考虑变掺氧富氧燃烧与利用LNG冷能的LAES的综合能源系统低碳经济调度

为促进风电消纳,减少火电机组的碳排放,解决综合能源系统(Integrated Energy System,IES)低碳经济运行问题,文中引入变掺氧富氧燃烧技术对燃气机组进行改造,并结合利用液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)冷能的液化空气储能(Liquid Air Energy Storage,LAES),提出了一种电热气冷IES低碳经济优化策略。首先,构建含变掺氧富氧燃烧燃气机组、利用LNG冷能的LAES、电转气(Power To Gas,P2G)设备、中央空调和溴化锂制冷机的IES架构,并建立各设备的数学模型;其次,引入阶梯式碳交易机制,建立了以系统运行成本最小为目标的电热气冷IES低碳经济调度模型;最后,采用MATLAB调用GUROBI求解器对多个场景进行求解,验证了文中提出的低碳经济优化调度策略可以提高系统的风电消纳、有效降低系统运行成本,实现碳减排。

超大型侧吹熔池熔炼余热锅炉烟气流动及烟尘黏附研究

富氧侧吹熔池熔炼广泛应用于铜、铅、锌等有色金属的提取,其后端的余热锅炉承载着余热回收利用、沉降烟尘的重要作用。但在实际生产过程中,炉内烟气流场混乱,烟尘易黏附积灰,炉壁与部件磨损严重等,导致了余热回收效率降低,低负荷运行甚至被迫停机。针对上述问题,采用多相网格质点方法,对年处理150万t精矿超大型富氧侧吹熔池熔炼余热锅炉内烟气流动特性、烟尘沉降与黏附开展数值模拟研究。结果表明:炉内的烟气涡旋会导致烟尘回流至入口烟道;挡板前移会导致挡板受击与堵塞情况加剧;增大挡板间距能有效减小挡板的堵塞;增大辐射室空间能大幅度减小挡板受到的冲击。

不同富氧阶段下烧结矿的矿相结构及软熔滴落性能

为了深入探究不同富氧阶段下烧结矿的矿物组成及冶金性能,本文采用SEM-EDS和荷重软化熔滴设备研究在烧结前、中、后期采用富氧喷吹时烧结矿的矿相结构和软熔性能的变化规律和影响机理。试验结果表明:烧结矿的矿物组成主要包括赤铁矿、磁铁矿、铁酸钙、镁尖晶石和硅酸盐液相等;SEM观察和面扫结果表明,随着烧结过程富氧阶段的后移,SFCA(复合铁酸钙)的形态由板条状、针状向熔蚀状转变,与硅酸盐液相交织更加紧密,孔隙率下降,矿物结晶聚集性更强;XRD精修结果表明,随着富氧阶段的后移,铁酸钙在含铁矿物中的占比由76.04%下降到69.77%;不同富氧阶段得到烧结矿的软化开始温度(T 10)均在1180℃以上,软化区间为99~103℃,熔融区间为212~218℃,烧结矿的滴落质量从75.5 g变化为73.0 g最终升高到78.6 g,滴落速度在后期达到最大值0.85 g/min,原因是高熔点物质的减少和低熔点物质的形成;在烧结过程后期进行富氧喷吹时渣铁分离度高,铁的聚集性强,导致炉料的滴落性变强。

富锂层状氧化物正极材料的微观结构调控及其性能研究

通过调整富锂层状氧化物正极材料的元素组成,实现对其体相结构内的类Li_(2)MnO_(3)相晶畴分散度的调控。通过结合高功率X射线衍射和球差电镜证明了Li_(1.08)Ni_(0.225)Co_(0.225)Mn_(0.450)O_(2)材料具有高度分散的类Li 2MnO_(3)相晶畴,同时原位微分电化学质谱测试证明了具有高度分散的类Li_(2)MnO_(3)相晶畴的富锂层状氧化物正极材料可以成功抑制晶格氧的释放。电化学测试表明:微观结构的调控虽然可以提高材料的首次库伦效率和平均放电电压,但同时也降低了晶格氧的活性,减少了放电比容量。在循环过程中晶格氧稳定性的提高减轻了结构的退化程度,富锂层状氧化物正极材料表现出更优异的循环稳定性和更缓慢的电压衰减。此外,晶格氧稳定性的提高还改善了材料的热稳定性。

铜冶炼过程碳排放及自热熔炼分析

“双碳”背景下,我国铜冶炼作为高耗能高排放行业需突破资源、能源、供求关系等多重制约因素,方能迈上铜工业低碳绿色创新可持续发展道路。采用熔炼系统能量流平衡模型研究其能源利用收支情况,有利于进一步挖掘节能潜力,实现富氧底吹熔炼过程的低碳可持续化高效生产。通过计算铜冶炼厂底吹熔炼体系各类热量的收入和支出行为,解析无碳质燃料投入工况下的热量收支平衡关系,继而提出无碳自热熔炼的优化改进方案。因此,从原料适配、操作制度、设备优化等多方式调控以实现富氧底吹无碳自热熔炼。从碳源上减少或避免煤粉的加入,从而降低过程碳排放,以期为铜冶炼的清洁生产提供有益的思路和建议。

低碳炼铁技术探讨

本文从减碳潜力的角度分析探讨了富氢碳循环氧气高炉技术和氢基竖炉直接还原技术的应用前景。以富氢碳循环氧气高炉技术为代表的长流程低碳冶炼技术降低碳排放量的理论极限约50%,有助于我国钢铁工业现阶段实现较大的减碳效果,而采用富氢气体作为还原剂的竖炉工艺,在技术层面已具备进一步提高氢气比例的能力,甚至可以将氢气比例提高到100%,通过化学反应、反应热力学和反应动力学等机理分析,探讨了MIDREX和ENERGIRON工艺不同参数选择的本质原因。在还原气相同时,MIDREX工艺和ENERGIRON工艺的竖炉内气体中H_(2)/CO不同,是由重整方式不同决定的,H_(2)/CO越高越符合氢冶金的需求;竖炉内压力越高,还原速度越快,还原气体利用率越高,可以提高单位容积竖炉的产量,减小设备总重量;气体入炉温度主要由炉内气体成分决定,为充分发挥H_(2)的还原能力,同时避免炉内粘结的发生,气体入炉温度选择在950℃左右,H_(2)比例高,气体入炉温度可以适当提高。

电子废弃物资源化回收冶炼炉渣危险特性研究

废电路板有色金属资源化回收利用过程中,会产生大量冶炼炉渣。针对《国家危险废物名录》(2021年版)实施后有色金属资源化回收冶炼炉渣的下一步安全处置方式、危险特性不明等问题,选取国内某典型电子危险废物治理企业富氧侧吹冶炼炉渣为研究对象,通过采集100个样品进行元素种类和腐蚀性、毒性特性测试,得出该冶炼炉渣不具有危险废物鉴别标准规定的危险特性,可按照一般工业固体废物进行管理的结论。该结论有助于冶炼炉渣的危险特性判断和环境监管,也为冶炼炉渣类无害化处理和资源化利用提供了技术指导。

PRP局部注射联合局部氧疗治疗Wagner分级2~4级糖尿病足疗效观察

目的:观察创面富血小板血浆(Platelet rich plasma,PRP)局部注射联合局部氧疗治疗Wagner分级2~4级糖尿病足创面的临床疗效。方法:选择笔者医院2019年1月-2021年12月收治的87例Wagner分级2~4级的糖尿病足患者病例资料进行回顾性研究。将患者按照治疗方法的不同分为对照组(42例)和PRP组(45例)。对照组创面给予常规处理及局部氧疗;PRP组在对照组治疗基础上给予PRP局部注射治疗。统计比较两组炎症指标情况、疼痛评分、创面愈合率及创面愈合时间。结果:治疗3周后,PRP组各炎症指标(白细胞、C反应蛋白、红细胞沉降率、降钙素原)均低于对照组(P<0.05),PRP组疼痛VAS评分低于对照组(P<0.05),PRP组创面愈合率高于对照组(P<0.05);PRP组创面愈合时间短于对照组(P<0.05)。结论:应用创面PRP局部注射联合局部氧疗能有效控制糖尿病足创面感染,加快糖尿病足创面的愈合速度,提高创面的愈合率,缩短创面愈合时间。

乙烯富燃燃气/富氧空气旋转爆轰自起爆现象研究

对高温乙烯富燃燃气与富氧空气进行旋转爆轰自起爆过程进行了实验研究。实验抛弃了传统的预爆轰管起爆方式,高温乙烯富燃燃气经过喷注与外壁面碰撞产生局部“热点”,点燃混合气体形成爆燃状态。在壁面摩擦作用以及燃烧室头部激波反射的综合作用下,爆燃火焰最终会通过爆燃转爆轰过程转变为爆燃/爆轰混合模态,生成稳定传播的旋转爆轰波。当量比会对自起爆成功率造成影响。富氧空气含氧量在40%时,当量比0.52~1.84内发动机均可成功起爆。随着富氧空气含氧量的提升,旋转爆轰波模态分别经历双波对撞、单波以及爆燃/爆轰混合模态。富氧空气含氧量变大会使得爆轰波传播速度增大,富氧空气含氧量为47.4%时获得最大爆轰波传播速度1 790.6 m/s。

近化学计量比的HgCdTe薄膜表面处理方法

本文采用X射线光电子能谱检测技术分别对溴-甲醇(Br_(2):Me)、溴-氢溴酸(Br_(2):HBr)和溴-氢溴酸-乙二醇(Br_(2):HBr:Eg)3种体系的腐蚀液处理后的HgCdTe表面状态进行了研究,结果表明这3种溴基腐蚀液均会造成HgCdTe表面富碲(Te^(0)),且富碲程度为(Br_(2):HBr:Eg)<(Br_(2):HBr)<(Br_(2):Me)。为了获得接近化学计量比的表面,一般采取先氧化富碲为TeO_(2)后腐蚀的方式去除表面富碲,然而,湿法腐蚀去除表面富碲的方法存在各种缺点。等离子体氧化具有氧化性强,工艺稳定,安全环保等优点,因此本文通过氧等离子体氧化Br_(2):HBr:Eg处理后的HgCdTe表面,进一步研究了盐酸、乳酸和氢氧化铵溶液腐蚀去除HgCdTe表面氧化物的情况,结果表明低浓度的盐酸能够较彻底地去除HgCdTe表面氧化物且不引入碳等其他污染物。在此接近化学计量比的表面制备的CdTe钝化膜与HgCdTe界面孔洞大小及数量显著减小,说明CdTe/HgCdTe界面的缺陷密度更低。

北祁连清水沟红帘石变硅质岩矿物学、原岩特征及地质意义

北祁连早古生代大洋俯冲带以发育早古生代的蛇绿(混杂)岩带及高压低温变质带为特征。在清水沟高压低温混杂岩片中出露蛇纹岩以及榴辉岩、蓝片岩、红帘石硅质岩和多硅白云母石英片岩等典型高压低温变质岩石。本文对北祁连清水沟含红帘石的变硅质岩进行了详细的岩相学、矿物化学及地球化学分析,发现该岩石主要由石英、多硅白云母、红帘石、石榴子石、蓝闪石、单斜辉石以及砷硅锰矿、赤铁矿等矿物组成,结合矿物化学及围岩变质条件,推测该岩石可能也经历了高压低温榴辉岩相变质作用。全岩地球化学分析结果表明,北祁连清水沟含红帘石变硅质岩的原岩为远洋环境沉积的含泥硅质岩,由于热液活动的参与,使得Fe、Mn富集沉积,进而与大陆活动边缘或大陆岛弧物质被卷入到俯冲带中,共同经历了高压低温变质作用。变硅质岩中红帘石、砷硅锰矿以及石榴子石中大量的赤铁矿包裹体表明该岩石形成于高氧逸度条件,而石榴子石中的Fe3+从核部到边部的降低趋势,也表明俯冲变质过程中氧逸度的变化,这一过程释放的氧所形成的流体对于探究岩石圈地幔氧逸度变化、岛弧岩浆生成以及俯冲带氧循环等方面具有重要的意义。

不同氧气条件下红枫湖流域典型陆源植物有机质降解特征

植物残体有机质降解是生态系统中养分循环的主要过程。本研究选取红枫湖流域典型陆源植物开展了为期1年的不同氧气条件下有机质降解模拟实验,利用Power模型刻画有机质降解变化特征,并对影响植物残体有机质降解的主要因素进行了分析。研究结果表明,缺氧环境和富氧环境下,C3植物残体分解剩余生物量比例分别为64%~77.3%和59.5%~76.8%,不同环境下的差异较小;C4植物残体分解剩余生物量比例分别为42.6%~57.4%和31.2%~43.5%,呈现出富氧环境降解程度高于缺氧环境的特征,且降解程度显著高于C3植物。C4植物具有较高的半纤维素、纤维素含量和较低的木质素含量,这是导致其具有较高降解程度和降解速率的主要原因。其中,半纤维素含量对降解速率的影响最显著,半纤维素含量越高,植物降解速率常数越大。不同C3植物残体的降解速率常数具有一定差异,在不同氧气条件下均呈现出马尾松>梧桐>水稻的变化规律。不同环境条件下C4植物降解速率显著不同,缺氧环境和富氧环境下,降解速率常数分别呈现出玉米>狗牙根>茅草和玉米>茅草>狗牙根的变化规律。

高溶氧水对高糖高脂模型小鼠异常血糖的保护作用

该研究探讨了高溶氧水对高糖高脂小鼠模型血糖和血脂的影响。采用SPF级成年雄性昆明种小鼠,以高糖高脂饲料和腹腔注射四氧嘧啶的方式构建高糖高脂模型,分别用无菌饮用水、高溶氧水和二甲双胍处理30 d,定期测量小鼠体重、饮水和摄食量。处死小鼠前测量空腹血糖和口服葡萄糖耐量,计算相关脏器系数和脂肪系数、取血清测定血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平,检测肝脏谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性,并观察肝组织病理学变化。结果表明高溶氧水处理后的实验组与模型对照组相比,饮水量、摄食量、空腹血糖和口服葡萄糖耐量的曲线下面积等均显著降低(P<0.05),其中空腹血糖为8.36 mmol/L,下降率达31%,其余指标无明显变(P>0.05)。综上,高溶氧水对高糖高脂模型小鼠的异常血糖水平具有改善作用,并未增加机体的氧化应激水平,该实验结果从食品角度为辅助降血糖策略提供了新的思路和参考。

基于Aspen Plus的煤部分气化氢电联产系统模拟

为了提高煤制氢系统的能源利用效率,减少碳排放,构建了4种以煤部分气化为基础的新型氢电联产系统.基于Aspen Plus软件,采用系统效率、制氢效率作为评价标准,对各系统进行模拟与对比分析.结果表明:存在不同氧煤比与碳转化率使得系统效率达到最高,系统1~4分别在碳转化率为60%、85%、65%、60%时达到最高系统效率;各系统效率与气化效率随着气化温度的提高,呈先迅速增长后趋于平稳趋势;各系统效率与气化效率随着气化压力的提高,呈先迅速减少后趋于平稳趋势;在氧煤比为0.33,气化压力为2 MPa,气化温度为1000℃工况下系统1~4效率分别为59.12%、66.13%、62.21%和58.57%;采用CO_(2)与O_(2)作为气化剂,且CO_(2)与O_(2)的质量比为4∶1的煤部分气化加压富氧燃烧循环系统(系统2)在各项标准下具有优势,为最佳氢电联产系统.

富钴铜冶炼渣预浸—氧压浸出工艺研究

铜冶炼过程中产生的冶炼渣含有较多的铜、钴等有价金属,从冶炼渣中回收这些有价金属具有重要经济价值和环保意义。以Cu含量8.26%、Co含量1.52%的富钴铜冶炼渣为原料,采用预浸——氧压浸出工艺对其进行处理。系统考察了酸矿比、反应温度、反应时间、氧分压、液固比对Co、Cu、Fe浸出率浸出效果的影响,得出最佳工艺条件为:液固比3、反应温度230℃、反应时间1.5 h、酸矿比350 kg t、磨矿细度—0.074 mm占75%、氧分压0.2 MPa,在该条件下,Co、Cu、Fe浸出率分别达到98.38%、95.34%和2.07%。相较于常压浸出,该工艺能有效降低酸耗和浸液中铁离子浓度。

双蓄热加热炉采用富氧燃烧的可行性研究

在分别介绍了蓄热式燃烧理论和富氧燃烧理论的发展、现状和优缺点的基础上,结合西部某实业有限公司轧钢一厂棒材135 t/h高炉煤气双蓄热加热炉改造场地条件限制且实业公司内部制氧厂制氧机组能力富裕较大的现状,提出了在高炉煤气双蓄热加热炉上应用富氧燃烧来提高加热炉产量的技术方案,通过对影响技术方案的因素、富氧燃烧形式选择以及对加热炉的影响分析技术方案的合理性,并分别从技术可行性、经济可行性、环保可行性三个方面进行了可行性分析,分析了加热炉产量的提升、改造投资的回收、加热炉烟气的减排。分析结果表明现加热炉燃烧系统管道及设备均满足加热炉产量提升的改造需求,经济效益明显,投资回收期较短,加热炉烟气污染物减排效果显著,该技术方案具有一定的实施意义。

制氧技术在富氧建筑中的应用及发展

该文旨在探讨制氧技术在富氧建筑中的应用及其未来发展方向。对制氧技术进行概述,并讨论制氧技术在富氧建筑中的应用优势,探讨制氧技术在富氧建筑设计与实践中的应用策略,对制氧技术在富氧建筑中的效果评估进行深入分析,对制氧技术在富氧建筑中的优化与改进进行深入阐述,同时还探讨制氧技术在富氧建筑中面临的挑战与限制,以及对未来发展方向进行展望。制氧技术在富氧建筑中的应用及发展前景广阔,有望为人们创造更健康、舒适、环保的室内生活环境,成为未来建筑领域的重要发展方向。

催化裂化装置再生器二级旋分料腿结垢原因分析

为查明某催化裂化装置再生器二级旋分料腿结垢原因,对垢样进行元素分析,结果表明金属元素在样品催化剂细粉中进行了富集。通过X射线衍射分析,证明催化剂细粉发生了熔融和黏结。再生器二级旋分料腿结垢的主要原因:金属元素的富集降低了催化剂分子筛晶相结构崩塌温度。当CO及少量携带焦炭颗粒的细粉在二级旋分持续燃烧时,由于二级旋分内烟气夹带固体粒子很少,热阱作用减弱,使烟气温度骤升,当温度达到甚至超过催化剂细粉熔融温度时,细粉晶体结构破坏变为液相,在高速离心作用下黏附在料腿顶部形成垢层。通过再生器超温次数与垢样“年轮”层数关系比对,证明二旋料腿结垢与富氧再生环境及烧焦不均出现尾燃有对应关系,而金属元素富集降低了催化剂细粉的熔融温度。针对结垢原因,提出了相应的改进措施和建议。

基于第一性原理高价元素Mo稳定层状富锂锰基材料的氧框架机制

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算探究了高价元素Mo取代Mn稳定层状富锂锰基材料氧离子框架机制.Mo掺杂将体积变化率从‒2.95%降至‒0.53%,改善了锂化前后的晶格畸变.空位形成能及巴德电荷分析结果表明,7种氧空位形成能均明显提升,且第一配位氧平均巴德电荷从1.13 e升至1.18 e,抑制了不稳定氧析出;锂化前后氧原子巴德电荷改变量从0.51 e降至0.11 e,表明循环前后的体系均具有良好的氧框架稳定性.通过差分电荷密度计算,发现Mo能够在Li去除后提供电荷补偿,而且Mo掺杂后锂离子迁移速率得到了提升,最低势垒从0.55 eV降至0.42 eV.为高价元素掺杂锂离子电池正极材料奠定了坚实的理论依据.

再生铅富氧侧吹熔炼SNCR干法脱硝工艺实践

再生铅富氧侧吹熔炼在再生铅领域占有突出地位。由于国家环境政策趋严,要求富氧侧吹熔炼进行脱硝处理。脱硝工艺主要有氧化法、SCR法及SNCR法。本文中,笔者介绍了再生铅富氧侧吹熔炼炉脱硝工艺,重点介绍了氧化法脱硝工艺和SNCR高温干法脱硝工艺,分析了这两种工艺的优、缺点。并且,详细讨论了SNCR高温干法脱硝工艺在生产实践中的应用。