TBAB和CP双添加剂水合物法分离烟气中的CO_2

在四正丁基溴化铵(TBAB)和环戊烷(CP)双添加剂体系下进行了一级水合物法分离烟气中CO2的研究。对比了纯体系和双添加剂体系对水合物生成过程及分离效果的影响。获得了合适的操作条件(温度276.15 K,压力2.0～3.3 MPa)、初始液气比(0.78)、添加剂浓度(CP体积分数为0.6%)。在合适条件下,双添加剂体系相比纯TBAB体系水合过程的载气量达至1.5～2.0倍,剩余气相中CO2摩尔分数由17%降至7%,去除率由40%～50%上升到60%～70%。实验表明,双添加剂体系在水合物法CO2分离技术的分离效果及节能方面存在潜力,为工业化水合物法净化烟气提供了参考和标准。

抗生素菌渣热解N官能团变化特征及其与NOx前驱物关系研究

以青霉素菌渣(PMW)和土霉素菌渣(TMW)为对象,在水平管式反应器中进行快速热解,采用X射线光电子能谱(XPS)表征和化学吸收-分光光度定量分析方法,研究了抗生素菌渣热解N官能团变化特征及其与NO_x前驱物的关系。结果表明,菌渣燃料N官能团分为无机N(N-IN)和蛋白质及其水解产物N(N-A)两种。决定菌渣NO_x前驱物以NH_3-N为主,N官能团主要为N-A,PMW占81.1%、TMW占59.0%。在低温区间,N-IN在150-250℃分解和N-A在250-450℃转化,为NH3-N主要来源;PM W和TM W产率分别为20.9%和25.6%,而HCN-N产率小于2%,基本与燃料N官能团特征无关;该阶段伴随吡啶N(N-6)和吡咯N(N-5)的生成及转化,峰值在350-400℃。在高温区间,半焦N反应,主要是N-6和N-5的转化,为NH_3-N和部分HCN-N的来源;该阶段伴随少量更稳定质子化吡啶N(N-Q)和氮氧化物N(N-X)生成。由于N-IN和不稳定N-A低温下会快速分解,250-300℃下菌渣半焦N去除高达40%、能量损失可控制在25%,因此,采用合适低温热解处理菌渣,在保证能量前提下可有效去除燃料中的N。

药渣热解过程NOx前驱物生成特征及规律研究

以凉茶药渣(HTW)和青霉素菌渣(PMW)为对象,结合热重(TGA)和X射线光电子能谱(XPS)表征,在水平管式反应器上对比研究了热解NO_x前驱物的生成特征,考察了热力因素和燃料理化特性的影响。结果表明,蛋白质N为主要原料N结构,HTW占全部,PMW超过80%,决定了主导NO_x前驱物为NH_3;热力因素不改变此主导性,但会影响前驱物生成路径,改变组分比例及总产率,其强弱顺序为:高温快速>高温慢速>低温快速≈低温慢速;基于高温快速热解,大粒径和低含水率可分别降低总产率5%-11%和4%-6%;燃料组分影响NH_3产率,低温或慢速下,N结构差别使PMW>HTW;高温快速下,灰分元素差异使PMW<HTW;半焦N结构及N分布表明,典型热解条件下总产率为20%-45%,与药渣种类无关,可为其清洁利用提供参考。

添加剂对水合物法回收烟气中二氧化碳影响的研究进展

阐述了目前基于添加剂环境下水合物法分离烟气中CO2的研究进展,主要对烟气水合物热力学、动力学、分离效果3个方面的研究状况进行了总结。重点对当前应用于烟气体系研究较多的几类添加剂——四正丁基溴化铵(TBAB)、四氢呋喃(THF)、环戊烷(CP)的性质、原理、优势及不足进行了介绍和对比,对一级水合物法处理烟气的研究现状进行了分析和评价,并预测了有效提高水合物法分离效果的可行方法。

钢桁拱桥吊杆涡激振动仿真分析

对流体力学计算软件FLUENT6.3进行二次开发,建立二维平面模型,将Newmark方法的代码嵌入用户自定义函数UDF,运用FLUENT动网格技术对南京大胜关长江大桥吊杆进行涡激振动仿真计算,研究切角长方形、圆角长方形2种截面吊杆的气动力性能。分析表明:截面几何形状的微小变化会引起结构气动力性能发生很大变化;吊杆截面从长方形变到切角长方形再变到圆角长方形,吊杆的涡脱落规模逐渐减小,升力逐渐减小;随着阻尼比的增加,结构涡激振动的最大振幅及锁定风速区间均减少;切角长方形截面吊杆仿真计算结果与风洞试验结果吻合较好;圆角长方形截面吊杆最大振幅及锁定风速区间明显小于切角长方形截面吊杆。

富N生物质原料气化过程NOx前驱物生成特性及规律

基于水平管式反应器气化条件,结合化学吸收-分光光度法和X射线光电子能谱(XPS)分析,研究了四种富氮生物质(豆秆(SBS)、稻秆(RS)、玉米秆(CS)和中密度纤维板(MDF))气化过程NO_x前驱物生成特性及规律,对比考察了燃料特性(燃料N官能团、N含量)及气化条件(温度、气化介质)的影响。结果表明,NH_3-N为主要NO_x前驱物并伴随一定量的HCNN,绝大部分形成于初次裂解和二次反应同时进行的挥发分析出阶段。各因素通过影响NO_x前驱物组分生成路径而改变其产率:燃料特性对产率的影响主要体现在N官能团(胺类-N(N-A)类型)稳定性方面,与N含量关系不大,因不稳定N-A在初次裂解中的关键作用,MDF总产率高达74.7%(质量分数),比秸秆类平均总产率高出15%(质量分数);温度和气化介质会影响二次反应中与NO_x前驱物相关的反应路径(特别是加氢氢化反应),秸秆SBS气化,温度从800℃到1000℃,NH_3-N产率从38.9%(质量分数)增加至47.7%(质量分数),HCN-N产率先增加后减少,峰值为18.3%(质量分数),源于各反应路径受温度影响的平衡性;气化介质改变加氢氢化反应,CO_2主要影响HCN-N,起一定抑制作用,H_2O主要影响NH_3-N,起促进作用,因此,通过调节气化介质比例可一定程度改变NO_x前期物组分的选择性。

桥梁主梁端部翼板颤振主动控制流固耦合计算

安装主动控制翼板是提高大跨度桥梁颤振稳定性的一种有效方法。运用流固耦合技术对桥梁颤振主动控制进行计算分析,可以考虑气动翼板的大幅度扭转以及气动翼板和主梁端部的气动干扰效应。通过对商用软件FLUENT二次开发,建立了竖弯和扭转流固耦合数值仿真计算模型,并对主梁端部安装了主动控制翼板的大海带桥的颤振稳定性进行了数值仿真计算分析。系统地研究了前后翼板相对于主梁的角速度对颤振性能的影响。数值仿真计算结果表明:没有采用主动控制翼板时,颤振临界风速计算值和风洞实验值吻合良好。采用主动控制翼板后,当前翼板角速度与主梁反向,后翼板角速度与主梁同向时控制效果良好。且随着气动翼板角速度增大,主梁扭转位移减小。旋涡脱落图表明:作用在翼板的流场和作用在主梁的流场相互干扰,因此作用在整个系统上的力矩变化不仅来源于气动翼板的力矩,而且来源于流场形态的改变。计算表明在上述良好的控制时,气动翼板提供反向力矩,且与作用在主梁上的力矩相位相反,最大限度地平衡了作用在主梁上的力矩,使作用在主梁系统上的力矩均值减小,这是主动控制翼板提高桥梁颤振稳定性的原因之一。最后研究了气动翼板合适长度,计算表明:当气动翼板长度为主梁宽度的10%~15%时,颤振主动控制效果较好。

拱桥钢箱吊杆驰振稳定性数值计算研究

驰振是细长结构在横风向作用下的一种不稳定的单自由度发散振动现象,会导致结构毁坏,截面形状的微小变化会改变结构驰振稳定性.文中运用两种方法对南京大胜关长江大桥吊杆1/10缩尺模型进行了驰振性能计算,并展示了驰振中的极限环振动现象.吊杆包括长方形截面、切角长方形截面A、切角长方形截面B三种方案.方法一是通过计算流体力学软件FLUENT求出不同风攻角下的阻力系数和升力系数,并根据葛劳渥-登哈托原理判断驰振是否发生;根据相关公式计算驰振临界风速.方法二是对FLUENT进行二次开发,将Newmark方法的代码嵌入用户自定义函数UDF,运用FLUENT动网格技术建立二维流固耦合模型进行驰振仿真计算,求出驰振临界风速以及各风速下的振幅变化规律.仿真计算结果表明,横桥向来风时,长方形截面,切角长方形截面A方案的1/10缩尺模型会发生驰振,切角长方形截面B的1/10缩尺模型不会发生驰振,仿真计算结果与风洞试验结果吻合较好,为工程结构气动力截面选型提供依据.

基于流固耦合的加劲梁上部翼板颤振主动控制分析

针对目前悬索桥加劲梁气动翼板颤振主动控制数值计算方法的局限性,提出采用流固耦合方法对加劲梁上部气动翼板的颤振控制进行分析。通过对Fluent软件二次开发,建立加劲梁-气动翼板系统流固耦合数值仿真计算模型,分析桥梁的颤振性能。以大贝尔特东桥为背景,采用流固耦合方法分析加劲梁上部设置气动翼板前、后该桥的颤振临界风速,研究气动翼板角速度对颤振临界风速的影响。结果表明:该桥颤振临界风速的数值仿真计算结果(72.0~74.0m/s)和节段模型风洞试验结果(70.0~72.9m/s)吻合较好;加劲梁上部设置气动翼板后,当前气动翼板与加劲梁扭转方向相反、后气动翼板与加劲梁扭转方向相同时,能显著提高加劲梁颤振临界风速;加劲梁最大扭转角随气动翼板角速度的增大逐渐减小。

MapGIS到ArcGIS数据格式转换关键技术研究

提出将MapGIS数据转换成ArcGIS数据格式并完成地图符号化,进而保存为MXD文档的理论要点,在ArcGIS Engine和C#平台上实现该算法,并以太湖流域水准路线图为例,将转换成果MXD数据与源MapGIS数据进行对比,发现专题图的转换基本一致,算法正确。

钢箱梁高度对桥梁颤振稳定性影响数值计算研究

为设计合适的梁高,在达到结构受力的条件下以较少的用钢量满足桥梁的气动稳定性.本文首次综合考虑了箱梁气动外形变化和刚度变化,运用全桥多模态颤振分析方法计算分析箱梁高度变化对颤振临界风速的影响.并通过颤振导数变化规律,颤振发生时各振型的能量分布来说明优化机理.计算表明:在箱梁宽度相同,风嘴角度相同的情况下,随着箱梁高度的增加,桥梁竖弯频率基本保持不变,扭转频率增加,扭转刚度增加.同时箱梁流线型变差,气动外形变差,颤振发生时竖弯和扭转振型参与程度发生变化.在一定的梁高范围内,桥梁的颤振稳定性没有随梁高线性变化,存在一个最优梁高,使得桥梁颤振临界风速最大.

MapGIS文件到CASS格式转换关键技术研究

传统将MapGIS数据转换为CASS格式的方法包括将MapGIS数据利用FME转换为AutoCAD格式,或利用MapGIS格式转换系统的功能进行转换等,这两种方法都需要将DWG或DXF文件在CASS中进行逐层匹配CASS码来实现到CASS格式的转换,工作量较大。因此,提出将MapGIS点、线明码文件转换为*.cas文件,将区文件转换为DXF文件的转换方法,相比传统方法,工作量得到很大的缩减。

正方形截面气动外型优化仿真计算

运用计算流体力学软件FLUENT,引入雷诺应力模型求解不可压粘性流体Navier-Stokes方程,对正方形及其不同切角截面进行仿真计算.研究了正方形,切角正方形,圆角正方形三种截面的阻力,升力,俯仰力矩,Strouhal数及尾流的流动状态.仿真计算结果表明几何形状的微小变化会引起气动力系数发生很大的变化,尤其是在物体形状的变化强烈的影响到压力分布的时候,其中圆角正方形截面的气动性能最好.仿真计算结果与风洞实验结果吻合良好.

基于QCT分析维持性血液透析患者体质成分变化及骨密度的影响因素

目的应用定量CT(QCT)探讨维持性血液透析患者体质成分变化及骨密度的影响因素。方法选取我院维持性血透患者156例,另选取150例与血透患者年龄性别相匹配的体检人员作为对照组。比较两组间体积骨密度(vBMD)、皮下脂肪含量(SAT)、内脏脂肪含量(VAT)、椎旁肌面积及椎旁肌脂肪面积等体质成分的差异。将血透组患者分为继发性甲状旁腺功能亢进(SHPT)和非继发性甲状旁腺功能亢进(N-SHPT)两组,并比较两组患者体质成分和骨代谢指标的差异;使用相关性分析研究两组患者vBMD与年龄、透析龄、体质成分及骨代谢指标的相关性。结果血透组VAT和椎旁肌脂肪面积均高于对照组。血透组中SHPT组vBMD高于N-SHPT组(P<0.05)。SHPT组的透析龄、血钙、iPTH、ALP高于N-SHPT组(P<0.05)。SHPT组、N-SHPT组vBMD均与年龄、椎旁肌脂肪面积呈负相关;SHPT组vBMD与iPTH、ALP呈正相关,N-SHPT组vBMD与ALP呈负相关,与iPTH无显著相关性。结论维持性血液透析患者VAT与椎旁肌脂肪面积较健康人群增加,椎旁肌脂肪含量越高vBMD越低;SHPT患者vBMD较N-SHPT患者高,可能与SHPT患者iPTH的升高有关。

桁架主梁桥梁颤振流固耦合数值仿真计算

随着桥梁跨径的增加,其结构对风的敏感性增强,颤振稳定性往往成为桥梁设计中首要考虑的因素。桁架主梁构造复杂,也是抗风数值计算的难点。通过对FLUENT二次开发,建立了基于几何三维的竖弯和扭转流固耦合数值仿真计算模型,通过对黄冈公铁两用长江大桥进行颤振数值仿真计算,利用不同风速下主梁位移时程曲线判断颤振临界风速,并和节段模型风洞试验结果进行比较。计算表明,数值仿真计算结果和风洞试验结果基本吻合,说明本文流固耦合计算方法的有效性。

大跨度预应力混凝土连续梁桥合龙施工技术研究

合龙段施工是预应力混凝土连续梁桥施工的重要环节,关系到全桥的受力和线形状况。以某黄河大桥主桥合龙段的施工为工程背景,探讨了预应力混凝土连续梁桥合龙施工的时间选择、合龙方案的选择、合龙顺序、体系转换以及施工配重等方面的内容,为类似桥梁施工提供了有价值的技术资料。

分体式主梁桥梁颤振稳定性流固耦合数值计算研究

通过对计算流体力学商用软件FLUENT二次开发,建立了二维弯曲和扭转流固耦合数值仿真计算模型,研究6种钢箱梁桥梁方案的颤振稳定性:①整体钢箱梁;②~④不同中央开槽率的钢箱梁(开槽率分别为20%,40%和100%);⑤中央开槽与中央稳定板组合钢箱梁;⑥中央开槽与中央稳定板和水平稳定板组合钢箱梁。数值计算结果表明,对于颤振稳定性,中央开槽钢箱梁优于整体式钢箱梁;在假定主梁截面特性及桥梁自振频率不变的条件下,适当的开槽率可以使钢箱梁颤振临界风速达到最高;中央开槽与中央稳定板和水平稳定板组合钢箱梁可进一步提高桥梁颤振临界风速。数值仿真计算结果和风洞试验结果基本吻合。

基于曲率模态和柔度曲率的结构多损伤识别

以曲率模态和柔度曲率为识别参数,针对具有多损伤区域的悬臂梁结构进行了损伤仿真分析。结果表明可以应用曲率模态法和柔度曲率法对梁类结构进行多损伤识别。柔度曲率法既有较高的灵敏度又避免了使用原结构的模态参数,这对没有原始结构模态参数的损伤识别技术显得尤为重要,而且仅需要低阶模态信息即可获得很好的识别效果。

富氮生物质原料热解过程中NOx前驱物释放特性研究

利用热重分析-傅里叶红外光谱联用(TG-FTIR)和水平管式炉-X射线光电子能谱(XPS)研究了两种富氮生物质原料(大豆秸秆(SBS)和纤维板(FB))热解过程中NO_x前驱物(NH_3、HCN和HNCO)的释放特性,考察温度、升温速率及燃料含N物质结构对其NO_x前驱物释放行为的影响。结果表明,燃料中的N来源不同(天然固有与人工添加)造成其转化差异:SBS释放的NO_x前驱物主要为NH_3而FB为NH_3、HCN(快速)和HNCO(慢速);FB气相N主要随挥发分析出,而SBS则相反,在二次反应阶段析出;两种燃料中N的转化随温度变化,低温下富集于半焦N,600℃以上时更多向非半焦N转移,NO_x前驱物以NH_3为主,高温及高升温速率利于HCN生成,若以减排NO_x为目的,热解温度控制在600℃为佳;两种燃料中N的结构均为胺类N(N-A),热解时部分N-A向半焦中杂环N转化,同时伴随杂环N分解;高温下吡啶N和吡咯N分解分别主要产生HCN和NH_3。

磴口黄河大桥箱梁温度场研究

介绍了内蒙古磴口黄河大桥预应力混凝土连续箱梁温度场的测试方案、测点布置及大气自然条件下箱梁断面温度场的测试结果,分析了箱梁温度变化规律,并研究了温度场对箱梁挠度和箱梁结构应力的影响.