Zero-Thermal Expansion and Heat Capacity of Zirconium Pyrovanadate Doped with Zirconia and Vanadium (V) Oxide

The dominant phase ZrV2O7 material, doped with zirconia and vanadium (V) oxide, was synthesized by solid state reaction and sol-gel methods. X-ray power diffraction patterns show that it is cubic structure. Thermal mechanic analysis measurements exhibit a zero-thermal expansion of this material above 150 degreesC. Meanwhile, the heat capacity dependent on temperature, determined by differential scanning calorimetry, keeps in constant almost in the same temperature range. The relationship between unusual thermal expansion and abnormal heat capacity is discussed with Gruneisen parameter.

添加零价铁联合热预处理强化牛粪与玉米秸秆共消化过程研究

针对农业废弃物厌氧消化水解限速、产甲烷量低等问题,文章以牛粪和玉米秸秆为原料,经热预处理后在消化过程中投加不同剂量(4,8,12 mg/L)和不同粒径(微米级,纳米级)的零价铁(ZVI),探究其对农业废弃物共消化的强化作用。研究结果表明:投加适量的ZVI会对水解酸化和产甲烷过程产生促进作用,当投加8 g/L微米级ZVI或4 g/L纳米级ZVI时,可获得最高累积产甲烷量,分别比空白组提高了20.7%和29.5%;微米级ZVI和纳米级ZVI均可促进溶解性有机物的释放和丙酸向乙酸的转化;纳米级ZVI对水解酸化的促进作用强于微米级ZVI,但投加较多(8~12 g/L)纳米级ZVI会对产甲烷起负面作用;ZVI可促进Romboutsia,Saccharofermentans等水解酸化细菌和耗乙酸产甲烷菌Methanothrix的富集,对水解产酸和产甲烷过程起强化作用。

全金属硬密封双向零泄漏三偏心蝶阀设计与分析

针对传统三偏心蝶阀承受一定压差或全压差的反向压力等问题,研究设计了一种全金属硬密封双向零泄漏三偏心蝶阀。该蝶阀为长寿命节能型,其采用三偏心原理设计,解决了传统偏心蝶阀在开启10°、关闭瞬间密封面仍处于滑动接触摩擦的缺陷,实现了蝶阀在开启瞬间密封面即分离、关闭接触即密封的效果。首先,对所设计蝶阀的不平衡力矩和允许压差进行了理论分析,并通过流体流动仿真分析了蝶阀开度不同时阀腔内流体的压力、速度和流动迹线,得到了蝶阀出入口的最大压力和最大速度随阀门开度的变化曲线。然后,通过热应力仿真分析得到了蝶阀的热力温度和合力热流量云图,并分析了蝶阀的热应力、热应变、安全系数的分布情况以及其最大热应力随流体温度的变化曲线,验证了蝶阀的热应力满足要求。最后,开展了蝶阀阀体耐压试验和正反向高压密封试验。试验结果表明,蝶阀阀体无可见渗漏和变形,且实测泄漏量均为零,说明该蝶阀的耐压强度和密封性能均满足使用要求。研究结果为三偏心蝶阀接触和摩擦的减少、开启力矩的降低以及使用寿命的延长提供了依据,所提出的全金属硬密封结构为三偏心蝶阀的双向零泄漏密封研究提供了新思路。

煤化工废水热法分盐结晶工艺工程实例

针对某煤化工企业的上游中水回用装置所产生的高盐、高COD废水,采用热法分盐结晶工艺,实现了废水零排放与结晶盐资源化利用的目的。介绍了该处理工艺的流程及设计参数,给出了处理效果及运行成本。实际运行结果表明,产水完全符合回用要求,硫酸钠结晶盐平均纯度达99.09%,氯化钠结晶盐平均纯度达98.52%。该装置的连续稳定运行标志着热法分盐技术在煤化工废水处理领域得到了成功应用。

基于废水零排放目标的电厂废水处理优化策略研究

火电厂作为大规模的工业用水和废水产生者,对其废水进行深度处理和资源化利用,实现废水零排放,对于环境保护具有重要意义。因此研究针对火电厂的废水提出了一种高效环保的处理流程,旨在降低废水处理成本,提高处理效率,并实现真正的废水零排放。研究提出的方法主要分为物化法和吸附法两个部分,通过两种方法的交替处理,使火电厂的废水达到零排放的效果,同时还能回收废水中的重金属离子制成工业盐。从实验结果来看,经过此次研究提出方法处理的废水中的汞、铬、镍等重金属含量远低于国家的排放标准,因此研究提出方案具备可行性。

焦炉用耐火材料的改进及应用

简述了焦炉结构,分析了焦炉所用传统耐火材料存在的不足,介绍了一些新型耐火材料的性能特点及其在焦炉蓄热室、烟道、燃烧室、炭化室、加煤孔、上升管、炉门、热回收焦炉布风器等部位的应用,并对比分析了使用效果。生产实践结果表明:新型耐火材料的应用,对焦炉的节能、环保、使用寿命都具有积极影响,有助于焦化企业的环保升级、降本增效。

光栅MOEMS加速度计温度特性

由于硅微机械加速度计受温度影响,导致硅弹性模量和热膨胀系数发生变化,造成微光机电系统(MOEMS)加速度计标度因数漂移、测量稳定性下降等问题。首先,采用COMSOL软件对光栅MOEMS加速度计微机械结构部分进行了温度特性仿真,分析了硅弹性模量温度系数和热膨胀系数对光栅MOEMS加速度计微机械结构标度因数和零位的影响。其次,设计了温控精度达0.1℃的温度控制系统,并利用该系统对加速度计进行温度控制。最后,对光栅泰伯效应MOEMS加速度计温度特性展开测试,结果表明,加速度计的标度因数随温度升高而增大,零偏稳定性随温度的升高而降低,加速度计标度因数温度系数为0.30 V·g^(-1)·℃^(-1),零偏稳定性温度系数为-7.78μg/℃,其变化趋势与仿真结果一致。这为实现全温范围下高精度MOEMS加速度计奠定了基础。

夏热冬暖地区近零能耗装配式建筑设计实践

当前装配式建筑和绿色建筑已成为建筑行业高质量发展的重要方向。但能够达到近零能耗的装配式绿色建筑实际案例较少[1],通过分析近零能耗建筑与装配式建筑的内在联系,结合广州某安置区消防站项目关于预制外墙复合板、外遮阳装饰一体化设计、预制太阳能板、预制集成楼板等装配式建造方式实践,详细探索如何通过装配式建造方式实现夏热冬暖地区近零能耗建筑,以期对以后此类项目建筑设计工作提供借鉴。

火电厂高盐废水烟道旁路蒸发系统设计和运行分析

针对高盐废水旁路烟气蒸发工艺应用缺乏长时间运行案例经验,实际工程应用系统设计、设备选型、运行维护方面存在的问题,提出了改进方法和应对措施。优化雾化水泵选型、烟道布置、蒸发器烟温测点位置,灰斗侧壁加装物料破拱装置,增加雾化水管路大流量冲洗措施,蒸发器雾化水调节阀,采用V型调节球阀等。通过对火电厂高盐废水烟道旁路蒸发系统运行中出现的问题进行全面分析,并从工艺、设备及运行维护方面提出针对性措施,最终实现高盐废水烟道旁路蒸发系统安全稳定运行。

低热零点漂移的高温绝压压力传感器

传统的高温绝压压力传感器一般采用硅和玻璃进行阳极键合来制备绝压腔。由于高温环境下硅片和硼硅玻璃的热膨胀系数不匹配,从而产生较高的热零点漂移。文中提出了一种低热零点漂移的压力传感器设计方案,由硅-玻璃-硅的三层结构代替普通的双层阳极键合结构,并给出了热力学仿真模型。分析表明:改变传感器硅与玻璃的结构比例,实现应力匹配可以有效减小热应力。对芯片进行了高温实验测试,发现传感器的热零点漂移变化率减小了50%。

基于热可视化的近零能耗建筑地面保温构造研究——以严寒地区为例

近零能耗建筑的大力推广是降低建筑能源消费的有力措施,而围护结构的保温隔热性能更会直接影响建筑能耗水平与居住者舒适度。严寒地区的建筑室内地面会向室外传递大量热量,增加冬季建筑的采暖能耗。为探寻地面围护结构的传热机理,进而验证所设计构造的节能保温效果,采用严寒地区气候参数,利用热可视化方法,对近零能耗建筑的地面及其周边部位传热进行分析,以围护结构内表面温度以及建筑下方土壤温度为衡量条件,对所设计的地面围护结构进行评价。结果表明所设计的地面及其周边部位保温组合构造,可以有效解决墙角墙根处内表面温度过低现象,使内表面温度提升至17.35℃,在不增加室内向地下土壤传热的情况下,可以使建筑下方土壤温度升高约8.45℃。适宜的设置保温延长带还可以使建筑下方土壤不会冻结,减弱冻土对建筑的影响。通过热可视化和建筑构造节能设计的创新结合,为构造设计提出新思路,以期为近零能耗建筑的推广与设计创新提供新理论与新方法。

加拿大零碳建筑实践与启示

建筑部门碳排放在社会整体碳排放中占比较大,以建材碳排放为主的建筑隐含碳排放和以运行能源消耗为主的建筑运行碳排放是建筑全寿命周期碳排放的2个最主要部分。开展零碳建筑的研究和实践有助于加速建筑部门深入推进碳减排,在建材碳排放和运行碳排放两方面发力,促进建筑从运行阶段零碳排放到全寿命周期零碳排放,进而推动实现个体到整体的建筑零碳排放目标。通过对加拿大零碳建筑设计评价标准、运行评价标准的剖析,以及实际评价项目的介绍,结合我国当前建筑节能、绿色建筑标准编制和实施情况,对比了中加在建筑碳排放计算、建筑碳中和基础、建筑碳抵消措施、零碳目标实施路径及关键评价指标方面的异同,提出了我国绿色建筑项目进行零碳设计和运行可采取的方式和应注意的问题。

关于无磁阻抗和无热耗散的MHD-Boussinesq系统的Prodi-Serrin型爆破准则

由速度的Prodi-Serrin条件推导出无磁阻抗,无热耗散的MHD-Boussinesq系统解的正则性.对磁场或温度变化没有作出先验假设.

某电厂废水零排放旁路烟道蒸发系统对锅炉热效率影响分析

某电厂脱硫废水深度处理改造零排放系统主要处理厂区脱硫废水出水,脱硫废水深度处理零排放改造系统主工艺路线为:旁路烟道蒸发,取烟气点为SCR后、空预器前烟道,分别从AB侧烟道抽取,出口分别连接回AB侧烟道,两台机组脱硫废水深度处理改造总处理量2×10m^(3)/h(额定出力)。1号机组废水零排放旁路烟道蒸发系统于2021年5月建成,该系统投运后,在1000MW、750MW、500MW三个负荷工况下,锅炉热效率降低值分别为0.10%、0.11%、0.08%,均满足小于0.17%的性能保证值要求,达到废水零排放环保要求。

近零能耗住宅开放式厨房冬季炊事过程热环境实测

为探究严寒地区近零能耗住宅炊事过程的厨房热环境,针对哈尔滨一近零能耗住宅开放式厨房,测试了常规模式下炊事过程中的厨房热湿环境参数,分析了室内环境变化及其关键影响因素。结果显示,厨房补风使得补风口处温度降低6.6℃,并分别造成人员左、右侧脚踝处0.6、2.0℃的温降,左、右侧分别出现最大0.6、3.7℃的竖向温差,但厨房的湿环境可以得到一定程度的改善。烹饪过程中厨房整体热湿环境参数均不能满足GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技术标准》的温湿度(20℃、30%)要求。有必要进一步研究厨房补风方式,为严寒地区近零能耗住宅开放式厨房通风方式的改进提供借鉴。

寒冷地区近零能耗装配式复合墙保温构造设计

“装配式+近零能耗建筑”的协同发展对装配式建筑外墙板和墙板连接节点的保温性能提出了更高要求。以装配式复合墙结构体系(Prefabricated Composite Wall,PCW)为例,应用二维稳态传热模拟软件THERM和有限元数值模拟计算软件ANSYS,对其采用干式连接的4类关键构造节点进行传热模拟,分析了各节点室内表面最低温度和线传热系数。并以近零能耗为导向,提出了寒冷地区PCW装配式复合墙板的保温构造设计方案。研究表明:当墙板结构层内部填充保温材料为180 mm厚EPS、外保温层为110 mm厚聚氨酯时,预制外墙板的整体厚度相对较小,且同时满足近零能耗建筑外墙传热系数和节点热桥线传热系数的规范限值要求。

氩气闭循环氢气发动机的研发动向与展望

内燃机为了顺应21世纪下半叶实现碳中和的趋势避免被淘汰,必须在运行时实现CO_(2)的零排放。另外,由于发动机的最高有效热效率明显低于电动车或燃料电池车,这会使消费者逐渐疏远发动机车。1948年,F. M. Lewis发明的氩气(Ar)闭循环氢气发动机重新回到了人们的视野中。这是因为此种发动机不排出CO_(2),而且Ar的比热比高于空气,以Ar为工质的发动机的热效率可以有较大提升甚至匹敌电动车或燃料电池车。本文比较详细地介绍了这种发动机的原理、发展史、存在的优缺点以及研究动向和研发课题。同时也介绍了作者近年来的部分研究成果,探讨了Ar闭循环氢气发动机与氢气及燃料电池车的关系及其发展前景。

膜分离技术在热电厂循环水零排放中的应用

电厂的循环水系统是电厂正常运行不可或缺的冷却系统,为机组提供冷却水源,常采用的冷却方式是冷却塔循环冷却,但在循环过程中会由于水质的恶化造成输水管道的腐蚀,为了实现水资源的循环利用,保护热电厂循环水系统,对循环水进行处理后回用势在必行。膜分离技术因其分离净化效率高,操作简便,近些年被广泛应用于热电厂循环水回用零排放项目中。

低压缸零出力改造后热网疏水系统对热经济性影响的Ebsilon模拟

为提升火电机组的供热能力及调峰能力,低压缸零出力技术受到了越来越广泛的关注。基于某300 MW纯凝机组,利用Ebsilon软件搭建了热力系统模型,并进行了供热改造后的系统建模,对比分析了低压缸零出力改造前后机组的热经济性变化,并对不同热网疏水系统布置方案下低压缸零出力机组的供热、发电性能和供电标准煤耗进行了多工况模拟计算。结果表明,低压缸零出力改造使最小供电标准煤耗降低了31.63 g/(kW·h)。各疏水系统布置方案中,最大的供热抽汽量为638.26 t/h,最小的电负荷率为23.05%,最小的供电标准煤耗为161.30 g/(kW·h)。该研究可以为低压缸零出力机组疏水系统的优化布置提供借鉴,并为零出力机组的高效运行提供指导。

多效蒸发工艺处理火电厂脱硫废水的影响研究

为全面评价多效蒸发工艺应用于火电厂脱硫废水处理的相关影响,选取某电厂为对象开展研究。数据显示,此工艺可实现废水回用率90%以上,单位废水处理直接运行成本约为16.98元/t。所安装的烟道换热器使系统烟气阻力增加约38 Pa,使烟气脱硫入口烟温降低约4.4℃,减少吸收塔烟气量约25840 m^(3)/h。结晶产物进入石膏脱水系统,石膏中Cl^(-)、Mg^(2+)质量分数分别由掺入前的0.009%、0.15%升高至2.78%、2.89%,使石膏品质下降;滤液水Cl^(-)质量浓度分别由掺入前的2015 mg/L、1947 mg/L升高至6134 mg/L、6275 mg/L,不利于对脱硫浆液的氯离子质量浓度进行控制。结晶产物从空预器入口烟道喷入,使石膏在粉煤灰中总量增加0.004%~0.005%,氯化物增加约0.01%,仍可满足粉煤灰作为商业使用的要求,但此方式易导致烟道局部积灰及预热器堵塞。结晶产物与电厂炉渣掺配用于加气混凝块制作,是电厂目前消纳结晶产物的主要方式。