等离子体法炭黑工艺与炉法炭黑工艺的?对比分析

传统炭黑生产过程热能效率低,存在大量NO_x和CO_2排放,炭黑收率低。等离子体法生产炭黑能大幅提高能量利用效率,理想状况下可以完全收获原料中的碳,并消除由于燃烧产生的CO_2和NO_x排放。基于Aspen Plus软件模拟了炉法炭黑和等离子体法炭黑工艺过程。计算分析了等离子体法炭黑工艺相对于炉法炭黑工艺的节能效果:对于炉法炭黑分别计算了N110、N220、N330、N440和N550五种炭黑品种的过程?流,等离子体法炭黑计算了甲烷和焦油两种原料的过程?流;对比分析了两种工艺过程炭黑收率、进出料?流、产品?效率以及工艺过程?效率。结果表明:以焦油为原料的炉法炭黑收率在47.6%~66.6%之间,与实际值吻合,明显低于等离子体法94%的理想炭黑收率;以焦油为原料的理论计算表明,等离子体法炭黑产品?效率和工艺过程?效率显著高于炉法炭黑;以焦油为原料的等离子体法炭黑产品?效率高于以甲烷为原料的产品?效率。

温度对等离子体热解烃类生成炭黑形貌的影响

使用磁旋转电弧等离子体发生器产生均匀的高温热源,通过热解碳氢化合物制备了炭黑颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)图像,表征了炭黑聚集体的形貌,计算了聚集体的分形维数、粒度分布和平均粒径,研究了反应温度和原料对炭黑聚集体形貌和微观物理特性的影响。研究结果显示,在1500 K较低温度下所有热解产物均为球形碳颗粒;随着温度的升高,初级粒子粒径减小,分形维数变大,聚集体形态变复杂;甚至在约2500 K高温下在甲烷和乙烯的热解产物中出现石墨烯片层。分析认为,温度和原料影响了初级粒子的成核速率、表面生长和碰撞团聚等过程,从而决定了聚集体的最终形貌。

大数据思维下的环境工程发展趋势研究

随着我国经济的飞速发展,科学技术水平的显著提升,信息技术也被人们广泛的应用于各个领域当中,同时在一定程度上也加快了城市化发展建设的进程。因此在大数据的发展背景下,我国的环境工程一直以来也呈现着良好的发展趋势,由此可知我国在高速发展经济的过程中,也在不断加强对环境的保护和治理,从而实现我国可持续性发展的重要目标。在环境工程建设的过程中,引入大量的大数据信息和思维,能够有效地促进环境工程实现智能化的发展,但是现如今我国环境工程项目当中所采用的环境污染监测技术以及设备的滞后性在一定程度上都不满足我国可持续性发展战略目标的实现,这就需要国家相应的部门在原有的技术条件上进行不断改进和完善。本文首先简要分析了在环境工程项目当中引入大数据思维的重要性,接着概述了现阶段大数据思维在环境工程项目当中的应用现状,最后详细阐述了大数据思维下环境工程主要的发展趋势。

类金刚石键的氮掺杂石墨烯实现了高功率能量密度

超级电容器以其运行速度快、可逆性好、可持续发展等优点引起了人们的极大兴趣。然而,它们的能量密度仍然低于电池。在过去的十年中,利用石墨烯相关结构的开放框架结构,人们已经开发出了能量为110 Wh L-1、功率为1 kW L-1的超级电容器。帕拉茨基大学Michal Otyepka,Aristides Bakandritsos等研究人员在《Energy Environ.Sci》期刊发表名为"Nitrogen doped graphene with diamond-like bonds achieves unprecedented energy density at high power in a symmetric sustainable supercapacitor"的论文,研究通过利用基于自由基的荧光石墨烯化学制备一类新的碳基材料,包括具有类金刚石四面体成键的氮掺杂石墨烯,用于高能量密度超级电容器电极,其密度明显高于通过机械压缩等其他方法制备的同类材料。