松木屑与煤加压热解特性

研究松木屑和新疆博斯坦煤的加压单独热解及共热解特性,热解实验在加压热重分析仪上开展,压力为0.1~2.0MPa.通过样品热解失重情况绘制热解失重曲线,对曲线进行失重速率分析和热解动力学分析.结果发现,热解压力升高会抑制样品热解挥发分的析出,使样品主要热解阶段的表观活化能增大56%~85%;松木屑与煤共热解过程不是两者单独热解过程的简单叠加,而是两者协同反应相互促进或抑制的结果,松木屑与煤共热解失重相较计算值在加压条件下提高了8%~23%,在常压条件下降低了6.7%,但不管是常压还是加压共热解,共热解主要热解阶段的表观活化能均较松木屑和煤单独热解降低.

高湿烟气中超低浓度细颗粒物测试方法研究

总结和比较了国内外常用的颗粒物采样测试系统及方法,从颗粒物测量原理、采样方法的结构和特点、适用范围、误差来源等角度分析了采样系统的特点及准确性,并结合我国燃煤电厂脱硫塔、湿式静电除尘器出口等位置实际排放情况,提出适用于低浓度、高湿度条件下的超低浓度颗粒物的可靠测试方法.为燃煤电厂颗粒物排放浓度的准确测量和环保设备对颗粒物控制效果的运行和评估提供保证.

添加剂对高碱煤钠迁移和灰分烧结温度的影响

选取三种不同的添加剂(高岭土、SiO_2和Al_2O_3),研究它们对高碱准东煤钠迁移和灰分烧结温度的影响,并且添加比例为1%-5%。结果表明,三种添加剂的钠捕集效率依次为:高岭土>SiO_2>Al_2O_3。钠捕集效率随着添加比例的增加而升高,但受温度影响比较复杂。高岭土的钠捕集效率在600-1000℃先增加后减小,并在900℃达到最大值,其余两种随温度的升高均减小。准东煤灰的烧结温度为803℃,添加高岭土后,烧结温度随添加比例的增加先降低后上升。当添加比例为3%时,因为钙长石和钙黄长石的低温共熔反应而达到最小值。SiO_2的添加比例为5%时,由于透辉石的生成和SiO_2本身的"骨架"作用,烧结温度迅速升高到879℃。Al_2O_3对烧结温度的影响最小。

基于BATMAN-TCM在线分析平台的浙贝母-瓜蒌配伍治疗慢性阻塞性肺病的网络药理学研究

基于中药分子机理的生物信息学分析工具(bioinformatics analysis tool for molecular mechanism of traditional Chinese medicine,BATMAN-TCM)挖掘浙贝母-瓜蒌治疗慢性阻塞性肺病的分子作用机制。应用BATMAN-TCM预测浙贝母-瓜蒌的潜在靶点,GeneCards数据库检索慢性阻塞性肺病的靶点;应用Cytoscape 3.7.1软件构建化合物-疾病-靶点相互作用网络、蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,进行基因本体(gene ontology,GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)的生物通路富集分析。结果筛选得到浙贝母-瓜蒌中21种活性成分,基于STRING构建的浙贝母-瓜蒌靶点PPI网络包含131个节点和236条相互作用关系,关键节点包括ANXA1、EDN1、HDAC1、RXRA、ADRA2A、OXT、RXRB等。GO富集分析途径主要涉及离子门控通道活性、底物特异性通道活性、被动跨膜转运活性、细胞外配体门控离子通道活性、神经递质受体活性、配体门控离子通道活性等。KEGG通道分析主要涉及神经活动配体-受体相互作用、cAMP信号通路、钙离子信使通路、类胆碱能突触、逆行内源性大麻素信号传导、5-羟色胺能突触、多巴胺能突触等途径。研究结果提示浙贝母-瓜蒌关键的作用靶点包括ANXA1、HDAC1等,信号通路方面涉及类胆碱能、5-羟色胺、多巴胺等神经受体相关通路,体现了中药复方的整体性特点,为进一步研究浙贝母-瓜蒌的分子作用机制提供了新思路。

煤热解沥青炭化程度对KOH活化制备活性炭孔隙结构的影响

以煤热解沥青为原料,采用KOH活化法制备活性炭提高附加值.在不同减压蒸馏终温(VDFT)和不同预炭化温度下得到碳质前驱体,研究碳质前驱体的炭化程度对制备的活性炭孔隙结构的影响.研究表明,碳质前驱体合适的炭化程度,即前驱体中适量的挥发分、H原子、表面官能团以及合适的结构排列,有益于KOH活化.减压蒸馏终温为440℃的多联产煤热解沥青活化得到的活性炭比表面积最大,为2 599 m^2/g.减压蒸馏终温为360℃的沥青在400℃下炭化2 h,经KOH活化后可以得到比表面积为2 575 m^2/g的高比表面积活性炭,但是需要预炭化处理,工艺相对复杂.

不同气体成分下高温直流放电特性

为了提高静电除尘器用于高温气体除尘时的运行可靠性及稳定性,采用小型线管式高温静电除尘实验装置,对CO_2、N_2、空气及热解煤气4种气体在300-700℃下的直流放电特性进行研究.结果表明,随温度升高,放电电流增大,起晕电压及击穿电压下降,击穿电压降低更快;温度对电负性气体CO_2、空气放电特性的影响大于非电负性气体N_2.高温热解煤气放电会发生生成C和H_2O的化学反应,放电特性与N_2更相似,但与之不同的是,当电源电压较低时,因煤气中含有电负性气体,放电电流存在一个缓冲;热解煤气中CO_2浓度越高,放电电流越小,放电越稳定,但温度越高,CO_2浓度对煤气放电特性的影响越小.

活性炭捕集燃煤烟气中二氧化碳的模拟分析

为探究适合描述活性炭吸附CO_2的数学模型和蒸汽吹扫再生CO_2的固体吸附工艺,使用Aspen Adsorption模拟固定床动态吸附烟气中CO_2的过程.模拟与实验的穿透曲线的对比表明,与采用纯组分吸附、Particle MB传质模型得到的模拟结果相比,采用理想吸附-线性阻力模型(IAS-LDF组合模型)得到的模拟结果与实验数据的一致性更高.建立完整变温吸附模型,使用高温蒸汽和吸附后烟气分别加热和冷却再生床,分析吹扫温度、吸附/脱附时间对CO_2捕集率、产品纯度和分离能耗的影响.结果表明,提高吹扫温度能够较大地提升捕集率,并且需要增加的能耗较少,但是对产品纯度的提升较小.当吸附/脱附时间为2～4 min时,吹扫温度从100°C升到200°C,捕集率平均提高了11.1%,能耗提升了13.9%,产品纯度仅平均提高了1.7%.提高吸附/脱附时间能够显著提升产品纯度,但是会降低捕集率和增加较多的能耗.在100～200°C吹扫温度下,吸附/脱附时间从2 min增加到4 min,产品纯度平均提升了13.6%,CO_2捕集率平均下降了4.8%,能耗提升了43.1%.

荷电液滴联合声波捕集颗粒物的过程和特性

搭建显微可视化平台,观测以半山电厂灰为代表的颗粒物在电场及声场作用下相对于悬垂荷电单液滴的运动和捕集特性,利用激光粒度仪对颗粒物的凝并效果进行验证.实验结果显示:对液滴进行荷电,可以将以惯性捕集为主要作用的灰颗粒绕流运动变为以静电力(介电泳力、库仑力)为主导的吸引作用,颗粒物在液滴表面的沉积状态由树枝状变为紧密堆积状态,而增加声场后,在颗粒初始轨迹之上叠加了往复的振动.荷电液滴引入的静电力和液桥力强化了团聚体内部的黏附作用.进一步的粒径分布表征实验发现,荷电液滴和声波的加入均可以有效促进颗粒的团聚长大.

振动疲劳对压电悬臂板电激励响应的影响

针对压电智能结构的动力学设计,研究振动疲劳对双晶压电悬臂板电激励响应的影响。在电压激励下,测试压电悬臂板的自由端位移、致动层根部应变和传感层发电电压随振动循环次数的变化,分析激励电压幅值和电压波形对位移、应变及发电电压的影响,讨论位移响应、应变响应和发电电压响应随振动疲劳的变化情况。结果表明:在45~50 V的激励电压下,激励电压幅值越大,压电悬臂板的电致响应幅值下降越多,疲劳损伤速率越快;正弦波电压激励相较于三角波电压激励更容易导致振动疲劳;由于振动疲劳损伤的非线性,压电悬臂板疲劳损伤前后的位移-应变曲线斜率不再一致,而且疲劳损伤后共振时压电悬臂板根部应变降低。试验结果可为压电智能结构的动力学设计提供数据支撑。

气化细渣和煤掺烧氮氧化物和二氧化硫排放特性研究

气化细渣热值低、水分高,难以独立稳定燃烧,因此通常将其和热值较高的燃料进行掺混实现燃烧利用。为研究气化细渣和煤掺烧过程中NO_(x)和SO_(2)的排放特性,利用管式炉燃烧污染物测试系统,在空气气氛下,使用不同比例的气化细渣和烟煤进行掺烧实验,对燃烧污染物的释放量进行实时监测,并计算燃烧污染物的释放总量。通过实验发现:温度是影响NO_(x)、SO_(2)排放量的重要因素,在高温工况下,NO、SO_(2)的释放量显著提高,NO_(2)、N_(2)O的释放量显著降低。燃料中挥发分的含量与NO_(2)、N_(2)O的释放量有着密切关系,煤中挥发分含量较高,NO_(2)、N_(2)O的释放量也相对较高。整体NO_(2)、N_(2)O的释放量远小于NO的释放量,NO_(x)排放以NO为主。随气化细渣掺烧比例增大,NO、SO_(2)释放量降低。因此,通过与煤掺烧可以实现气化细渣的稳定低污染燃烧。

新型MEA-AMP混合胺吸收剂的抗降解剂研究

开发新型低能耗低降解吸收剂是目前化学吸收碳捕集技术的关键,研究了新型混合胺MAH吸收剂的氧化降解行为,从抗降解剂的作用机理出发,选用不同种类的抗氧化剂[对苯二酚,亚硫酸钠,偏钒酸钠,乙二胺四乙酸(EDTA)],并从吸收剂组分降解率、CO_(2)担载量、溶液相对碱度三个方面衡量抗降解剂的作用效果。通过气相色谱质谱联用技术分析降解产物,推测吸收剂的氧化降解过程。实验表明,在MEA-AMP(MAH)混合胺吸收剂降解过程中,相比于AMP、MEA,更易首先发生氧化反应,降解过程产生的氧化产物会继续与AMP和MEA发生反应,加快降解反应的进行。抗降解剂中,金属捕获剂EDTA的抗降解效果最好,金属离子在氧化降解进程中起到了关键的作用。

纳米陶瓷膜对再生气的水热回收特性研究

针对在化学吸收法脱碳工艺中再生过程能耗较大,在富液分级流工艺的基础上,采用纳米级陶瓷膜作为分流的富液和再生气间的新型换热器,利用多孔陶瓷膜能够进行热质耦合传递的特性,有效回收再生气中的部分水蒸气及其所携带的热量,达到降低系统再生能耗的目的。以热回收通量和水回收率为指标,研究了再生气温度、流速、水蒸气摩尔分数以及分流的MEA富液温度、流速、MEA浓度等参数对不同孔径和长度的陶瓷膜水热回收效果的影响。结果表明,陶瓷膜的水热回收性能随MEA富液流量的增加而增加,但随富液温度的升高而大幅下降。同时,随着再生气流速和再生气中水蒸气摩尔分数的增大,热回收通量均会增大。10 nm陶瓷膜的热回收性能优于20 nm陶瓷膜。

热解气氛对准东煤中钠行为的影响及半焦结渣特性研究

碱金属热解预处理是一种控制高碱煤燃烧灰问题的新思路,结合实验室煤炭分级转化多联产系统的实际热解气氛,利用水平管式炉对准东大成煤进行N_(2)、H_(2)、CH_(4)、CO_(2)及煤气气氛热解实验,探究热解气氛对钠迁移转化的影响。结果表明:与N2气氛相比,多联产气氛热解时钠释放量显著增加,发达的孔隙结构有利于钠的释放。N_(2)气氛热解半焦中被包覆的水溶钠占原煤总水溶钠的40%以上,通过孔结构表征推断中孔段堵塞是造成碳包覆的主要原因。多联产气氛下被包覆的水溶钠含量大幅减少,进而促进了钠释放以及钠长石(NaAlSi_(3)O_(8))、霞石(NaAlSiO_(4))等高熔点硅铝酸盐的生成,有利于碱金属热解预处理。利用结渣指数及灰熔点对比了原煤及煤气气氛热解半焦的结渣特性,证明热解预处理能有效降低煤焦的结渣倾向。

双流化床物料循环系统的冷态试验研究

合理控制物料循环流率是双流化床反应器系统装置设计开发和运行的关键。在自主搭建的双流化床物流循环冷态试验平台上,针对燃烧炉风速Uc、热解炉风速Ub、静床层高度Hb及颗粒粒径dp等运行参数对物料循环流率Gs的影响规律进行了试验研究,结果表明:燃烧炉风速、热解炉风速和静床层高度的增大都会使得物料循环流率增大,但热解炉风速增加幅度不大;同时,分析了运行参数对Loop-seal返料性能的影响,结果表明,在试验运行参数范围内,物料循环流率受运行参数影响程度顺序为:Hb>Uc>dp>Ub。研究结果可为双流化床反应器的设计及运行提供参考。

高温热解煤气放电性能的影响因素

为了提高电除尘器净化高温热解煤气时的除尘效率及稳定性,采用实验室高温放电系统研究电除尘器中温度、气氛、气体调质以及电源极性等因素对热解煤气放电性能的影响.研究结果表明:提高温度,热解煤气的放电电流上升,起晕电压、击穿电压下降,不利于颗粒脱除.对于高温热解煤气,降低CH4的体积分数、提高H2、CO2的体积分数,使放电电流减小,起晕电压和击穿电压升高,更利于颗粒脱除.添加水蒸气,起晕电压升高,放电电流减小,电晕放电区间更宽,伏安特性曲线向右偏移,优化了放电性能.在高温下通过正极性电源施加电压,标准煤气及添加水蒸气调质后的热解煤气都具有较高的击穿电压及正电晕放电区域,性能优于负极性电源.

管式降膜再沸器内CO_(2)吸收液传热传质性能研究

在烟气CO_(2)化学捕集系统中,需要高效的再沸器来提供解吸塔内再生的热量和传质动力降膜再沸器能够保证高换热系数、溶液短暂的停留时间和高气液分离度,实现高效换热和降低吸收剂热降解的风险。以不同浓度的单乙醇胺(MEA)溶液作为液相进行单管降膜传热实验,通过计算热通量、降膜换热系数和再生率来探究液相流量、加热功率和液相进口温度对降膜传热效果的影响。实验结果表明,降膜换热系数和再生率随着液相流量的增加先减小后增大;随着加热功率和液相进口温度的增加,降膜换热系数和再生率逐渐增大。同时,在考虑到二次蒸汽影响的条件下,根据实验数据分析得到关于胺溶液的降膜传热实验关联式。

气氛及后置催化剂对平朔烟煤热解特性的影响

为实现煤热解焦油轻质化的目的,在小型流化床上考察N_(2)、CH、H_(2)气氛对平朔烟煤热解特性的影响,并在煤热解下游后置Ni基催化剂以催化提质焦油。结果表明:H_(2)和CH_(4)气氛均能提高煤热解的转化率,使得热解焦油产率提升。相比于CH_(4)气氛,在CH_(4)气氛下后置Ni基催化剂使焦油产率提升10%,煤气产率有所增加,H_(2)产率有所增加,热解焦油向轻质化方向转化。通过模拟蒸馏和GC-MS分析得到,相比于N_(2)气氛,CH_(4)、H_(2)气氛和CH_(4)+Ni提高了轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油的相对含量,且提高量呈现:CH_(4)+Ni>H_(2)>CH,而沥青含量有所下降。相比于CH_(4),CH_(4)+Ni下芳香烃和脂肪烃相对含量大幅增加。

催化剂对稻壳水蒸气气化特性和焦油转化的影响

使用白云石、橄榄石、菱镁矿作为催化剂,在自行搭建的小型固定床气化炉试验台上对稻壳进行高温水蒸气催化气化和焦油转化实验,研究了气化温度、催化剂种类、镍负载、表观停留时间等因素对稻壳水蒸气气化半焦产率、焦油产率、气体产率以及气体组分的影响。试验结果表明,白云石、橄榄石、菱镁矿都对焦油有一定催化裂解效果,白云石的催化活性高于橄榄石和菱镁矿。使用浸渍法将助剂Ni负载于催化剂,白云石和菱镁矿的催化活性得到提升。使用镍负载的白云石进行不同温度的稻壳水蒸气气化试验,燃气在催化剂床层的表观停留时间为10.64 s时,气化温度从600℃升高至800℃,产气率、氢气体积分数分别由600℃的0.44 m^(3)/kg和44.22%提高到800℃的1.10 m^(3)/kg和58.0%,焦油产率由600℃的1.63%降低至800℃的0.31%,与无催化剂的气化试验相比,800℃的产气率、氢气体积分数分别增加了0.26 m^(3)/kg和31.3%,800℃下焦油脱除率为88.04%。

热解气停留时间对典型烟煤热解产物的影响

在所建的两段式固定床反应器上,以典型烟煤为原料,开展了一定热解条件(600℃、1-2 s)下所产生的热解气体(煤气、焦油)在不同裂解温度(500-800℃)时,停留时间(0-16 s)对最终热解产物特性影响的实验研究。研究表明:在低于600℃较低裂解温度条件下,热解气停留时间对烟煤热解产物影响不大;而在高于600℃裂解温度条件下,随着热解气停留时间从0 s增加到16 s,气相二次反应加剧,大分子焦油在分解反应、缩聚反应共同作用下倾向于形成更为稳定的苯、甲苯、二甲苯和萘、甲基萘、菲、蒽等多环芳烃及H2,同时酚类先增多后分解形成CO,芳香侧链等脱甲基形成CH4。