液态空气储能耦合综合能源系统热电联储联供优化配置研究 被引量：3

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作者 黄思远 王晨 +4 位作者 梁婷 姜竹 李佳静 折晓会 张小松 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1929-1939,共11页

液态空气储能(LAES)在多能耦合的综合能源系统中极具应用前景,合理的储能容量配置更有利于综合能源系统低碳经济运行,但目前研究未充分考虑LAES热电联储联供强相关的特性和优势。因此,本文提出了一种LAES耦合综合能源系统的热电联储联... 液态空气储能(LAES)在多能耦合的综合能源系统中极具应用前景,合理的储能容量配置更有利于综合能源系统低碳经济运行,但目前研究未充分考虑LAES热电联储联供强相关的特性和优势。因此,本文提出了一种LAES耦合综合能源系统的热电联储联供优化配置方法,针对综合能源系统的基本架构,构建了各组成单元的热电联储/供调度约束模型,并以设备初始投资成本、设备运维成本、购能成本、弃风弃光成本等为目标函数,考虑了系统能量平衡约束、设备容量约束、设备出力约束、外网交互功率约束以及储能约束,建立了相应的优化配置模型,并基于混合整数线性规划方法进行模型求解。以某实际园区为例,设置了5种场景进行优化结果对比分析,结果表明:考虑LAES热电联储联供特性的综合能源系统能实时有效地满足系统用能需求,同时能实现更好的经济效益和环境效益,相较于传统分供系统,系统总经济成本下降37.1%,实现碳减排71.50%,并在消纳可再生能源和减少弃光弃风方面更具潜力。本研究可为LAES耦合系统热电联储联供优化模型的有效性提供理论依据,有助于推动LAES在综合能源系统中的商业化应用。 展开更多

关键词 液态空气储能 综合能源系统 热电联储联供 配置优化 混合整数线性规划

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污泥焚烧灰渣/硝酸钾复合相变材料传热储热性能强化

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作者 熊亚选 高梓靖 +5 位作者 张艾桐露 钱向瑶 宋超宇 何苗 吴玉庭 丁玉龙 《热力发电》 北大核心 2025年第7期127-134,共8页

工业生产及城市居民生活产生大量污水污泥,污泥的填埋严重破坏生态环境。为大规模消纳市政污泥,变废为宝,将其制备成低碳低成本储热材料,提出添加碳化硅、氮化硼和膨胀石墨为导热增强剂,以强化污泥焚烧灰渣/硝酸钾复合相变储热材料(50%... 工业生产及城市居民生活产生大量污水污泥,污泥的填埋严重破坏生态环境。为大规模消纳市政污泥,变废为宝,将其制备成低碳低成本储热材料,提出添加碳化硅、氮化硼和膨胀石墨为导热增强剂,以强化污泥焚烧灰渣/硝酸钾复合相变储热材料(50%污泥焚烧炉渣+50%硝酸钾)导热性能的思路。通过制备复合相变储热材料,研究导热增强剂对复合相变储热材料热性能的影响。结果表明:膨胀石墨不适合作为污泥焚烧灰渣/硝酸钾复合相变储热材料的导热增强剂;添加质量分数为2%的导热增强剂在熔化潜热改善方面是最优的,且添加氮化硼优于添加碳化硅;添加质量分数为2%氮化硼的样品的导热系数提升最为显著,在100~400℃时分别比样品SC3(不加导热增强剂)升高65%、93%、117%、203%;经历1000次加热/冷却循环后,氮化硼质量分数为2%的样品潜热为35.29 J/g,储热密度为292.1 J/g,碳化硅质量分数为2%的样品潜热为40.90 J/g,储热密度为334.9 J/g;碳化硅质量分数为2%的样品、氮化硼质量分数为2%的样品传热速率分别为0.16、0.17℃/s。研究结果初步证明碳化硅和氮化硼作为污泥焚烧灰渣/硝酸钾复合相变储热材料的导热增强剂是可行的。 展开更多

关键词 污泥焚烧灰渣 硝酸钾 复合相变储热材料 导热增强剂 储热性能 热稳定性

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杂质对电石渣碳捕集性能影响的密度泛函分析

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作者 熊亚选 高梓靖 +4 位作者 何苗 王辉祥 吴玉庭 张灿灿 丁玉龙 《热力发电》 北大核心 2025年第10期105-114,共10页

电石渣应用于固碳等的研究主要在宏观层面,微观角度揭示电石渣固碳机理的研究较少,电石渣中各种杂质对其CO_(2)吸附活性是否有害目前尚不清楚。对此,通过X射线衍射仪分析电石渣和煅烧前、后的物相成分,利用密度泛函理论构建了最稳定低... 电石渣应用于固碳等的研究主要在宏观层面,微观角度揭示电石渣固碳机理的研究较少,电石渣中各种杂质对其CO_(2)吸附活性是否有害目前尚不清楚。对此,通过X射线衍射仪分析电石渣和煅烧前、后的物相成分,利用密度泛函理论构建了最稳定低指数晶面CaO-CaO(001)、CaO-Fe_(2)O_(3)(001)、CaO-Al_(2)O_(3)(111)、CaO-MgO(100)、CaO-SiO_(2)(001),模拟CaO簇在各个杂质支撑表面及掺杂表面的吸附性能及各表面支撑CaO对CO_(2)分子的吸附性能,分析各吸附体系的吸附能、电子转移、态密度、差分电荷密度等。结果表明:SiO_(2)对吸附过程未产生明显影响;4种不同支撑表面均提高了电石渣的抗烧结性能,作用力强弱依次为Al_(2)O_(3)>Fe_(2)O_(3)>MgO>CaO,Al_(2)O_(3)支撑表面吸附能为-8.82 eV,分别为Fe_(2)O_(3)、MgO、CaO支撑表面的1.24、2.45、3.69倍;各表面支撑CaO吸附CO_(2)的能力相近,CaO、Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)和MgO支撑表面支撑Ca O簇吸附CO_(2)的电子转移分别为0.67、0.68、0.71、0.66 e;杂质的存在能有效提高电石渣作为CaO基材料的抗烧结性能,但对促进CO_(2)吸附效果不明显;相比于纯CaO支撑表面,掺杂表面支撑CaO吸附CO_(2)能力更强,吸附能和电子转移分别为-4.92 eV、0.71 e。 展开更多

关键词 密度泛函理论 电石渣 CO_(2)吸附 抗烧结性能 工业固废

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含空气净化过程的液态空气储能热力学研究 被引量：4

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作者 王晨 折晓会 张小松 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期23-30,共8页

针对现今液态空气储能(LAES)研究中普遍存在忽略空气净化过程能耗而使LAES系统能效被高估的问题,提出了一种含空气净化过程的LAES系统。该系统包含空气液化过程、液态空气释能过程和TSA纯化过程,通过全流程的仿真模拟验证系统可行性,并... 针对现今液态空气储能(LAES)研究中普遍存在忽略空气净化过程能耗而使LAES系统能效被高估的问题,提出了一种含空气净化过程的LAES系统。该系统包含空气液化过程、液态空气释能过程和TSA纯化过程,通过全流程的仿真模拟验证系统可行性,并对其进行热力学分析。结果显示:提高液态空气释能压力、空气透平进口温度和储热油使用比例,可以有效提升系统的热力学性能;储存的压缩热仍有约36%未被完全使用,若将其全部回收利用,全系统效率可达0.623;该含空气纯化过程的LAES系统储电效率为0.471,比基线LAES系统低6.8%。 展开更多

关键词 液态空气储能 吸附 脱附 压缩热 热力学

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污泥焚烧炉渣/硝酸钾复合相变储热材料制备及性能 被引量：1

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作者 熊亚选 尹心成 +4 位作者 宋超宇 任静 张灿灿 吴玉庭 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3357-3368,共12页

未妥善处理的市政污泥会导致部分的生态环境受到不可逆的影响,通过焚烧处理可有效缓解所带来的危害。但污泥焚烧炉渣中又存在难以固定的重金属。为有效解决重金属的固定问题,同时制备低成本、环境友好的复合相变储热材料,提出以市政污... 未妥善处理的市政污泥会导致部分的生态环境受到不可逆的影响,通过焚烧处理可有效缓解所带来的危害。但污泥焚烧炉渣中又存在难以固定的重金属。为有效解决重金属的固定问题,同时制备低成本、环境友好的复合相变储热材料,提出以市政污泥焚烧炉渣作为骨架材料,硝酸钾为相变储热材料,采用冷压-烧结法制备5种不同质量比的污泥焚烧炉渣/硝酸钾复合相变储热材料,并对其宏观形貌、微观形貌、抗压性能、热稳定性、化学相容性、传热储热性能、经济性及CO_(2)排放量进行表征和分析。结果表明,在100~380℃范围内,污泥焚烧炉渣与硝酸钾的最佳质量比为5∶5(样品SC3),储热密度为322.45 J/g,潜热为41.75 J/g,最大热导率为1.04 W/(m·K);抗压强度达到153.78 MPa;两者间具有良好的化学相容性,且在样品SC3中均匀分布;经1000次加热/冷却循环后的样品SC3具有良好的高温热稳定性;储热成本为63.06元/MJ;总CO_(2)排放量为1083.53 kg/t,低于传统骨架材料基复合相变储热材料的总CO_(2)排放量,有较好的环境效益,具有较好的可行性。 展开更多

关键词 市政污泥 骨架材料 储热 热稳定性 化学相容性

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兰炭灰固碳对复合相变储热材料性能的影响

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作者 熊亚选 尹心成 +4 位作者 药晨华 任静 吴玉庭 张灿灿 丁玉龙 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期62-72,共11页

为推动“双碳”战略,促进工业固废兰炭灰的低成本消纳,开发新型绿色低碳复合材料,提出在已有的兰炭灰/硝酸钠复合相变储热材料基础上,利用兰炭灰进行碳捕捉。对固碳前、后兰炭灰及复合相变储热材料的性能进行研究。结果表明:兰炭灰碳捕... 为推动“双碳”战略,促进工业固废兰炭灰的低成本消纳,开发新型绿色低碳复合材料,提出在已有的兰炭灰/硝酸钠复合相变储热材料基础上,利用兰炭灰进行碳捕捉。对固碳前、后兰炭灰及复合相变储热材料的性能进行研究。结果表明:兰炭灰碳捕集的最佳条件为气体组分20%CO_(2)/80%N_(2)、通气时间40 min、加热温度650℃;在最佳实验条件下,兰炭灰的固碳率达到29.27%,所制得的复合相变储热材料固碳兰炭灰/NaNO_(3)的最佳质量比为5:5,在100~380℃储热密度达到288.65 J/g,拥有更好的机械性能、热稳定性及化学相容性。固碳兰炭灰作为骨架材料制备复合相变储热材料具有较好的可行性,为工业固废兰炭灰的资源化利用和碳排放处理提供了新的途径。 展开更多

关键词 固体废弃物 骨架材料 复合材料 储热性能 力学性能

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碳酸锂钠共晶盐复合相变材料的储放热特性 被引量：4

7

作者 李传 李琦 +5 位作者 姜竹 曹慧 谯耕 李永亮 雷宪章 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2017年第4期655-661,共7页

对以碳酸锂钠共晶盐为相变材料,氧化镁颗粒为陶瓷基体和石墨为导热增强剂的复合相变材料模块储放热性能进行实验研究,并与纯相变材料进行了对比。结果表明,对于储热过程,添加有导热增强剂的复合材料模块储热性能明显高于纯相变材料,且... 对以碳酸锂钠共晶盐为相变材料,氧化镁颗粒为陶瓷基体和石墨为导热增强剂的复合相变材料模块储放热性能进行实验研究,并与纯相变材料进行了对比。结果表明,对于储热过程,添加有导热增强剂的复合材料模块储热性能明显高于纯相变材料,且其储热性能随着导热增强剂含量的增加而提高。当石墨质量含量从5%提高到30%时,材料模块整体的储热时间缩短29%。对于放热过程,实验考察了两种放热条件—自然对流和强制对流。结果表明,强制对流条件下材料模块的放热性能要优于自然对流条件下的放热性能。对比纯相变材料,复合材料模块的整体放热速率提高了近33%。 展开更多

关键词 碳酸锂钠 相变材料 复合储能材料 储放热特性

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高温复合相变材料储热电暖器的储热性能 被引量：6

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作者 李传 司艳阳 +4 位作者 冷光辉 许永 丁玉峰 翁立奎 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2017年第4期739-747,共9页

本文研究了基于高温复合相变材料的相变储热电暖器,对其储热性能、内部流场和温度分布及温度调控机制进行了实验和模拟研究,并与镁砖显热电暖器的储热性能进行对比。结果表明这类相变储热电暖器的储热平均温度高、平均温差小、出风口温... 本文研究了基于高温复合相变材料的相变储热电暖器,对其储热性能、内部流场和温度分布及温度调控机制进行了实验和模拟研究,并与镁砖显热电暖器的储热性能进行对比。结果表明这类相变储热电暖器的储热平均温度高、平均温差小、出风口温度高,整体性能要优于镁砖显热电暖器。相同体积下两种电暖器储热量相当,但相变储热电暖器的重量可减轻1.6倍;在相同储热时间和储热温度下,同等重量的相变储热电暖器较镁砖电暖器可多储热68%。结果也展示了这类储热电暖器温度控制测点选择的重要性,当选取距离加热单元10 mm处的测点作为温度调控点时,电暖器内的平均温度和储热砖体的最高温度均能满足安全要求,而且加热单元电源在谷电8 h储热过程中只需启停两次。 展开更多

关键词 高温相变 复合相变材料 电暖器 储热性能

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制备方法对纳米熔盐储热性能及形成机理的影响 被引量：5

9

作者 熊亚选 钱向瑶 +6 位作者 李烁 孙明远 王振宇 吴玉庭 徐鹏 丁玉龙 马重芳 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2857-2868,共12页

纳米材料能够改善高温熔盐的传热储热性能,提升大规模储热系统的储热和热交换效率,但目前仍未找到纳米熔盐的高效大规模制备方法。为优选纳米熔盐的高效大规模制备方法,以二元混合盐为基盐,采用高温熔融法和水溶液法分别制备纳米熔盐,... 纳米材料能够改善高温熔盐的传热储热性能,提升大规模储热系统的储热和热交换效率,但目前仍未找到纳米熔盐的高效大规模制备方法。为优选纳米熔盐的高效大规模制备方法,以二元混合盐为基盐,采用高温熔融法和水溶液法分别制备纳米熔盐,用差示扫描量热法、热重分析法和微观形貌分析法,研究制备方法对纳米熔盐显热和储热性能提升、微观结构的影响,探索纳米熔盐形成机理。结果表明,两种制备方法均在搅拌90 min时制备的纳米熔盐性能达到最优,且高温熔融法制备纳米熔盐的熔化潜热和比热容分别比水溶液法高2.6%和28.18%;两种方法制备纳米熔盐的熔点较小,但对纳米熔盐的微观形貌存在明显影响,云核的形成与结构影响着纳米熔盐的储热性能。相比水溶液法,高温熔融法工艺简单,过程能耗低,纳米熔盐储热性能更好,适用于纳米熔盐的大规模生产和工程应用。 展开更多

关键词 纳米熔盐 大规模生产 高温熔融法 水溶液法 云核 储热

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载体含量对NaNO_3/硅藻土复合相变储热材料的性能影响规律 被引量：3

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作者 郑莉芳 冷光辉 +2 位作者 聂彬剑 姜竹 丁玉龙 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期4428-4436,共9页

采用混合烧结工艺,通过改变硅藻土载体材料的质量分数制备5种不同参数的NaNO_3/硅藻土复合相变储热材料(CPCM)样品,并对其进行抗压强度测试、热物性测试、能谱表征、微观形貌观察及热性能分析。当硅藻土质量分数从30%增加到35%和40%时,... 采用混合烧结工艺,通过改变硅藻土载体材料的质量分数制备5种不同参数的NaNO_3/硅藻土复合相变储热材料(CPCM)样品,并对其进行抗压强度测试、热物性测试、能谱表征、微观形貌观察及热性能分析。当硅藻土质量分数从30%增加到35%和40%时,样品抗压强度随之增加,表现出脆性材料特征,当达到45%和50%时,则表现出塑性材料特征。硅藻土的加入和混合烧结处理对NaNO_3的相变几乎没有影响。样品的热导率随温度升高而降低,在同一温度条件下,样品热导率均随硅藻土质量分数的升高基本呈上升趋势,但从30%增加到35%时,热导率的增幅大于从35%增加到50%时热导率的增幅,前者约为后者的8倍。与NaNO_3相比,样品在常温-相变前温度段和相变结束-最高温度段的平均比热容随硅藻土质量分数变化均出现先下降后上升的变化。硅藻土质量分数为35%时,样品内部结构致密,NaNO_3充分均匀吸附于硅藻土的分离独立小单元中。硅藻土质量分数为35%时样品具有较好的抗压强度和储热效果。 展开更多

关键词 硅藻土 NaNO3 复合材料 相变 抗压强度 热物性 吸附

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能源转型中的电力系统规划关键技术及案例研究 被引量：7

11

作者 张小平 鲁宗相 马世英 《全球能源互联网》 CSCD 2021年第4期I0001-I0002,共2页

电力行业的二氧化碳排放量约占全国的40%,是中国碳排放量最大的行业。在中国"碳达峰""碳中和"宏伟目标导向下,构建以新能源为主体的新型电力系统,亟需改弦易辙,探索转型发展的全新路径。在此背景下,开展电力系统规... 电力行业的二氧化碳排放量约占全国的40%,是中国碳排放量最大的行业。在中国"碳达峰""碳中和"宏伟目标导向下,构建以新能源为主体的新型电力系统,亟需改弦易辙,探索转型发展的全新路径。在此背景下,开展电力系统规划领域的研究,是电力系统清洁低碳、安全高效转型发展的关键,在源网荷侧都有大量的新问题值得探索。 展开更多

关键词 电力系统规划 新型电力 转型发展 二氧化碳排放量 源网荷 新能源 碳中和 能源转型

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热化学反应器放热过程模拟及参数影响规律

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作者 李仲博 汉京晓 +7 位作者 王成成 杨慧 杨娜 尹少武 王立 童莉葛 唐志伟 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2133-2140,共8页

热化学储热因其具有储热密度高、存储过程几乎无热量损失等优点在推动可再生能源的利用、助力实现“双碳”目标中具有重要作用,其中热化学反应器的设计及性能优化是重要环节。本文对以硅胶球为储热材料的热化学反应器进行了放热实验,并... 热化学储热因其具有储热密度高、存储过程几乎无热量损失等优点在推动可再生能源的利用、助力实现“双碳”目标中具有重要作用,其中热化学反应器的设计及性能优化是重要环节。本文对以硅胶球为储热材料的热化学反应器进行了放热实验,并建立了二维仿真模型。通过调整模型参数中硅胶球最大吸水量、亲和系数、非均质参数及指前因子和活化能等参数使数值模拟和实验的反应器出口温度结果具有良好的一致性。参数中对空气出口温度影响较大的有亲和系数、非均质参数及硅胶球最大吸水量,比热容的影响最小,指前因子对空气出口温度的影响大于活化能。其中非均质参数由1.2增大至2.8时,空气最高出口温度由140℃降低至70℃。增大硅胶球的比热容在降低反应器最高出口温度的同时,还有助于延长到达最高出口温度的时间。该研究结果结合小型反应器实验数据可以对大规模储热装置多次充放热循环后的性能进行更加准确地预测,进而优化反应器及系统设计。 展开更多

关键词 热化学储热 反应器设计优化 数值模拟 放热

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水合盐热化学储热材料的研究概述 被引量：10

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作者 杨慧 童莉葛 +4 位作者 尹少武 王立 汉京晓 唐志伟 丁玉龙 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第17期17150-17162,共13页

热化学储热材料是通过化学反应过程中化学键的破坏与重组来实现热能的储存与释放。与其他储热材料相比,热化学储热材料具有储热密度高、长周期稳定储热等优势。水合盐热化学储热材料可以高效储存太阳能和工业余热等中低温热源,在热化学... 热化学储热材料是通过化学反应过程中化学键的破坏与重组来实现热能的储存与释放。与其他储热材料相比,热化学储热材料具有储热密度高、长周期稳定储热等优势。水合盐热化学储热材料可以高效储存太阳能和工业余热等中低温热源,在热化学储热领域具有很高的关注度。纯水合盐材料(如LiCl、LiBr、CaCl_(2))液解相对湿度较低,水合(脱水)反应包含固-气水合(脱水)反应、气-液-固三相液解(结晶)、液-气吸收三个过程,这种循环过程可显著提高水合盐的储热密度。若吸水量控制不佳则易引起严重的传质和腐蚀问题。对于液解相对湿度较高、储热密度较高的水合盐,如SrBr_(2)和MgSO_(4),其传热性能差、孔隙率和渗透率低。将水合盐嵌入多孔基质中形成多孔基质水合盐复合储热材料可进一步强化其传热,并同时解决水合盐的潮解结块问题。近年来,人们对多孔基质水合盐复合储热材料进行了深入研究,获得了多种储热密度高、具有良好循环稳定性的复合储热材料。多孔基质水合盐复合储热材料设计过程中,多孔基质的选择尤为重要。目前研究的热点主要集中于膨胀石墨、沸石、蛭石、硅胶、活性氧化硅等。将LiCl和膨胀石墨(EG)制成的复合材料用于10 kWh的低温热化学吸附储热装置中,系统的储热密度高达3142 kJ/kg;以活性氧化铝(AA)为多孔基质、LiCl为嵌入盐制得了一种新型复合材料(AL),其中AL25(盐含量为14.68%,质量分数)复合材料的结构稳定,储热性能最优,具有最高的储热密度为1041.5 kJ/kg,充热温度为120℃;在不使用多孔基质的条件下,MgCl_(2)·MgSO_(4)二元水合盐在超过50次循环实验后,仍保持良好的性能,说明其具有非常高的循环稳定性。本文基于反应动力学、平衡吸附量和化学反应平衡等理论,从传热和传质性能、循环稳定性和储热密度等方面综述了水合盐热化学储热材料的研究成果,探讨了水合盐热化学储热材料存在的问题,以期为开发高效水合盐热化学储热材料提供参考。 展开更多

关键词 热化学储热 水合盐 多孔基质 复合材料 储热密度

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碳捕捉对废弃混凝土复合相变储热材料性能的影响 被引量：8

14

作者 田曦 熊亚选 +5 位作者 任静 赵彦琦 晋世豪 李烁 杨洋 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3709-3719,共11页

为充分资源化利用废弃混凝土,捕捉和储存CO_(2),本工作利用废弃混凝土进行碳捕捉,分别采用经固碳和未固碳废弃混凝土为骨架材料,硝酸钠为相变材料,制备出了7种不同质量配比的复合相变储热材料。研究结果表明,废弃混凝土在最佳实验工况... 为充分资源化利用废弃混凝土,捕捉和储存CO_(2),本工作利用废弃混凝土进行碳捕捉,分别采用经固碳和未固碳废弃混凝土为骨架材料,硝酸钠为相变材料,制备出了7种不同质量配比的复合相变储热材料。研究结果表明,废弃混凝土在最佳实验工况下固碳效率高达24.7%;在添加相同质量分数的相变材料情况下,固碳复合相变储热材料的熔化潜热高于未固碳复合相变储热材料;样品SS2的抗压强度高达121.54 MPa,固碳废弃混凝土及其复合相变储热材料的抗压强度均有较大提升,最高热导率[0.648 W/(m·K)]低于未固碳样品[0.884 W/(m·K)];固碳前后的废弃混凝土骨架材料均与相变材料颗粒结合致密,材料各组分间的化学相容性较好。 展开更多

关键词 废弃混凝土 固碳 骨架材料 复合相变储热材料 储热

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污泥焚烧炉渣基定型复合相变储热材料的制备和性能 被引量：5

15

作者 宋超宇 熊亚选 +4 位作者 张金花 金宇贺 药晨华 王辉祥 丁玉龙 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2279-2287,共9页

市政污泥的大量堆积或填埋会破坏局部生态环境,而焚烧可实现污泥的无害化处理,但污泥炉渣中的重金属难以有效固定。为有效固定污泥炉渣中的重金属,资源化利用污泥焚烧炉渣制备低成本复合相变储热材料,提出市政污泥焚烧炉渣作为骨架材料... 市政污泥的大量堆积或填埋会破坏局部生态环境,而焚烧可实现污泥的无害化处理,但污泥炉渣中的重金属难以有效固定。为有效固定污泥炉渣中的重金属,资源化利用污泥焚烧炉渣制备低成本复合相变储热材料,提出市政污泥焚烧炉渣作为骨架材料,硝酸钠为相变储热材料,采用冷压-烧结法制备了5种不同质量比的污泥焚烧炉渣基定型复合相变储热材料,并对其传热储热性能、微观形貌、抗压性能以及化学相容性进行研究。结果表明,在100~400℃范围内,焚烧炉渣与硝酸钠质量比为5∶5(样品SS3)时定型复合相变储热材料具有最佳的传热储热性能和良好的高温热稳定性,可实现对重金属的有效固定;炉渣组分与硝酸钠间具有良好的化学相容性,样品SS3的储热密度高达409.25 J/g,热导率最高达0.955 W/(m·K),抗压强度为139.65 MPa。经历500次加热/冷却循环后,样品SS3仍然具有良好的传热储热性能,表明污泥焚烧炉渣适合作为制备定型复合相变储热材料的骨架材料。 展开更多

关键词 市政污泥 骨架材料 储热 稳定性 化学相容性 相变 制备

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碳捕捉对电石渣-钢渣复合相变储热材料性能的影响 被引量：3

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作者 杨洋 熊亚选 +4 位作者 任静 赵彦琦 李烁 田曦 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3690-3698,共9页

为资源化利用工业固废,降低储热系统成本,选取电石渣和钢渣1∶1混合进行CO_(2)捕集和封存,将封存CO_(2)的电石渣-钢渣混合材料作为骨架材料制备7种不同配比的NaNO_(3)/固碳电石渣-钢渣复合相变储热材料。通过热重分析法探究电石渣-钢渣... 为资源化利用工业固废,降低储热系统成本,选取电石渣和钢渣1∶1混合进行CO_(2)捕集和封存,将封存CO_(2)的电石渣-钢渣混合材料作为骨架材料制备7种不同配比的NaNO_(3)/固碳电石渣-钢渣复合相变储热材料。通过热重分析法探究电石渣-钢渣混合材料的固碳性能,利用差示扫描量热法、高温热冲击法、X射线衍射法、电子显微法表征其储热性能、热循环稳定性、化学相容性和微观结构。结果表明,电石渣-钢渣混合材料的固碳率为24.48%;最佳热性能样品CC-SC4中NaNO_(3)、电石渣和钢渣的质量比为2∶1∶1,100~400℃工作温度内储热密度达到444.2 J/g,热导率为1.057 W/(m·K),各组分间具有良好的化学相容性;样品CC-SC4经历1440次加热/冷却循环后仍具有优异的储热性能。 展开更多

关键词 工业固废 骨架材料 复合相变储热材料 固碳 储热性能 热循环稳定性

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水合盐热化学反应器参数优化与供暖应用案例分析 被引量：4

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作者 葛继翔 纪明希 +2 位作者 丁玉龙 罗伊默 王利明 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3799-3807,共9页

水合盐热化学储热技术具有储热密度高、长期储存几乎无热损失等优点,对可再生能源高效利用具有重要意义。其中热化学反应器的设计和运行控制对水合盐热化学储热的性能十分关键,目前有关反应器的模拟通常采用多物理场仿真软件,无法开展... 水合盐热化学储热技术具有储热密度高、长期储存几乎无热损失等优点,对可再生能源高效利用具有重要意义。其中热化学反应器的设计和运行控制对水合盐热化学储热的性能十分关键,目前有关反应器的模拟通常采用多物理场仿真软件,无法开展动态工况下的长时间尺度研究。因此,本工作建立了热化学反应器动态仿真模型,并对模型进行了验证;利用该模型,对入口空气温度、水蒸气分压力、流速和反应器尺寸等因素对出口参数的影响进行了敏感性分析。结果表明,空气流速对响应时间、稳定输出时间和放热功率的影响较大,水蒸气分压力对温升有较大影响但对总放热量几乎没有影响。最后本工作以长沙某住宅建筑为例,在冬季典型日气象参数条件下开展了反应器放热供暖工况研究。与无控制策略相比,采用合适的控制策略可将反应器放热功率与热负荷之间的偏差从69.21%降低到9.89%,从而提高放热功率与热负荷的匹配度。本工作研究结果对热化学反应器的设计与控制策略的确定具有指导意义。 展开更多

关键词 热化学储热 水合盐 动态数值模拟 控制策略

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CO_(2)和CO对钯膜氢渗透的抑制作用研究 被引量：1

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作者 赵杭 刘雪 +4 位作者 曹道帆 李超 江锋浩 吴昌宁 刘科 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS 北大核心 2022年第5期49-56,共8页

富氢气体的钯膜分离纯化过程中,杂质CO_(2)、CO_(2)对氢渗透的抑制作用导致了氢通量和分离效率降低。因此,区分并量化CO_(2)、CO_(2)抑制作用中的浓差极化及竞争吸附作用,是保障钯膜高效纯化氢气的关键。使用Caravella模型分析了CO_(2)... 富氢气体的钯膜分离纯化过程中,杂质CO_(2)、CO_(2)对氢渗透的抑制作用导致了氢通量和分离效率降低。因此,区分并量化CO_(2)、CO_(2)抑制作用中的浓差极化及竞争吸附作用,是保障钯膜高效纯化氢气的关键。使用Caravella模型分析了CO_(2)、CO_(2)的浓差极化、竞争吸附及两者的综合抑制作用;在CO_(2)、CO_(2)浓度(体积分数,下同)分别为5%~25%、1%~5%,纯化温度为320~420℃下,考察了浓差极化作用系数(CPC)、竞争吸附作用系数(IC)及综合抑制作用系数(PRC)的演变规律;确定了综合抑制作用的主导因素。结果表明,随着CO_(2)、CO_(2)浓度的增加,抑制作用均增强。纯化温度增加时,CO_(2)的IC在CO_(2)浓度仅为15%~25%时减小,而CO_(2)的IC在CO_(2)浓度为1%~5%时均减小,这是由于CO_(2)在钯上吸附作用更强。CO_(2)、CO_(2)的综合抑制作用分别以浓差极化作用、竞争吸附作用为主导。 展开更多

关键词 氢气 钯膜 氢渗透 二氧化碳 一氧化碳 浓差极化 竞争吸附

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