使用黏结剂和造孔剂对粒状干法脱硫剂调控的研究进展

随着“碳达峰”“碳中和”目标的提出,促使企业更加关注SO_(2)的脱除问题。由于干法粒状脱硫剂材料廉价易得、制备方法简单、脱硫性能高、制备过程易于操作等特点,干法粒状脱硫工艺将成为未来烟气脱硫的发展趋势。介绍了干法粒状脱硫剂中需要使用的黏结剂和造孔剂,在脱硫剂中添加黏结剂可以增加脱硫剂的机械强度和脱硫效率,使脱硫剂不易粉化;在脱硫剂中添加造孔剂可以提高其比表面积和孔隙率,从而增加脱硫剂与SO_(2)的接触机会,进而提高脱硫效率。在干法粒状脱硫剂中添加廉价易得的黏结剂和造孔剂,提高脱硫剂的脱硫效率、降低成本是今后的发展方向。

基于神经网络的Bark域图形均衡器的设计

描述了一种基于BP神经网络的图形均衡器设计方法,在不牺牲参数均衡滤波器的Bark频带图形均衡器精度的情况下简化图形均衡器的设计。其核心思想是训练一个神经网络来预测从目标增益到指定中心频率处的优化通带增益的映射关系。在24通道的Bark频带图形均衡器的情况下,利用具有48个神经元隐藏层的BP神经网络的非线性映射功能来实现预测。然后,使用封闭式公式快速、简便地计算频带滤波器的系数。这项工作将引入使用最小二乘法获得滤波器最佳增益的精确控制方法,并不断加以改进。采用BP神经网络与目标增益直接预测获得参数均衡器的优化增益,使得计算量大大减少,使得基于参数均衡滤波器的Bark频带图形均衡器的逼近误差小于0.1 dB。由此产生的BP神经网络控制的24通道Bark域图形均衡器非常有用。

生物炭强化厨余垃圾厌氧消化研究进展

厨余垃圾资源化利用是固废处理领域的研究热点。厌氧消化技术具有工艺成熟和产物附加值高等优点,是最常见的厨余垃圾处理技术之一。但其存在反应速率慢、抗冲击能力弱等问题。生物炭作为一种生物质衍生的碳基材料,凭借其独特的理化特性在强化厌氧消化过程中发挥重要作用。通过分析生物炭理化特性和系统梳理生物炭对厨余垃圾厌氧消化过程的影响,阐述了生物炭强化厨余垃圾厌氧消化的作用机制。同时提出生物炭强化厌氧消化领域的重点研究方向,以期为厨余垃圾处理提供理论指导和科学依据。

煤-生物质活性炭的制备研究

以生物质粉末代替部分煤制备出煤-生物质活性炭,并对主要影响因素进行了研究。结果表明,煤与生物质比例3∶7,碱炭比(纯KOH与干燥物料的比例)2.0,活化温度800℃,活化时间30 min,制备的活性炭比表面积(BET)为719.67 m^(2)/g,总孔容0.291 cm^(3)/g,活性炭以微孔为主,其平均孔径为1.835 nm,对亚甲基蓝的最大吸附容量达到731.79 mg/g。

燃煤机组直接耦合生物质的模型构建与碳减排分析

燃煤机组直接耦合生物质可以显著降低二氧化碳排放量,是燃煤电厂实现“双碳”目标的主要路径之一。通过Aspen Plus搭建的300 MW煤粉锅炉模型模拟生物质直接耦合煤燃烧发电流程,根据模拟结果以及建立的经济性模型和碳减排模型,分析了燃煤机组掺烧生物质的度电成本和碳排放变化。结果表明,随着生物质掺烧比例增大,燃煤机组的额外每度电成本逐渐升高,但考虑碳税因素后,额外每度电成本将会降低。因此合理设置碳税价格可以有效促进生物质的掺烧,通过调节碳税可以降低掺烧生物质带来的经济成本。燃煤机组耦合生物质可明显减少二氧化碳排放量,关键是降低生物质的含水量。研究结果为生物质直接耦合煤燃烧发电的技术实现和经济性评估提供了参考。

风能利用中的空气动力学研究进展Ⅱ:入流和尾流特性

空气动力学是风能工程面临的首要和关键问题之一,决定着风工程的经济性、稳定性和安全性。针对风能技术发展的迫切需求,结合近年来风能设备大型化、规模化、海洋化、智能化和数字化的发展趋势,对风能利用中的空气动力学问题进行了探讨,本篇为其中第二部分:入流和尾流特性。一方面,选取大气边界层、风力机尾流、陆上/海上/复杂地形风电场混合尾流及其之间的相关干扰等典型气动问题为论述对象。另一方面,从外场测量、风洞实验、理论分析、数值模拟、工程建模和人工智能等多种研究途径着手,梳理其中涉及的关键空气动力学问题、特殊物理现象及取得的重要研究进展,分析所涉及的流动分布特性、演变规律与关键流动机理。此外,结合我国气候、地理条件、国情探讨风电发展面临的空气动力学难题并尝试给出解决策略。最后,对未来的研究方向进行展望。以期为风电的行业规划、技术发展和工程实施提供重要参考。

风能利用中的空气动力学研究进展Ⅰ:风力机气动特性

随着世界各国纲领性行业政策的积极制定,风电行业将继续高速发展。风电机组大型化(达到多兆瓦级甚至十兆瓦级)、海洋化(从陆地扩展至海上)、智能化(辅以智能化结构、材料和控制策略)、数字化(精准预测和实时感知调控)是风电发展的大趋势。空气动力学研究作为风力机技术研发的首要任务,由此将面临一系列新的问题和挑战。本文以水平轴风力机为研究对象,就其风能利用中的空气动力学问题进行探讨,本篇为第一部分“风力机气动特性”。首先分析其空气动力学问题的复杂性及原因;然后,针对风力机专用翼型的气动特性、风力机气动特性、现代化风力机设计(特别是海上风电技术、台风问题、大叶片气弹问题)与流动控制等关键空气动力学问题,从理论分析、数值计算、风洞实验和外场测量等多种研究手段与技术着手,对其研究现状及取得的关键进展进行综述和讨论;最后对今后的研究方向进行分析与展望,为大尺寸风力机叶片设计提供参考。

考虑三维旋转和动态失速的风力机气动力建模

由于叶片流动分离和失速机理较为复杂,且缺乏深入理解,风力机非定常、非线性气动载荷难以准确预测。针对动态失速和三维旋转效应,基于Leishman-Beddoes模型和Bak模型,预测偏航条件下NREL Phase VI叶片的气动响应,并与实验值和二维数值模拟结果对比。考虑动态失速和三维旋转效应,有效提高叶片剖面升力的预测精度。但是,非线性段气动力的模型预测值与实验值偏差较大,表明三维旋转效应和动态失速耦合作用显著。从叶尖到叶根,局部入流迎角的平均值和幅值显著增加,气动力的非定常程度逐渐升高,因此耦合作用主要存在与叶根处。耦合作用改变了动态失速特性,使得30%剖面气动力迟滞环从二维的顺时针变为逆时针。二维和三维气动力的差别主要体现在下风侧,表明下风侧耦合作用大于上风侧。

酸洗预处理对生物质热解焦物理化学特性的影响

选用松木、杨木、玉米秸秆和稻壳4种生物质为原料,采用3%(体积分数)乙酸溶液进行洗涤除灰后,进行快速热解实验,对比研究酸洗预处理对4种生物质热解焦物理化学特性的影响。结果表明:乙酸酸洗可有效去除松木、杨木、玉米秸秆和稻壳灰分中的大部分无机元素,从而促进热解过程中挥发分的释放、显著改善热解焦的表面化学特性。酸洗可促进热解焦孔隙结构的形成,提高比表面积和总孔容积,但会使平均孔径减小,这表明酸洗主要提高微孔率,对微孔的形成有较大的促进作用。同时,酸洗使得更多的含氧官能团保留在生物质热解焦表面,这种影响对玉米秸秆和稻壳尤为明显。气化焦油的吸附实验结果表明酸洗后热解焦的吸附能力有所增加。

活性炭催化热解纤维素协同制备酚类和合成气

苯酚和合成气均为工业生产中重要的基础化工原料。以自制的活性炭为催化剂,以纤维素为原料实现了催化热解液相产物中苯酚和气相产物中CO的同时富集。实验发现,生物质灰分中的钾、热解过程中催化剂/纤维素质量比和热解温度均对气液相产物的品质有着不同程度的影响。研究表明:钾的存在不利于热解产物品质的提高。钾虽然提高了生物油中苯酚的富集度,但降低了实际产率。而热解气中CO的浓度和产率均下降。对催化热解条件的研究表明热解温度450℃,催化剂比例为1∶1时可获得最佳的热解产物。此时,生物油中酚类物质占可检测有机物相对含量的62.31%,其中苯酚为45.37%,产率为1.78%(质量)。热解气中CO的浓度和产率分别为69.21%(体积)和169.95 ml/g,热值为12.93 MJ/m^(3)。

烘焙预处理对微藻化学链气化特性的影响研究

为了解决微藻含水率高、能量密度低等缺点,提高微藻化学链气化特性,该文以微藻为研究对象,对其在200℃、250℃和300℃下进行烘焙预处理。通过热重分析法进行以Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、Ca_(2)Fe_(2)O_(5)为载氧体的微藻化学链气化特性研究,探究了烘焙预处理和载氧体对微藻的气化特性和动力学参数的影响。结果表明,经过烘焙预处理后微藻的氧碳原子比和氢碳原子比均显著降低,分别从1.68和0.436降低到1.11和0.139,C含量和高位热值均显著提高。在微藻化学链气化过程中,烘焙预处理和载氧体(Fe_(2)O_(3)、Ca_(2)Fe_(2)O_(5))的添加均可提高微藻化学链气化反应速率。通过反应动力学分析可知,烘焙微藻的化学链气化反应活化能低于原始微藻的活化能。这表明,烘焙预处理有助于提高微藻的化学链气化特性。

工业低温余热回收利用研究进展

工业生产过程中产生的大量低温余热通过烟气、冷却介质等形式散发到环境中,将这些热能回收利用对提高能源利用率、促进实现“双碳”目标具有重要作用。文章通过详细回顾现有工厂利用低温余热的案例,对比不同热源条件下的换热方案及节能效果,得出低温余热具有余热制热、原材料预热及防冻、余热制冷、余热发电等广泛用途;指出在利用低温余热资源时,应重点关注热源的特点及工厂需求等方面,选择与企业适配的余热利用方式;并对低温余热在节能减排中发挥的重要作用提出展望。

磷酸活性炭催化热解半纤维素制备酚类化学品和合成气的实验研究

苯酚和合成气均为工业生产生活中重要的基础化工原料。文中以磷酸活性炭为催化剂,以半纤维素为原料实现了催化热解液相产物中苯酚和气相产物中CO的同时富集。实验研究发现,催化热解过程中催化剂/半纤维素质量比和热解温度均影响着产物的组分及质量分布,且热解温度的影响更为显著。综合考虑气液相产物和组分的基础上认为,最佳催化剂/半纤维素质量比为1:1。热解温度增加使得热解气产率快速增加,同时热解油和热解焦产率对应下降。对气液相组分的分析表明,热解温度存在一个最佳值。最佳的催化产物出现在热解温度为450℃时。液相产物中苯酚的富集度为44.63%,液相产物中CO的体积浓度为64.1%,体积产率为178.7 m L/g。

g-C_(3)N_(4)/CdS复合催化剂结构设计、可控制备及光解水性能研究

光催化水分解产氢作为解决能源问题的有效途径,现阶段受到光生电荷低分离效率的严重制约。本研究借鉴自然光合作用中光生电荷高效分离的原理,通过控制质量配比、水热温度和水热时间,在g-C_(3)N_(4)/CdS体系中成功构建了光生电荷传递链,直接降低了电子空穴复合速率,显著提升了光解水产氢效率。这项研究为设计和开发高效光催化剂提供了重要指导,并在环境净化和能源转化等领域具有潜在应用前景。