储能协调下负荷密集区分布式综合能源系统优化研究

分布式综合能源系统是提高清洁能源使用比例,实现碳减排和碳中和目标的一种配套技术。因此,针对负荷密集区冷热电负荷供需矛盾问题,提出储能协调下的负荷密集区分布式综合能源系统,并构建数学模型。其次,确立考虑系统经济、能耗、环境性能的多目标优化模型,利用层次分析法确定不同优化指标之间的权重关系。建立由住宅、办公、酒店、商场四类建筑组成的负荷密集区建筑模型,分别对四类建筑全年的逐时冷热电负荷进行模拟。最后,对比分析四类建筑分别单独设置供能系统和考虑四类建筑负荷耦合互补设置一套供能系统时的系统容量配置优化以及在相关政策影响下的系统性能。结果表明:无论是否加入储能系统,考虑四类建筑负荷耦合互补设置一套供能系统时的系统性能优于四类建筑分别单独设置供能系统的性能。

淀粉基水凝胶St/CMC-g-PAA对Cu^(2+)的吸附性能研究

以玉米淀粉(St)、羧甲基纤维素钠(CMC)为原料,丙烯酸(AA)为接枝单体,通过接枝和交联反应合成了淀粉基水凝胶St/CMC-g-PAA。考察了投药量、pH、Cu^(2+)初始浓度(ρ0)、吸附时间对吸附效果的影响。结果表明,当ρ0=40 mg/L,投药量为300 mg/L,pH=5.2时,Cu^(2+)的去除率可达92.7%。实验数据拟合结果表明,水凝胶对Cu^(2+)的吸附过程符合Langmuir吸附模型和准二级动力学模型,属于单分子层的化学吸附过程。在25℃时,水凝胶对Cu^(2+)的饱和吸附容量qm=142.86 mg/g。水凝胶再生性能较好,经过4次吸附-脱附循环后,Cu^(2+)去除率仍可达到82.1%。

接枝交联双重改性淀粉IStD絮凝性能研究

以玉米淀粉(St)为原料,环氧氯丙烷(EPI)为交联剂,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为接枝单体,两步法合成了接枝交联双重改性淀粉基絮凝剂IStD。测试了投药量、pH、高岭土质量分数、絮凝温度和絮凝时间对IStD絮凝性能的影响。结果表明,当高岭土质量分数为2%,投药质量浓度为14 mg/L,pH=7,絮凝温度为25℃,絮凝时间为1 h时,上清液的透光率可达91.7%。通过观察投药前后水体中高岭土颗粒的分散状态,初步探讨了IStD的絮凝机理。结果表明在絮凝过程中,同时存在电中和与吸附架桥作用,以电中和作用为主。当IStD和CPAM复配用于处理生活废水时,透光率和COD去除率都能达到90%以上,具有一定的实用价值。

基于STIRPAT模型的河北省碳达峰预测与实现路径研究

实现双碳目标前提是省级地区率先实现碳达峰,河北省作为京津冀现代化发展示范区重要组成一环,积极开展区域碳达峰时间及峰值预测研究,探索实现路径,将有助于实现我国的低碳绿色发展。本文基于河北省2004—2019年历史相关数据,构建扩展STIRPAT模型,基于情景分析法,预测河北省2020—2040年碳排放“碳达峰”时间与碳排放峰值,最后通过对比各类情景,对区域“碳达峰”实现路径提出建议。结果表明:①在构建的6个情景中,除基准情景S1、产业升级情景S2在2035年实现碳达峰之外,其余情景均在2030年达到峰值;②在可实现“双碳”目标的节能发展情景S3、清洁发展情景S4、绿色发展情景S5、经济放缓情景S6中,经济放缓情景下可实现较低的碳排放峰值9.352×108 t;③通过对比各类情景影响因素,经济发展是影响碳排放最主要的因素。

绿色水处理药剂的合成及其与静电场协同性能研究

采用不含磷氮的药剂衣康酸(IA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)合成了环保型的两元共聚物药剂,并系统研究了合成工艺条件对共聚物性能的影响。最终得到最佳合成条件如下:原料质量比(IA∶SMAS)为2∶1,聚合温度为95℃,聚合时间为6 h;此外,引发剂和链转移剂的添加量均为原料总质量的5%。经静态阻垢实验研究表明,合成的共聚物具有优异的阻垢性能和分散性能。将该共聚物与静电场结合用于阻垢性能研究,结果表明静电场的存在使IA/SMAS的阻垢性能提高了17%,静电与IA/SMAS共聚物具有协同增效作用。

同轴套管换热器井下换热性能实验研究

本文介绍了一种适用于中深层地热井的同轴套管式换热器技术,可以做到传热不传质,取热不取水,在最大限度利用深层地热的同时,不消耗深层地下水。通过实际测试单井取热量可达到118 W/m,具有取热量大、后期运行费用低等优点。实际工程应用显示,利用“地热+”模式可以有效解决因地热井关停带来的诸多问题。利用关停的中深层地热井,只取热而不抽取地下水,有效避免中深层地热井闲置造成的资金浪费,同时可为用户提供高效清洁的能源供给。

河北省张承地区典型区域新能源利用模式研究

本文分析了河北省张承地区典型区域新能源利用现状及存在的主要问题,确立了今后的发展重点和方向是优先发展新能源种类,优化新能源的利用模式,在此基础上提出了相应的措施和建议。

电吸附处理重金属离子的研究进展

从电吸附技术的基本原理入手,总结了电吸附处理Cu2+、Pb2+、Cr6+、Cd2+等重金属离子的研究进展,对电吸附处理重金属的未来进行了展望,指出了电吸附处理重金属离子研究目前存在的一些缺陷,并提出了电吸附处理重金属离子走向工业化需要解决的问题。

基于碳达峰碳中和目标的河北省能源发展战略研究

本文概述了河北省能源消费及碳排放特点,梳理出河北省实现碳达峰、碳中和面临的主要挑战,针对存在的挑战提出了相应的技术路径,并为实现碳达峰、碳中和提出了相应的对策及建议。

“双碳”目标下乡村可再生能源研究热点文献可视化分析

为了应对全球变暖气候问题我国提出了“力争2030年前达到碳达峰、2060年前实现碳中和”的双碳目标。乡村作为能源利用的重要发展空间,可再生能源在该地区的应用得到广泛关注。本文基于文献计量学借助可视化计量工具对Web of Science数据库中近十年乡村可再生能源利用相关文献进行分析。结果表明,乡村可再生能源主题相关研究数量及被引频次逐年增多,同时是主流期刊的关注点;中国、美国和印度是相关研究论文发表数量最多的国家,共引文献较多的文献以综述性论文为主;文献关键词分析表明微电网实现乡村电气化及其可行性建模分析、可再生能源气化技术和居民社会行为调查分析是乡村可再生能源的研究热点。最后对乡村可再生能源研究的未来发展方向提出建议。

PV/T耦合中深层地源热泵供暖系统运行特性研究

为解决中深层地源热泵系统(GSHP)地温衰减的问题,以邯郸市某民用节能建筑为研究对象,基于TRNSYS建立一种PV/T耦合中深层地源热泵系统(PV/T-GSHP),并与GSHP系统对比,模拟分析运行20 a PV/T-GSHP系统运行特性。探究PV/T组件的相关参数对土壤平均温度的影响。最后,将PV/T-GSHP系统与其他系统进行能耗对比。研究结果表明:与GSHP系统相比,PV/T-GSHP系统机组COP从6.44提高到6.81,但由于增加了泵功,系统COP降到2.38,但考虑发电量,平均每年可获得10015.831元收益;相似结构建筑PV/T组件屋顶铺设占比越大,集热泵流量越小,土壤平均温升越快;不考虑发电量时,PV/T-GSHP系统比燃气锅炉系统能耗高8.46%,与燃煤锅炉和电锅炉系统相比,分别可节约11.04%和48.55%的能耗;综合发电量时,20 a实际获得的发电量收益折合成燃煤量为210.05 t。

热泵干燥系统性能模拟及优化研究

热泵技术高效环保,被广泛应用于干燥行业。为了研究热泵干燥系统的性能,设计了4种不同的干燥系统,分别为单级压缩热泵干燥系统、准二级压缩热泵干燥系统、单级压缩回热干燥系统和准二级压缩回热干燥系统。分别对各系统进行数学建模与分析,结果表明蒸发温度与系统功耗和除湿量呈正相关;在单级压缩热泵干燥系统的基础上增设回热器与经济器均可以提高系统除湿量,但功耗也随之增加;在单级压缩热泵干燥系统的基础上单独增设经济器,系统的COP最大,单独增设回热器或同时设置回热器与经济器会使系统COP降低,但系统的除湿能效比(SMER)最大。

双碳背景下抽水蓄能电站碳减排量方法学研究

随着双碳目标的提出,各地区积极推进清洁能源及相关储能技术的研究,发展储能技术是实现清洁能源大规模应用的关键。抽水蓄能作为新型储能方式,凭借储能容量大、速度快、可靠性高、经济性好等优势近年来发展迅速,但其碳减排量的核算尚未形成科学体系,使得应用该储能技术的碳减排量未能在碳排放交易市场实现经济效益。本文通过确定抽水蓄能项目核算边界、识别基准排放情景、确定基准线碳汇核算方法,构建抽水蓄能电站项目碳减排量核算方法,并以福建省某抽水蓄能电站项目为例进行实例计算,结果表明,该项目可实现年碳减排量97 407 tCO_(2),一个计入期内共减排温室气体681 849 tCO_(2)。

能源塔—地埋管复合源热泵系统跨季节蓄热实验研究

文章利用能源塔替代太阳能集热系统,在夏季通过地埋管换热器为土壤跨季节蓄热,解决了寒冷地区土壤源热泵冷热负荷不平衡造成的土壤温度过低的问题。分析结果表明,能源塔的蓄热功率会受到土壤温度和环境温度的影响,土壤温度越低,能源塔对土壤的蓄热效果越好,并且能源塔的蓄热功率与环境温度呈正相关。分析结果验证了能源塔—地埋管复合源热泵系统跨季节蓄热在寒冷地区应用具有是可行性。

马来酸衍生物水处理剂的合成及阻垢机理研究

在不同条件下合成了不含磷氮的环保型水处理剂马来酸/烯丙基磺酸钠(MA/SAS)共聚物。对产物性能进行测试后得到最适宜合成条件:氮气存在下,原料质量比1∶1,聚合温度为95℃,聚合时间6 h,药剂用量20 mg/L时对碳酸钙的阻垢率可达100%,分散氧化铁后,上层清液的透光率最低为27%。采用SEM和XRD对阻垢机理进行研究,结果表明,该药剂使垢样外貌发生很大改变,对晶型也有一定影响。

一种无磷无氮型循环冷却水处理药剂的合成及研究

由马来酸(MA)和烯丙基磺酸钠(SAS)合成了不含磷氮的循环冷却水处理药剂MA/SAS共聚物。采用红外光谱、元素分析、凝胶色谱以及热重分析等进行表征,采用静态试验对共聚物的阻垢、分散以及生物降解性进行了研究,结果表明,其对碳酸钙、磷酸钙以及硫酸钙的阻垢率均可以达到100%,分散后上层清液透光率最低为35.4%,28 d生物降解率为63%,对环境友好,是一种很有发展前景的循环水处理剂。

接枝交联淀粉黄原酸酯对Cd^(2+)的吸附性能研究

以交联淀粉(ISt)和丙烯酰胺(AM)为原料,通过接枝反应先合成接枝交联淀粉(ISA),ISA和CS2再在碱性条件下进行黄原酸化反应,合成接枝交联淀粉黄原酸酯(ISAX)。对ISAX的结构进行了表征,并测试了ISAX对Cd^(2+)的吸附性能。考察了投药量、Cd^(2+)初始浓度、吸附温度和吸附时间对吸附效果的影响,结果表明,当Cd^(2+)浓度为20mg·L^(-1)、投药量为300mg·L^(-1)、吸附温度为25℃、吸附时间为4h时,Cd^(2+)的去除率可达96.0%。吸附动力学拟合结果表明,吸附过程符合准二级动力学模型,为化学吸附;吸附等温线拟合结果表明,吸附过程符合Langumir模型,属于单分子层吸附。25℃时,拟合饱和吸附容量为52.97mg·g^(-1)。

河北地区地埋管地源热泵适宜性分区研究

地埋管地源热泵以浅层地热能资源作为供冷冷源和供热热源,是建筑节能领域内最高效的技术之一。近年来地埋管地源热泵技术在河北省发展尤为迅速,但也出现了诸多问题。地埋管地源热泵的适宜性研究得到越来越多人的重视。本文通过对河北地区(主要是京津以南河北地区)地质构造以及水文条件的勘察了解,运用河北省地源热泵检测中心与河北省科学院能源研究所联合开发的的岩土热响应测试仪,对该地区做了大量的热响应试验测试,积累了丰富的数据资料。利用二维线热源传热模型采用"恒功率"和"恒温法"对测试项目的岩土导热系数和单位埋深的换热量做了相应的求解计算,结合地质构造从经济性和换热效率两方面综合考虑对地埋管地源热泵在河北地区的适宜性进行了一定的划分,得到并不是所有的地方都适合做地埋管地源热泵项目。研究旨在为河北地区地热能的开发与利用起到一定的推动作用,为河北省地埋管地源热泵热泵的设计、施工等方面提供一定的参考。

基于STIRPAT模型的京津冀“碳达峰”预测研究

为了解决京津冀地区碳排放量达峰问题,以河北省为例,研究京津冀碳排放达峰实现路径,对京津冀未来的碳排放量进行预测分析,建立以河北省2004-2021年碳排放相关数据为基础的STIRPAT碳排放预测拓展模型。设置了6个情景,通过综合考虑人口规模、人均GDP、城镇化率、产业结构、能源强度、能源结构数据的变化速度,模拟不同情景下京津冀2022-2040年的碳排放趋势,进而预测京津冀三地的“碳达峰”时间与碳排放峰值。结果表明:北京除清洁发展情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年达到峰值;天津除经济放缓情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年实现“碳达峰”;河北除基准情景在2035年达峰外,其余情景均是在2030年达到峰值。所提的碳排放预测拓展模型在考虑多情景分析下,就京津冀地区如何控制和减少碳排放量提出相关建议,可为京津冀低碳经济的发展提供一定的参考依据。

户式地源热泵在河北农村清洁供暖中的应用研究

本文在理论分析户式地源热泵在农村采暖应用可行的基础上,利用河北省衡水市阜城县的示范项目,给出了具体的系统参数,基于实测数据分析了不同室外温度、室内不同设定温度对日耗电量的影响,并在技术性能和经济性上与其它采暖方式进行了对比。结果表明:户式地源热泵能够满足北方农村采暖的需求,与其它采暖方式相比性价比最高,为户式地源热泵在北方农村地区的应用推广提供指导。