巴西政府鼓励提高生物柴油的自愿掺和比

2018年7月初,巴西矿业和能源部发布了一项新法令,法令提出将提髙普通柴油中生物柴油的自愿掺和比,用于扩大本国生物柴油消费量。目前,一些拥有储油设备的运输公司和巴士公司,其生物柴油的掺和比为20%。用子农业、工业和铁路的生物柴油掺和比未来可以达到用于试验、特殊用途或其他用途的生物柴油.掺和比未来可.以达到100%。

硅灰及矿渣粉对大掺量粉煤灰砂浆力学性能的影响及机理研究

以硅灰和矿渣粉(GGBS)为辅助胶凝材料,使用聚羧酸高性能减水剂,分别研究了硅灰和GGBS对大掺量粉煤灰砂浆抗压强度的影响。通过压汞测试(MIP)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法对制备试件的孔结构、微观产物、物相组成进行分析,得到了硅灰和GGBS影响大掺量粉煤灰砂浆强度的机理。结果表明:单掺硅灰的大掺量粉煤灰砂浆的抗压强度随着硅灰含量增加先增大后减小,单掺GGBS的规律与硅灰类似;复掺硅灰和矿渣时,砂浆的强度较其他同龄期组均有一定的提高,二者表现出良好的协同作用;无论是单掺还是复掺,硅灰和GGBS都对大掺量粉煤灰砂浆强度有良好的提升作用。砂浆试件总孔隙率和大孔占比与抗压强度总体呈负相关,强度越高的砂浆试件微观结构越致密,但相比于总孔隙率,毛细孔和大孔占比表现出与抗压强度更好的相关性。当硅灰和GGBS质量分数分别为8%和6%时,砂浆28 d强度最大,为88.05 MPa。

控释掺混肥料一次性基施对热带地区水稻产量及氮肥利用效率的影响

【目的】探究控释掺混肥及减氮处理对热带地区水稻产量及氮肥利用效率的影响,以期促进控释掺混肥料在热带地区水稻栽培中的科学施用及推广应用。【方法】以控释掺混肥料为试验材料,在海南省屯昌县枫木镇和儋州市东成镇开展大田试验,设置常规施肥(分3次施肥)、控释掺混肥料一次性基施及其减氮10%和减氮20%处理,测定双季稻产量、氮素吸收及氮肥利用效率。【结果】等氮条件下,控释掺混肥料一次性基施能够促进水稻氮素吸收、干物质累积,提高水稻产量和氮肥利用效率;与常规分次施肥相比,水稻产量提高7.43%~22.84%,地上部干物质累积量提高8.22%~22.39%,氮素累积量提高12.19%~32.06%,氮肥利用率提高31.67%~75.65%,且均差异显著(除东成早稻产量外)。而在减氮10%~20%条件下,控释掺混肥一次性基施也能提高或不显著降低水稻产量、干物质累积量和氮素累积量,对氮肥利用率也具有一定提升效果。【结论】控释掺混肥一次性基施可提高水稻产量及肥料氮肥利用率,减氮10%~20%仍能获得较高产量,是热带地区水稻轻简化施肥和减氮增效的有效途径。

钢-植物纤维混掺增强混凝土力学性能研究

在混凝土中加入外掺纤维材料可以有效改善混凝土的力学性能,几种外掺纤维通过一定的比例混掺增强混凝土的力学性能相比单一纤维单掺入有更好的增强效果。植物纤维广泛存在于自然界,且有产量大、易获取、环保且可再生等优点。选取竹纤维、剑麻和黄麻3种植物纤维与钢纤维混掺,通过试验分析钢-植物纤维混掺对混凝土劈裂抗拉、抗剪以及抗冲击性能的增强效果,并与单掺钢纤维进行对比分析,验证了钢-植物纤维增强混凝土力学性能的可靠性。同时通过对3种植物纤维与钢纤维混掺的掺入量和配合比进行影响分析,提出了钢-植物纤维混掺增强混凝土的优化方案,并提出响应掺入量、配合比的建议值,为试验研究和工程应用提供借鉴和参考。

双碳背景下燃煤电站掺氨燃烧研究进展与展望

在“双碳”背景下,选择低碳燃料氨对燃煤电站的改造显得尤为重要。该文首先介绍氨的基本物性及其掺烧的优势,随后针对氨煤掺烧技术的新应用,按照燃煤设备的输出功率分类,从微/小型掺氨燃烧器、千瓦级燃煤掺氨燃烧系统、兆瓦级燃煤掺氨燃烧系统,大型燃煤电站掺氨燃烧系统,介绍当前的研究进展。最后,对燃煤电站掺氨燃烧的前景进行分析与展望。燃煤电站掺氨燃烧可大幅降低碳排放,但可能带来NO_x排放问题,通过空气分级、氨预分解、调节氨掺入位置和比例等手段,可以有效控制NO_x排放;目前,仍需解决煤/氨气固两相燃料反应性差异大、NO_(x)浓度高、缺乏大容量高比例燃烧器技术,以及突破“大型给氨+清洁燃氨+灵活运行”的关键技术。

纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数预测

纯氢与掺氢天然气管道是实现氢气长距离、大规模输送的最佳方式之一,其中摩阻系数是气体管道水力计算的关键参数,现有的经验公式不能满足预测掺氢天然气的摩阻系数要求。为改进传统的摩阻系数计算公式在纯氢与掺氢天然气管道系统的适用性,搭建了纯氢和掺氢天然气管输调压综合实验平台,开展纯氢和不同比例的掺氢天然气管输流动实验,根据实验采集的流量、温度、压力和管道的长度、管径等参数计算管道的摩阻系数,同时建立了摩阻系数与雷诺数、粗糙度之间的关系,并修正了传统摩阻系数公式,最后利用湖南省巴陵—长岭纯氢气管道的实际运行数据进行了验证。研究结果表明:①由于氢气与天然气物性差异较大,掺氢比会影响流动摩阻系数,相同条件下掺氢比越大摩阻系数越小;②传统摩阻系数计算公式存在30%左右的误差,创新提出的适用于纯氢和掺氢天然气的3段式摩阻系数经验公式,相对误差最大11.84%,能够有效降低误差;③与巴陵—长岭纯氢气管道实际的运行数据相比,修正后摩阻系数预测公式的平均误差为0.62%,该公式可以满足实际工程的误差要求。结论认为,得到的纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数修正公式可应用于纯氢与掺氢天然气管道工程设计,具有重要的工程应用价值和前景。

镓硼共掺对6英寸VGF法锗单晶电阻率均匀性的影响

由于杂质分凝效应,镓掺杂垂直梯度凝固(VGF)法锗单晶的电阻率分布不均匀,理论上利用镓和硼分凝系数的差异,镓硼共掺工艺可以提升锗单晶电阻率均匀性。采用镓硼共掺工艺制备了6英寸(1英寸≈2.54 cm)VGF法锗单晶,对比分析了掺杂工艺对锗单晶电阻率均匀性的影响。当镓和硼杂质浓度分别为5.13×10^(18)cm^(-3)和0.67×10^(18)cm^(-3)时,在等径0~40 mm范围内轴向电阻率不均匀性为4.92%,等径0 mm和40 mm处径向电阻率不均匀性分别为1.63%和0.45%,与镓杂质浓度为5.13×10^(18)cm^(-3)的镓掺杂工艺相比,锗单晶头部的电阻率均匀性明显提升。当硼杂质浓度提高到1.89×10^(18)cm^(-3)时,镓硼共掺锗单晶头部电阻率均匀性变差。结果表明,适量硼掺杂的镓硼共掺工艺可以提升锗单晶头部电阻率均匀性。

施用缓控释掺混氮肥对水稻产量及氮素吸收利用的影响

为了明确不同缓控释掺混氮肥对水稻产量及氮素吸收利用的影响,以苏香粳1176为供试材料,设置11个处理:不施氮肥(N0)为空白对照、当地常规施肥为施肥对照(N1),以及释放期为60、90 d的2种缓控释氮肥与常规氮肥按不同比例掺混(N2~N10),研究其对水稻产量及其构成因素和氮素吸收利用的影响。结果表明,与常规施肥相比,缓控释氮肥处理使水稻产量均有所下降。其中,N4处理水稻每穗粒数降低,但其较高的结实率和千粒质量保证相对较高的生物产量水平,从而保证N4处理具有较高的水稻产量。施用缓控释氮肥均提高水稻的吸氮量,随着缓控释氮肥比例的增加,水稻吸氮量呈逐渐增加的趋势。但缓控释氮肥均降低了水稻干物质和籽粒的氮素生产效率。缓控释氮肥均能提高水稻氮肥吸收利用率,降低水稻氮肥农学利用率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力。水稻成熟期时,缓控释氮肥处理土壤速效氮含量低于常规施肥处理。综上,缓控释氮肥虽然提高了水稻的吸氮量和氮肥吸收利用率,但其氮素吸收利用效率总体不高,水稻产量略有下降。

三元矿物掺和料胶砂试件性能研究

为解决煤矸石及钢渣作为单一掺和料强度不足的问题,以煤矸石、钢渣和矿粉为原材料制备复合掺和料水泥砂浆。研究不同配合比下掺和料对水泥砂浆抗压强度的影响,并利用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)等手段分析不同体系试块的水化机理和微观结构。结果表明,单掺煤矸石、钢渣均表现出较低的活性,而矿粉具有良好的反应活性;三元掺和料中煤矸石-矿粉-钢渣复掺比例为1∶7∶2时,试块的抗压强度最高,28 d抗压强度可以达55.26 MPa。在三元掺和料体系中,煤矸石、矿粉和钢渣可以相互促进水化,增多水化产物,加深水化程度,三者具有一定的耦合作用,具有制备三元矿物掺和料的潜力。

凹腔构型对超声速气-固两相富燃燃气掺混燃烧的影响

凹腔作为燃烧增强装置,在超声速气-固两相富燃燃气掺混燃烧中发挥着重要作用。基于火焰稳定凹腔和斜劈装置,提出了波瓣凹腔构型,通过数值模拟深入分析了凹腔构型在超声速气流中对气-固两相富燃燃气掺混燃烧的影响。通过对流场参数、流场云图及颗粒运动轨迹等的分析,发现富燃燃气中的气相组分和凝相颗粒在空间分布和释能过程中表现出分区运动和分区燃烧的特点。结果表明:随着燃烧过程的深入,颗粒的空间分布逐渐分散;流场参数在燃气喷口附近变化剧烈、流场下游变化缓慢;波瓣结构具备增强流场湍动能和降低流场不均匀性的能力,进而促进了各组分的掺混燃烧;采用双波瓣凹腔时展现出最优的促进效果。波瓣结构能够扩大流场中高温区域的空间分布,有效延长凝相颗粒在高温区域的停留时间,为凝相颗粒的燃烧和能量释放提供了更为有利的条件。

基于动态掺氢策略的综合能源系统低碳经济调度

针对现有综合能源系统中传统碳捕集电厂灵活性较差,电负荷系数、管道长度和管道运维成本等因素对计及气网掺氢的综合能源系统调度的影响尚未明确等问题,提出了一种基于动态掺氢策略的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,建立综合灵活碳捕集电厂模型,对二氧化碳的吸收与再生环节进行解耦;其次,建立基于动态掺氢的管道运维成本模型,实现掺氢比的动态调整,提高系统调度的灵活性;然后,引入阶梯式碳交易机制,构建考虑气网掺氢管道运维成本的综合能源系统低碳经济调度模型,利用McCormick松弛方法将非线性问题转化为线性问题,并进行求解。最后,算例仿真结果表明:气网各节点处管道运维成本系数与气体体积、输送距离等因素相关,应综合考虑上述因素对气体定价;在综合能源系统调度中综合考虑电负荷系数、气网管道长度等因素合理选择气网掺氢比上限、制定动态掺氢策略,系统的经济效益与环境效益分别提高了44.1%、47.8%。

埋地掺氢天然气管道泄漏扩散数值模拟研究

为减少掺氢天然气在输送过程中因泄漏引发的安全问题,基于流体力学及多孔介质理论,采用Fluent软件建立城市埋地掺氢天然气管道泄漏扩散的三维数值模型,分析掺氢比例、泄漏孔径、管道压力、管道埋深和土壤类型等因素对掺氢天然气泄漏量及甲烷、氢气爆炸下限竖直方向上扩散距离的影响。结果表明:掺氢比例越大,掺氢天然气泄漏量越小,甲烷爆炸下限等值线扩散至地表所需时间越长,而氢气则相反;泄漏孔径10 mm时的泄漏量约为孔径5 mm时泄漏量的2倍,泄漏孔径20 mm时的泄漏量约为10 mm时泄漏量的2倍,且泄漏孔径越大,甲烷和氢气的爆炸下限等值线到达地表所需时间越短;管道压力越大,掺氢天然气泄漏量越大且扩散速度越快,危险系数越高;管道埋深1.1 m泄漏量最大,其次为1.4、0.8 m,埋深越浅,甲烷和氢气的爆炸下限等值线到达地表所需时间越短;土壤类型对掺氢天然气的泄漏扩散有重要的影响,土壤类型为粉质砂土时,掺氢天然气泄漏量及扩散速度最大,其次为壤土,最后为黏土。

钢纤维掺量对陶粒混凝土梁长期变形的影响规律

为探究钢纤维掺量对陶粒混凝土梁徐变的影响规律,通过长期变形观测试验、理论推导式和有限元建模的方法对不同钢纤维掺量的陶粒混凝土梁的徐变性能开展研究。首先,对4种钢纤维掺量的陶粒混凝土梁开展了连续180 d的徐变挠度观测,获得徐变挠度-加载时间关系曲线、钢纤维掺量对徐变挠度的影响规律曲线;随后,参照ACI209徐变系数计算式和ACI435徐变计算式建立了隐含钢纤维掺量的陶粒混凝土梁徐变计算式;最后,按试验梁参数建立了有限元模型。研究结果表明:陶粒混凝土试件梁加载前期徐变增长较快,随着时间推移徐变增长速率逐渐变缓,加载至120 d后趋于稳定;钢纤维掺量对陶粒混凝土梁徐变影响明显,钢纤维掺量低于0.5%,掺加钢纤维对陶粒混凝土梁的徐变值影响小;钢纤维掺量在0.5%~1.0%时,增加钢纤维掺量能有效地较大幅度降低长期荷载作用下的徐变值;但当钢纤维掺量超过1.0%后降低的效果有所减弱;陶粒混凝土梁徐变计算式计算结果与试验实测值吻合较好,能够很好地反映出陶粒混凝土梁的徐变变化规律;有限元模拟进一步验证了钢纤维掺量对陶粒混凝土梁徐变的影响规律和徐变计算式。

掺氢输送管道材料的适应性及评价方法

天然气管网掺氢输送可有效解决氢能利用过程中的输送问题,但这会给管道带来安全风险。本文详细评述了掺氢输送管道金属和非金属材料的种类、适应性影响因素及其评价方法,建议完善和利用现有金属和非金属材料宏观性能表征及微观机理分析方法,结合实际工况环境及材料关键性能指标,建立掺氢输送管道的适应性评价方法和评价限值要求,并完善实际掺氢试运行评价方法和评判标准。本文可为天然气管网掺氢输送工程提供重要参考。

分离多环芳烃用于超稠油掺稀降黏的研究

针对炼油厂催化裂化柴油大量过剩和芳烃含量过高等问题,结合稠油掺稀降黏开采掺稀比高、稀油资源紧缺的现状,从催化裂化柴油中萃取分离多环芳烃,用于超稠油掺稀降黏研究。对多环芳烃萃取进行正交试验,在筛选出的最佳操作条件(萃取温度为45℃、萃取时间为5 min、相分离时间为5.5 min和剂油体积比为1.4)下,多环芳烃产品收率为29.87%、芳烃质量分数高达99.07%。在掺稀比均为0.10时,多环芳烃和塔河稀油的掺稀降黏量率分别为94.20%和68.58%。拟合计算结果表明,多环芳烃用量仅为塔河稀油的16.32%时,即可达到塔河油田稠油掺稀降黏要求。以塔河油田稠油自喷井为例,当稠油含水率分别为0,30%和50%时,掺入多环芳烃相对掺入稀油的单井日产油增长率分别达到115.90%,84.57%,62.20%。

波流联合作用下掺氢输气海管泄漏扩散研究

由于氢气密度低,泄漏后的掺氢天然气在海洋波流作用下的浮升扩散行为有别于纯天然气,其泄漏扩散规律有待明晰。利用计算流体力学方法数值模拟了波流联合作用下掺氢输气海管泄漏扩散的过程,结果表明气体泄漏的过程可分为泄漏初期、向上浮升以及横向迁移3个阶段。当掺氢比φ_(H2)<50%时,氢气泡的运动轨迹受天然气泡的影响显著。气体浮升高度和扩散直径的变化与时间成正相关,且随着掺氢比的增大,泄漏气体到达液面所需的时间延长。天然气泡和氢气泡直径在上升的过程中都逐渐增大,两者的浮升速度随浮升高度的增加先增大后减小,天然气泡的浮升速度衰减更快。氢气泡直径随掺氢量的增加而增大,天然气泡直径随掺氢量的增大而减小,两者的上升速度随着掺氢量的增大都表现出先增大后减小的趋势,且氢气泡的上升速度大于天然气泡的上升速度。波长和海流流速越大,泄漏气体的扩散直径越大。

不同RAP掺量下热再生沥青混合料性能衰变规律

本文采用自主研发的全寿命分析仪对沥青混合料分别进行0、4、8、12个月的模拟老化,采用冻融劈裂试验、动态蠕变试验和半圆弯曲试验,研究不同RAP掺量下热再生沥青混合料长期老化后各项性能的衰变规律.结果表明:在12个月模拟老化后,RAP掺量为30%时沥青混合料的流变次数达到最大,RAP掺量的提高使得TSR衰减幅度变大且断裂能下降.50%RAP掺量时再生料TSR衰减幅度比新拌料大7.9%,流变次数和断裂能较新拌料分别减少38.6%和61.7%.长期老化作用下RAP掺量对沥青混合料疲劳寿命衰减的影响不明显,但会降低其应力敏感性.

掺氮碳量子点用于柳氮磺吡啶的快速检测

以微波法一步合成制备出荧光性能强、荧光量子产率为89.38%的掺氮碳量子点(N-CDs),并通过荧光猝灭法建立了快速准确测定柳氮磺吡啶(SSZ)的新方法。通过透射电子显微镜、傅里叶红外光谱对碳量子点进行表征,结果显示N-CDs的平均粒径为2.91 nm,主要由C、O、N元素组成,大量羰基、羟基和羧基存在于N-CDs表面。在最佳条件下,柳氮磺吡啶浓度在0.1~2μmol/L和3~200μmol/L范围内线性良好,检出限为0.2μmol/L。将所建方法用于柳氮磺吡啶肠溶片中柳氮磺吡啶含量的测定,回收率为97.3%~102%。

紫外光谱结合BP神经网络算法建立食用油掺伪煎炸油的快速鉴定模型

为建立一种快速食用油掺伪煎炸油检测方法,采用紫外光谱法鉴别其掺伪,本研究选取大豆油、玉米油和葵花籽油为代表分别煎炸,在纯油中掺入相应煎炸时间0~6 h及掺假梯度0%~90%的煎炸油制备掺伪油样,进行紫外光谱及二阶导数预处理,经处理后的光谱特征峰与BP(Backpropagation)神经网络算法结合建立食用油掺伪煎炸油模型,对掺入煎炸油类别、煎炸时间和煎炸油含量进行鉴别分析。结果表明二阶导数预处理后掺伪煎炸油的光谱特征峰中大豆油为446、462 nm、玉米油为268、274 nm、葵花籽油为280、288 nm,根据其特征峰位与峰值建立Levenberg–Marquardt算法(LMA)、动量梯度下降法(MGD)及弹性梯度下降法(EGD)掺伪模型识别率分别为98.15%、91.67%、95.52%。

适用于掺氢燃气轮机的新型环境/热障涂层

【目的】随着国家“双碳”战略(碳达峰、碳中和)的实施,现有的热防护涂层结构难以满足未来燃气轮机热防护涂层的要求。针对掺氢燃气轮机对热防护涂层的需求,提出了抗高温腐蚀的新型环境/热障涂层(environmental/thermal barrier coatings,E/TBC)结构的概念。【方法】从热防护涂层材料和涂层结构的角度,简要回顾及分析了热障涂层(thermal barrier coatings, TBC)、环境障涂层(environmental barrier coatings, EBC)、热障/环境障涂层(thermal/environmental barrier coatings,T/EBC)和热环境障涂层(thermal environmental barrier coatings,TEBC)的发展历程和研究现状,进而考察上述涂层结构与掺氢燃气轮机对热防护涂层需求之间的差距。【结果】将EBC的功能叠加到目前掺氢燃气轮机的热防护涂层上,从而在高温合金基体上形成一种抗高温腐蚀的新型E/TBC结构具有合理性。【结论】通过初步试验,证明E/TBC结构适用于掺氢燃气轮机抗高温水氧腐蚀的热防护涂层要求,指出应大力开展这种新型E/TBC热防护涂层的理论和应用研究。