,针对复杂烟气组分,实验研究了多种关键因素对脱氯和脱硫的影响。结果表明:NaHCO_(3)干法脱酸受温度影响较小,在130~250℃温度范围内,HCl、SO_(2)脱除效率可分别达到95%、90%;增加反应时间可较显著地提升脱酸性能,综合考虑环保及经济性,在碱酸比为1.1时烟道反应段的停留时间控制在1.25 s以上、选择除尘器设计过滤风速为0.60 m/min左右较为合适;烟气含水率小于15%时,水蒸气对SO_(2)的脱除具有较明显的促进作用;在碱酸比≤1.0时,HCl具有明显的优先反应能力;在碱酸比为1.1时,HCl质量浓度每增加100 mg/m^(3),SO_(2)脱除效率约下降1.1%,SO_(2)排放质量浓度约增加4 mg/m^(3),而HCl脱除效率基本不受SO_(2)质量浓度的影响。

数字金融促进产业结构升级的效果和机制研究——基于295个地级市面板数据的分析

使用2011—2021年295个地级市的面板数据,测算地级市的产业结构升级指数,利用双向固定效应研究数字金融对产业结构升级的影响。结果表明:第一,数字金融显著促进了产业结构升级,且在质和量的维度上都具有显著效果。该结论通过工具变量回归和数字金融的子指标检验,即覆盖广度和使用深度检验,结果都是稳健的。第二,异质性分析发现,数字金融显著促进了中西部地区的产业结构升级,为实现包容性增长提供了动力。在传统基建水平较高的城市,数字金融促进产业结构升级的作用强于传统基建水平较低的城市。第三,融资可得性、消费升级和科技创新是数字金融促进产业结构升级的重要作用机制。基于此,建议加强数字金融建设,提升融资可得性、助力消费升级、扶持科技创新,特别是要提升中西部地区的数字金融建设水平,使数字金融切实发挥出对产业结构升级的促进作用。

拉曼激光雷达大气温湿压探测技术研究进展

温度、湿度、压强是3个重要的大气参数。快速、准确地了解大气的温度、湿度和压强信息及其变化趋势,对天气、气候、人工影响天气等研究有重要意义。拉曼激光雷达通过分离拉曼散射信号反演得到各种大气环境相关参数,可实现对大气参数廓线信息的高精度探测,在大气温湿压探测中独具优势与潜力。本文介绍了拉曼激光雷达对大气温度、湿度和压强的探测原理与反演方法,着重介绍了拉曼激光雷达中滤光片、标准具、光栅等常用分光器件的优缺点及其进展,以及拉曼激光雷达中涉及到的探测技术。最后例举了利用拉曼激光雷达对气象参数测量的典型应用。

精馏规整填料表面水与液氮降膜流动特性对比研究

规整填料间两相流动状态及界面特性直接影响精馏塔甚至整个空分流程的性能,低温精馏的发展长期依赖常温物系测试,针对低温流体气液界面逆流作用特性尚未有公开研究。借助CFD方法,建立了基于规整填料Mellapak 250Y的局部逆流可代表性单元模型(REU),通过分析流动形态、局部润湿率和持液率,研究以水和液氮在规整填料上的流动特性差异。结果发现,当气相静止时,液氮整体润湿率大于90%,远大于水,在低流量成完全膜状流态。相比水,液氮由于具有低表面张力和低液气密度比,界面更易受到逆流气体影响,出现剧烈波动和液膜撕裂,润湿性显著下降,导致低温物系的泛点相比水-空气显著提前。

垃圾焚烧炉协同焚烧工业固废的数值模拟研究

针对某12 t/d中试生活垃圾炉排炉,采用数值模拟的方法对工业固废掺烧时炉内全场传热传质情况进行了模拟,对焚烧过程中的速度场、温度场及包括CO、NO_(x)、SO_(2)在内的污染物浓度场结果进行了分析。模拟结果表明,无论生活垃圾、工业固废单独焚烧还是两者混合掺烧,炉内速度场分布都相似,床层上部流速较低,整体流线分布均匀;焚烧主燃区都发生在一级炉排上,掺入工业固废使高温区范围扩大且前移,明显提高了炉膛壁面传热系数;掺烧工业固废会使含硫挥发分获得更多与氧发生反应的机会,使其在第一风室内大量生成SO_(2),而NOx的排放浓度变化不大。另外,在实际焚烧炉进行验证的结果表明掺入工业固废后温度有所上升,未完全燃烧的物料在竖井燃烧,尾气中的SO_(2)浓度略有上升,NOx浓度变化不大,与模拟结果相符。

低温等离子体氧化NO的研究

工业烟气中的氮氧化物是造成环境污染的重要原因,低温等离子体技术基于活性粒子的氧化作用,可以将污染物有效转化。本文设计了介质阻挡等离子体发生系统,开展了低温等离子体氧化NO的研究,考察了能量密度,氧含量的影响。研究结果表明在960~1920 J/L的能量密度下,NO的转化效率随着能量密度的增大而降低;同时减小氧浓度有利于NO的转化;结合氧化催化剂对NO的转化具有明显的促进作用。基于实验室结果,设计了500 m^(3)/h的低温等离子体结合氧化催化剂的试验装置,在工业硅矿热炉开展了中试试验。中试结果表明对于低浓度的NO(体积分数0~0.005%)可完全转化,生成的NO_(2)初始会吸附在催化材料表面,随着反应的进行逐渐析出;对于高浓度的NO(体积分数0.005%~0.025%),出口NO浓度均值为0.001%(体积分数)。上述结果证明低温等离子体氧化低浓度NO的可行性。

循环流化床锅炉节能减碳运行调控及工程验证

构建基于烟气中氧气体积分数及炉膛出口压力的锅炉运行协同控制模型,可以实时、准确地预测烟气中氧气体积分数的变化趋势,提前给定锅炉二次风机和引风机控制指令,显著减小了不同负荷条件下锅炉烟气中氧气体积分数、负压等关键运行参数的波动.在300 t/h循环流化床锅炉上的工业验证结果表明:利用协同控制模型可以提高锅炉运行控制的品质,锅炉变负荷工况条件下烟气中氧气体积分数控制在目标值±0.25%范围内,炉膛出口压力控制在目标值±45 Pa范围内的统计概率为99%.运行一周的统计结果表明,相比于原有控制,协同控制模型投运后单位产汽量耗煤可以减小1.508%,单位产汽量风机耗电可以减少1.886%.

烟气余热蒸发处理锅炉脱硫废水技术的开发及应用

针对炼化企业污水“近零”排放难以消纳高盐高氨氮脱硫废水的问题,研发利用锅炉烟气余热在烟道直接蒸发脱硫废水的流态模型,开展废水液滴粒径、雾化角度、烟速、烟温等变量对液滴完全蒸发时间、蒸发距离的数值模拟研究和小试实验,完成烟道蒸发室的工业结构设计,并经过2个阶段的废水工业化试运行,验证了该技术的合理性和可行性。对试运行过程中出现的问题进行了客观的分析评价,提出了必要的整改措施,开创了脱硫废水低成本、低能耗环保处理的新途径。

绝热压缩空气储能系统的热力性能与经济性分析

绝热压缩空气储能技术(A-CAES)可用于可再生能源电力的调峰、调频,是实现“双碳”目标的有效手段。为研究级数、上端差、节流阀后压力等关键参数对系统热力学效率与经济性的影响,实现最低度电成本,构建了基于MATLAB的A-CAES模型,并进行计算。结果表明:在模拟工况范围内,效率随级数、上端差的增加而降低,随节流阀后压力的增加而增加,效率最高可达70%以上;二级压缩、二级膨胀的度电成本最低,为0.0413~0.0450美元/(kW·h);度电成本随节流阀后压力的增大而减小;当上端差大于2.5 K时,度电成本随上端差的增大而增大。因此,A-CAES可实现高效、低成本储能。

一种光纤陀螺全温启动漂移补偿方法

本文提出了一种光纤陀螺全温启动温度漂移补偿方法。首先,采用三个惯性传感器内置的温度计信息组成的多维温度变量构建寻北仪内部的温度场,然后使用支持向量回归(SVR)来构建多维温度变量与光纤陀螺温度漂移误差的补偿模型,最后应用麻雀搜索算法(SSA)来调优SVR模型核参数来提高温度误差补偿模型的精度和泛化能力。寻北实验验证了所提方法的有效性:将寻北仪启动阶段的精度从0.0209°提高到0.0101°,使其启动阶段的性能与稳定阶段的性能接近,并提升了其在不同初始温度下的快速响应能力。

基于相变材料的蒸汽卡诺电池热力学循环设计

为了研究工业园区综合能源系统的多能互补新路线,提出基于高低温相变材料的新型蒸汽卡诺电池.建立计及设备性能与质量流量的热力学循环计算模型,分析设计参数、多级压缩结构对系统热泵系数、循环效率、储电损失与供热(火用)效率的影响.通过探究发现,低温相变材料的相变温度和高温相变材料的相变温度是影响蒸汽卡诺电池性能的主要因素,得到蒸汽卡诺电池的高循环性能区.优化蒸汽卡诺电池的参数与结构,结果表明,循环效率可达56.96%,热泵系数可达2.55,供热(火用)效率可达68.74%.

自适应光学在超分辨显微成像技术中的应用(内封面文章·特邀)

荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往会因样品引起的像差而降低。自适应光学是一种矫正波前误差的技术,在超分辨显微成像技术中引入自适应光学技术可以显著提高超分辨系统的成像分辨率、成像深度、成像速度。为了进一步提高超分辨显微成像系统的成像性能,研究者不断创新自适应光学在超分辨技术的应用方法。介绍了自适应光学技术,阐述了其在显微成像中的应用;详细分析了近年来自适应光学在超分辨显微成像技术的应用,最终进行了总结,并对未来技术发展方向进行了展望。

基于企业聚类的某省化纤行业节能减碳潜力分析

化纤行业在“双碳”战略目标下面临着巨大的节能减碳压力,需要分析行业的能耗现状与节能减碳潜力。以中国化纤行业第一大省的146家化纤企业为研究对象,利用企业能耗数据分析行业的能耗特征,基于聚类算法对企业进行分类并计算行业的节能减碳潜力。结果表明,该省2013—2021年化纤行业的能耗结构和碳排放结构均以电力贡献为主,节能潜力占行业能耗量的24.63%,减碳潜力占行业碳排放量的22.91%。大型企业和能耗强度偏高的小型企业节能减碳建议以减少原煤消耗为主,中小型企业节能减碳建议以减少电力消耗为主。

建设工程检验报告缺少资质标识的影响及对策

本文针对建设工程检验检测机构资质管理不再需要检验资质标识的情况进行分析,探讨建设工程检验报告资质标识缺少带来的资质识别、工程应用和市场公平竞争等影响,提出制定建设工程检验资质统一标识、建设基于智慧检测的结果采信系统和强化宣传等主要措施,分析了资质标识与报告采信的关系,提出了依托智慧数据平台进一步实现建设工程质量全链条管理的思路。

船舶碳捕集系统关键设备及节能工艺模拟优化

针对船舶碳捕集装备安装空间受限和解吸过程再生热耗高等问题,基于Aspen Plus仿真软件,搭建船舶碳捕集工艺系统模型。通过优化吸收塔、解吸塔尺寸及填料结构,将吸收塔和解吸塔填料高度降低30%以上,可实现二氧化碳捕集效率达90%以上的同时CO_(2)再生热耗降低14%以上。进一步结合级间冷却工艺、富液分流工艺、贫液闪蒸工艺和发动机废气余热利用,可实现船舶废气CO_(2)高效、紧凑、低能耗捕集,CO_(2)再生热耗可低于2.1GJ/t。

基于PNGV模型与自适应卡尔曼滤波的铅炭电池荷电状态评估

储能电池应用广泛,准确估计储能电池的荷电状态(state of charge,SOC)对提高电池健康状态有重要意义。铅炭电池作为一种高性能、低成本、高安全性的新型储能电池,在储能电站等场景受到广泛关注,而目前尚缺少铅炭电池SOC估计相关研究。本工作首先通过静流间歇滴定技术探究铅炭电池的荷电状态与开路电压关系,后通过混合脉冲功率性能试验得到铅炭电池的伏安特征数据,建立一阶Thevenin和一阶PNGV等效电路模型,利用基于代理模型和灵敏度分析的随机算法(surrogate optimization algorithm,SOA)对两种等效电路模型进行参数辨识。在此基础上,利用扩展卡尔曼滤波算法(extended Kalman filter,EKF)估计铅炭电池SOC,估算过程考虑噪声干扰。另外,在铅炭电池SOC初值未知的情况下,EKF算法不能准确估计铅炭电池SOC。因此,本工作提出采用自适应扩展卡尔曼滤波算法(adaptive extended Kalman filter,AEKF)对铅炭电池进行状态估计,来弥补EKF的不足。结果表明,在存在噪声且SOC初值未知的情况下,AEKF算法较EKF算法和安时积分法更能准确估计铅炭电池SOC,在给定SOC初值为0.9时,误差最小,为3.91%,验证了算法的有效性与适用性,提高了铅炭电池荷电状态估计的准确性和可靠性。