低频声波作用下液滴气溶胶的团聚特征与机理分析

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作者 刘恒源 仲兆平 +4 位作者 聂君乐 许月阳 杨宇轩 周峻伍 李怡辉 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第3期381-390,共10页

工业中会产生大量液滴,若不经处理会造成浪费或污染,甚至带来安全隐患。为了探究声波对液滴气溶胶的团聚效果,搭建了实验平台,通过激光测试系统来对液滴气溶胶的透光率进行实时监测,主要研究了有无声波、声波频率、声压级、初始液滴质... 工业中会产生大量液滴,若不经处理会造成浪费或污染,甚至带来安全隐患。为了探究声波对液滴气溶胶的团聚效果,搭建了实验平台,通过激光测试系统来对液滴气溶胶的透光率进行实时监测,主要研究了有无声波、声波频率、声压级、初始液滴质量浓度对液滴团聚的影响,还进行了团聚机理的分析。结果表明:声波作用下,液滴气溶胶快速发生消散,在10 s内透光率达到68%,而无声波时透光率60 s内未发生变化;在声波频率为1 000 Hz时,液滴团聚效果最好,并通过携带系数和相对携带系数的计算,表明该频率下同向团聚机理起主要作用;声压级越高,液滴气溶胶透光率变化越快,团聚效果越好,但声压级不能过高,否则会使得能耗增加,还会引起非线性效应而限制团聚效果的提升;初始液滴质量浓度越高,团聚速率越快,这是因为单位体积内液滴数目更多,液滴之间间距更小,更易发生碰撞团聚。该研究揭示了液滴气溶胶的团聚特征和机理,为工业生产过程中液滴的有效控制提供了重要的理论指导。 展开更多

关键词 声波团聚 液滴 气溶胶 团聚 透光率

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600 MW四角切圆燃煤锅炉灵活性改造后燃烧优化的数值模拟及验证 被引量：1

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作者 潘博 陈晓龙 +4 位作者 宋大勇 王赫 张海涛 王俊博 刘海玮 《煤炭转化》 北大核心 2025年第1期124-133,共10页

某600 MW四角切圆燃煤锅炉在完成灵活性改造后,于高负荷运行时出现炉膛出口烟气温度偏差大以及NO_(x)排放浓度控制难等问题。为此,运用流体计算仿真软件构建炉内燃烧、流动和传热全耦合的三维模型进行数值模拟计算,旨在确定锅炉的最佳... 某600 MW四角切圆燃煤锅炉在完成灵活性改造后,于高负荷运行时出现炉膛出口烟气温度偏差大以及NO_(x)排放浓度控制难等问题。为此,运用流体计算仿真软件构建炉内燃烧、流动和传热全耦合的三维模型进行数值模拟计算,旨在确定锅炉的最佳运行参数。其中,采用Standard k-ɛ模型描述流体流动,运用双步竞争模型模拟煤中挥发分的析出过程,借助动力/扩散控制模型阐释焦炭燃烧反应,通过拉格朗日随机轨道模型考量煤粉颗粒与烟气的两相流过程,利用P1辐射模型计算炉内辐射传热,采用有限速率/涡耗散模型模拟气相燃烧,并通过后处理方式计算烟气中NO_(x)的质量浓度。重点分析了在100%锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下,过量空气系数α、一次风率β和二次风角度θ等参数对炉膛切圆燃烧和出口处NO_(x)排放的影响。数值模拟结果表明:在锅炉实现良好切圆燃烧和低NO_(x)排放的条件下,最优运行参数为α=1.1,β=30%和θ=0°。通过锅炉燃烧调整试验对模拟结果的准确性予以了验证,试验结果表明:在最优运行参数下,锅炉省煤器出口的NO_(x)质量浓度降低了9.96%,排烟温度降低了2.66%,烟气温度偏差降低了2.26%,锅炉效率提高了0.28%。 展开更多

关键词 600MW燃煤锅炉 燃烧优化 温度场 切圆燃烧 数值模拟

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低负荷下生物质掺烧比例对循环流化床锅炉燃烧性能的影响 被引量：3

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作者 仇杰 崔志刚 +3 位作者 王康 王圣 董月红 徐静馨 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期184-190,共7页

为了研究生物质在低负荷下循环流化床机组深度调峰中的应用潜力,本文结合实验和数值模拟方法,分析不同生物质掺混比例对CFB锅炉内部温度、压力、气体浓度及颗粒动态的影响。研究发现,生物质掺混比为10%、20%时,循环流化床密相区升温速... 为了研究生物质在低负荷下循环流化床机组深度调峰中的应用潜力,本文结合实验和数值模拟方法,分析不同生物质掺混比例对CFB锅炉内部温度、压力、气体浓度及颗粒动态的影响。研究发现,生物质掺混比为10%、20%时,循环流化床密相区升温速率提高2~8℃/min,但稳定温度随掺混比增加而降低。为深入了解造成这种现象的原因,分别对3种工况进行数值计算后发现:掺烧比由0%提升至20%时,密相区压降由900 Pa减少至700 Pa;CO浓度由10%降低至5%;CO_(2)浓度从17%降低至12%;颗粒浓度降低了18%。相对地,稀相区各组分浓度出现增加,特别是颗粒浓度增加了达38%。表明生物质的掺入促使燃烧区域向炉膛中上部移动。这一发现证明了生物质掺烧能有效提高低负荷下炉内升温特性且满足“双碳”目标下的需求,为低负荷下电网调峰提供了新方法。 展开更多

关键词 循环流化床 生物质混烧 负荷响应速率 数值模拟 电网调峰

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双碳情景下山东省火电行业大气污染影响 被引量：3

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作者 王圣 周斌 +6 位作者 屈加豹 李建晖 余历钊 吴鑫 杨迎 徐鑫 伯鑫 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期5990-5998,共9页

本研究以火力发电大省山东省为例,计算了碳达峰、碳中和情景下火电行业大气污染物排放量,采用CALPUFF模式模拟了不同情景下山东省火电行业SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)污染贡献情况.结果显示,在碳达峰情景下,山东省火电行业SO_(2)... 本研究以火力发电大省山东省为例,计算了碳达峰、碳中和情景下火电行业大气污染物排放量,采用CALPUFF模式模拟了不同情景下山东省火电行业SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)污染贡献情况.结果显示,在碳达峰情景下,山东省火电行业SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)排放量与2018年基准情景相比,分别减少了2483.42,23448.71,364.31,341.01t,火电行业排放的SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM2.5对各城市贡献浓度较2018年基准情景浓度分别降低了0.22%~26.61%、0.66%~51.21%、0.63%~23.82%和4.36%~24.38%.在碳中和情景下,山东省火电行业SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)排放量与2018年基准情景相比,分别减少了10947.71,44358.58,1606.00,1503.29t,火电行业排放的SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)对各城市贡献浓度较2018年基准情景浓度分别降低了22.66%~44.14%、7.10%~54.37%、23.08%~42.02%和27.20%~42.44%.在碳达峰、碳中和情景下,火力发电仍是山东省能源安全和稳定供应的“压舱石”,减污降碳协同控制对山东火电行业至关重要. 展开更多

关键词 火力发电 碳达峰 碳中和 CALPUFF 污染贡献

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碱木质素强化煤焦粉化学链气化实验研究 被引量：1

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作者 高行龙 安风霞 +6 位作者 胡耘 陈国庆 易群 武小燕 曹晋曾 姚炜珊 魏国强 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期995-1005,共11页

中国煤炼焦工业副产物煤焦粉产量大、活性低,难以被直接回收利用,常规热化学利用方式反应条件苛刻、催化剂易失活且存在动力学限制。本研究通过造纸副产物碱木质素作为可弃型催化剂,构建碱木质素强化化学链气化的方式来处理煤焦粉,实现... 中国煤炼焦工业副产物煤焦粉产量大、活性低,难以被直接回收利用,常规热化学利用方式反应条件苛刻、催化剂易失活且存在动力学限制。本研究通过造纸副产物碱木质素作为可弃型催化剂,构建碱木质素强化化学链气化的方式来处理煤焦粉,实现工业副产物协同资源化利用。热转化实验和动力学分析研究表明,碱木质素可强化煤焦粉化学链气化过程,促进煤焦粉热解峰向低温方向移动。当煤焦粉与碱木质素质量比为1∶3时,反应活化能比单独煤焦粉反应降低87.56%。固定床实验证实气化温度提高、碱木质素以及载氧体赋存量增加,可以有效提高燃料碳转化率及合成气产物选择性,促进气化反应进行,但氧载体过量会导致合成气转化为终端产物,降低合成气选择性。在气化温度为950℃,煤焦粉与碱木质素质量比为1∶2,氧载体与煤焦粉/碱木质素混合体系质量比为1∶1的最佳反应条件下,基于NiFe2O4的碱木质素/煤焦粉化学链气化合成气选择性高达82.85%。该研究为碱木质素与煤焦粉的资源化利用提供科学依据。 展开更多

关键词 化学链气化 碱木质素 煤焦粉 氧载体 可弃型催化剂

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建设新型能源体系先行示范区的若干思考--以长江经济带高质量发展为例 被引量：2

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作者 朱晔 尹海涛 +6 位作者 庄柯 刘娟 徐石明 查冬兰 李波念 封红丽 杨政勇 《中国科技论坛》 北大核心 2025年第2期150-156,179,共8页

本文基于长江经济带高质量发展视角,提出建设新型能源体系先行示范区的思路,回顾两个发展战略的研究现状,思考建设新型能源体系先行示范区的理论意义和实践意义,从必要性、可行性、历史实践、综合条件等方面分析建设新型能源体系先行示... 本文基于长江经济带高质量发展视角,提出建设新型能源体系先行示范区的思路,回顾两个发展战略的研究现状,思考建设新型能源体系先行示范区的理论意义和实践意义,从必要性、可行性、历史实践、综合条件等方面分析建设新型能源体系先行示范区的具体原因,在宏观规划、试点内容、关键要素、系统性目标、时间进度、保障措施五个方面提出建设新型能源体系先行示范区的具体建议。 展开更多

关键词 长江经济带 新型能源体系 先行示范区 宏观规划 综合能源服务

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气流粉碎过程机械力化学效应对煤粉微晶结构的影响

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作者 杨秀超 陈国庆 +3 位作者 周子宁 吴昉 刘建国 刘加勋 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第12期4749-4758,I0018,共11页

明确机械力化学对煤粉物化性能的影响可以为基于微观精细结构定向调控煤粉洁净燃烧提供理论支撑。该文结合同步辐射小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和高分辨率X射线衍射(high resolution X-ray diffraction,HRXRD)精... 明确机械力化学对煤粉物化性能的影响可以为基于微观精细结构定向调控煤粉洁净燃烧提供理论支撑。该文结合同步辐射小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和高分辨率X射线衍射(high resolution X-ray diffraction,HRXRD)精确地表征煤粉的孔隙结构和微晶形态。在此基础上,进一步探讨煤粉粉碎过程中机械力化学对煤粉微晶形态和孔隙结构的影响机制,从而揭示孔隙结构和微晶形态之间的本质关系。结果表明:随着机械力化学效应的增强,煤粉晶格结构参数:邻位分布标准差(σ_(1))、平均堆叠跨度(L_(a))、平均堆叠高度(L_(c))、堆叠平均层数(N)、层间隙标准差(σ_(3))、平均层间隙(a_(3))减小,而平均C—C键长度(l_(cc))、取向参数(q)增大。同时,单芳香层变形程度的增加伴随着煤粉颗粒大孔或中孔向微孔的转化。此外,无序芳香层的纵向堆叠所释放的空间贡献中孔的形成。另一方面,单芳香层面内的褶皱结构(凹陷或凸起)和微晶堆叠间隙的贯通都可以促进微孔的增加。该文结论可以为基于微观精细结构定向调控煤粉洁净燃烧提供一定的理论支撑。 展开更多

关键词 同步辐射 小角X射线散射 高分辨率X射线衍射 机械力化学 孔隙结构 微晶形态

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掺氢天然气管道氢致损伤及检测技术研究现状

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作者 刘志坦 吴溢凡 +4 位作者 李玉刚 王纯 曹炼博 成先明 杨可 《材料导报》 北大核心 2025年第10期189-196,共8页

在当前全球能源转型和碳减排目标的背景下,掺氢天然气输送技术的开发和应用受到了广泛关注。这种技术通过将氢气与天然气混合使用现有的天然气管道基础设施进行输送,不仅有助于提高能源效率,还能促进清洁能源的使用。然而,氢气的引入也... 在当前全球能源转型和碳减排目标的背景下,掺氢天然气输送技术的开发和应用受到了广泛关注。这种技术通过将氢气与天然气混合使用现有的天然气管道基础设施进行输送,不仅有助于提高能源效率,还能促进清洁能源的使用。然而,氢气的引入也给天然气输送系统带来了新的挑战,本文探讨了氢致损伤的主要机理,综述了影响掺氢天然气管道氢致损伤的因素。此外,对当前用于探测和评估掺氢天然气管道损伤的技术进行阐述,通过比较和分析这些检测技术的优势和局限,指出未来研究的方向,包括提高检测技术的灵敏度和准确性,以及开发新的检测方法以应对掺氢天然气输送过程中的特殊挑战。本文旨在为掺氢天然气输送系统的安全运行提供科学依据和技术支持,对于推动氢能及天然气的安全、高效输送具有重要意义。 展开更多

关键词 氢致损伤 天然气管道 缺陷检测

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煤与禽类粪便混合燃料的加压富氧燃烧特性研究

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作者 刘沁雯 叶恒冰 +2 位作者 张逸伟 朱法华 钟文琪 《化工学报》 北大核心 2025年第7期3487-3497,共11页

面向高效低能耗燃煤CO_(2)捕集、畜禽粪污能源化利用两个重要领域的科学技术发展需求,提出煤与鸡粪加压富氧共燃技术方案。通过基础性实验研究,系统地解析其燃烧行为、CO_(2)富集、污染物生成排放机制、灰分熔融特性。结果表明,提高燃... 面向高效低能耗燃煤CO_(2)捕集、畜禽粪污能源化利用两个重要领域的科学技术发展需求,提出煤与鸡粪加压富氧共燃技术方案。通过基础性实验研究,系统地解析其燃烧行为、CO_(2)富集、污染物生成排放机制、灰分熔融特性。结果表明,提高燃烧压力导致CO_(2)生成浓度峰值后移,但总生成量增加,未燃尽碳产物减少。此外,加压对污染物NO和SO_(2)的减排作用非常显著。随着鸡粪混燃比例M_(PL)的提高,燃烧总时间显著缩短,起始燃烧时间和CO_(2)生成浓度峰值对应时间均提前。NO排放量先增加后急剧减少,但NO转化率持续降低。当M_(PL)=50%时,SO_(2)转化率最低,而灰分中的硫保留量最高。当M_(PL)=0和25%时,煤与鸡粪加压富氧共燃灰分的积灰/结渣/团聚倾向均处于中低风险水平。 展开更多

关键词 煤燃烧 生物质 二氧化碳捕集 富氧燃烧 多相反应

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基于吸收光谱测量的CO催化氧化特性研究

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作者 庄柯 贺拴玲 +3 位作者 许芸 董月红 张乾 彭志敏 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期84-90,共7页

CO、CO_(2)作为燃烧过程中的重要产物,大量排放会造成碳减排压力增大,对其浓度进行高精度实时在线监测对提高锅炉燃烧效率及碳排放准确计量具有重要意义。基于波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)技术和赫里奥特(Herriott)多次反射池设计了... CO、CO_(2)作为燃烧过程中的重要产物,大量排放会造成碳减排压力增大,对其浓度进行高精度实时在线监测对提高锅炉燃烧效率及碳排放准确计量具有重要意义。基于波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)技术和赫里奥特(Herriott)多次反射池设计了可实现混合气体中含量为10^(-6)量级的CO、CO_(2)浓度准确在线测量实验系统,系统检测限可达到10^(-8)量级;然后基于该实验系统开展CO催化氧化特性研究实验,探究氧气含量和CO浓度对催化效率的影响,实验结果表明,在温度为339 K~344 K、压力为101 kPa条件下,氧气含量在1%~5%范围内,CO催化效率随氧气含量的增加而升高;当氧气含量为1%、CO体积分数为800×10^(-6)时,催化效率随反应温度升高而增加。实验结果可为工业烟气中CO的去除、转化提供数据基础。 展开更多

关键词 波长调制-直接吸收光谱 CO测量 CO_(2)测量 催化氧化

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钒钛催化剂表面硫酸氢铵的演化及对催化活性的影响

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作者 黄林滨 何陆灿 +5 位作者 陈国庆 谭锐 高行龙 张海峰 张萼松 于洁 《动力工程学报》 北大核心 2025年第4期619-625,共7页

探讨了钒钛催化剂表面硫酸氢铵(ABS)的演化特性及其对催化剂活性的影响。基于X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)等对催化剂负载ABS前后物理化学性质进行了表征,以期获得ABS对催化剂... 探讨了钒钛催化剂表面硫酸氢铵(ABS)的演化特性及其对催化剂活性的影响。基于X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)等对催化剂负载ABS前后物理化学性质进行了表征,以期获得ABS对催化剂活性的影响;基于密度泛函理论(DFT)计算,对催化剂不同活性位点的作用机制进行了理论研究;对负载ABS的催化剂开展了脱硝台架实验研究。结果表明:ABS的沉积会导致催化剂比表面积降低;ABS含量低时,催化剂表面含硫基团主要以SO_(4)^(2-)形式存在;随着ABS含量增加,生成了HSO_(4)^(-)官能团;催化剂中主要反应活性位是钒氧化物的Lewis酸位点,催化剂内部ABS分解生成的硫化物具有的Br nsted酸位点能够起到储存NH 3的作用,对催化剂活性有一定的提升作用。负载ABS的催化剂在更高温下的脱硝活性更强,与DFT计算结果一致。从微观层面角度,微量ABS会提高催化剂活性。 展开更多

关键词 硫酸氢铵 SCR催化剂 失活 密度泛函理论

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SiO_(2)改性Ce-V-W/Ti催化剂载体的抗碱(土)金属中毒性能

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作者 庄柯 陈宏 +4 位作者 许芸 仲兆平 周峻伍 周凯 董月红 《化工进展》 北大核心 2025年第1期266-276,共11页

为了提升Ce-V-W/Ti催化剂耐碱(土)金属中毒性能,本文使用溶胶-凝胶法制备了TiO_(2)载体并进行了SiO_(2)掺杂改性,通过浸渍法制备了Ce-V-W/Ti-Si催化剂。采用浸渍法模拟了CaCO_(3)、K_(2)O等碱物种中毒,探究了SiO_(2)改性载体对催化剂的... 为了提升Ce-V-W/Ti催化剂耐碱(土)金属中毒性能,本文使用溶胶-凝胶法制备了TiO_(2)载体并进行了SiO_(2)掺杂改性,通过浸渍法制备了Ce-V-W/Ti-Si催化剂。采用浸渍法模拟了CaCO_(3)、K_(2)O等碱物种中毒,探究了SiO_(2)改性载体对催化剂的脱硝活性和抵御碱(土)金属中毒性能的影响,并使用X射线光电子能谱、N_(2)吸附-脱附、H2-程序升温还原、NH_(3)-程序升温脱附等表征手段对催化剂进行了表征分析。实验结果表明,对Ce-V-W/Ti催化剂载体进行SiO_(2)改性会降低其中低温段的脱硝活性,但能明显提升催化剂对碱物种的耐受性,总体上,Ce1V1W7/Ti-Si4对碱物种的耐受性最好,各类碱物种对其脱硝活性的毒害程度为K_(2)O>Na_(2)O>CaCO_(3)>CaO>CaSO_(4)。表征结果显示,SiO_(2)改性削弱了催化剂表面Ce氧化物活性,但显著增加了催化剂的比表面积和酸性位点数量,并在催化剂碱中毒时保护了活性金属氧化物的还原性。 展开更多

关键词 选择催化还原 催化剂载体 活性 SiO_(2)改性 碱中毒

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基于等价输入干扰方法的再热汽温预测控制

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作者 陈刚 华山 +2 位作者 倪向红 杜友武 孙立 《动力工程学报》 北大核心 2025年第2期275-281,共7页

针对再热汽温控制系统存在大惯性、大时滞和易受扰的问题,提出一种基于等价输入干扰(Equivalent Input Disturbance,EID)估计与补偿的预测控制方法,以提高系统控制的精度。构建状态观测器和EID估计器,估计扰动在控制输入端的一个等价量... 针对再热汽温控制系统存在大惯性、大时滞和易受扰的问题,提出一种基于等价输入干扰(Equivalent Input Disturbance,EID)估计与补偿的预测控制方法,以提高系统控制的精度。构建状态观测器和EID估计器,估计扰动在控制输入端的一个等价量。由于系统时滞产生相位差,导致无法利用扰动估计值进行实时补偿,根据泰勒级数原理,设计扰动预测器,计算扰动预测值,利用该预测值在输入端对扰动进行反向补偿。基于被控对象模型,提出一种新型状态预测方法,利用预测值设计反馈控制规律。基于分离原理将控制系统分解为扰动抑制和跟踪控制2个子系统,得出系统稳定性条件和参数设计步骤。仿真结果表明:所提方法可获得满意的控制精度和抗干扰性能。 展开更多

关键词 控制理论 再热汽温 预测控制 等价输入干扰 扰动抑制 时滞

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基于烟气治理全过程的煤电行业SO_(3)减排潜力研究

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作者 孙雪丽 李辉 +2 位作者 王圣 刘涛 赵秀勇 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第8期3092-3101,I0020,共11页

摸清火电行业SO_(3)排放底数和减排潜力是制定行业污染控制政策及标准限值的基础。基于燃煤电厂SO_(3)产生和脱除机制,该文建立基于燃煤电厂烟气治理全过程的SO_(3)减排量和排放量计算模型和方法。通过文献调研和实测掌握燃煤电厂SO_(3... 摸清火电行业SO_(3)排放底数和减排潜力是制定行业污染控制政策及标准限值的基础。基于燃煤电厂SO_(3)产生和脱除机制,该文建立基于燃煤电厂烟气治理全过程的SO_(3)减排量和排放量计算模型和方法。通过文献调研和实测掌握燃煤电厂SO_(3)排放现状特征和规律,研究不同标准限值目标情景下电力行业未来SO_(3)减排潜力。结果表明:目前我国燃煤电厂SO_(3)产生量约63.60万t,排放总量约15.03万t,现有全过程污染治理技术对其综合协同脱除效率约76.37%;若未来标准制定时将限值设置在10mg/m^(3),预计可通过对约20%装机机组进行技术改造满足达标要求,可在2020年SO_(3)排放总量基础上实现减排12.64%;若将SO_(3)限值设置在5mg/m^(3),预计通过约40%装机机组进行技术改造满足达标要求,可实现34.84%的总量减排。该研究结果可为火电行业SO_(3)排放限值设定和环境管理提供科学支撑。 展开更多

关键词 燃煤电厂 SO_(3) 排放量 减排潜力

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磁性煤基复合催化剂/H_(2)O_(2)类芬顿体系高效降解喹啉 被引量：1

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作者 梁华根 王安虎 +2 位作者 王圣 程若霖 陈浮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1657-1668,共12页

为实现煤炭资源利用最大化和煤化工废水中喹啉的高效去除,以煤化程度最低的褐煤为原料,经过酸洗和采用聚乙烯吡咯烷酮进行表面修饰,再通过负载普鲁士蓝类似物(CoFe-PBA)和高温煅烧,制备了CoFe@Coal-C复合材料,用作非均相类芬顿反应催化... 为实现煤炭资源利用最大化和煤化工废水中喹啉的高效去除,以煤化程度最低的褐煤为原料,经过酸洗和采用聚乙烯吡咯烷酮进行表面修饰,再通过负载普鲁士蓝类似物(CoFe-PBA)和高温煅烧,制备了CoFe@Coal-C复合材料,用作非均相类芬顿反应催化剂,展现出优异的喹啉降解性能。结果表明,CoFe@Coal-C具有适当的比表面积和孔隙结构,为活性物种提供了传输通道,有利于电子扩散和相互作用。同时,CoFe@Coal-C还表现出典型的超顺磁特性,有利于从水溶液中分离和循环利用。考察了催化剂投加量、初始喹啉质量浓度、溶液pH、及水中共存物质对喹啉降解效率的影响,结果表明,在仅有H_(2)O_(2)存在和仅有催化剂存在的情况下,喹啉的去除率几乎可忽略不计,表明活性氧物种是导致喹啉质量浓度降低的主要因素,而催化剂是催化H_(2)O_(2)产生强氧化性活性氧物种的必要条件。在有H_(2)O_(2)存在、初始喹啉质量浓度为10.0 mg/L、催化剂投加量为0.6 g/L、pH为7的条件下,反应30 min后,CoFe@Coal-C复合材料对喹啉的降解效率达到99.2%。此外,相比纯CoFe合金和纯Coal-C,CoFe@Coal-C对喹啉的降解速率常数分别提高了1个和3个数量级,表明CoFe合金和Coal-C的协同作用是提高催化剂活性的关键。Cl^(-)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和H_(2)PO_(4)^(-)等共存阴离子,以及初始pH对CoFe@Coal-C/H_(2)O_(2)催化喹啉降解的性能几乎没有影响。自由基淬灭实验和电子顺磁共振光谱表明·OH是主要活性物种,通过高效液相色谱-质谱联用仪检测了喹啉降解的中间产物,并推测了喹啉降解的可能路径。研究表明磁性CoFe@Coal-C催化材料对洗煤废水中喹啉等有机污染物的去除非常高效,具有广阔的应用前景,为洗煤废水的高效治理和资源循环利用提供科学依据。 展开更多

关键词 褐煤 喹啉 类芬顿反应 降解 磁性材料

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计及电池寿命的储能系统参与二次调频功率分配策略

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作者 王圣 延寒 +4 位作者 李健 张雨萌 马浩 韩哲哲 许传龙 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期95-101,共7页

储能系统辅助火电机组二次调频具有响应速度快、跟踪精度高等优点,但功率分配不当会加速电池寿命衰减,导致运行成本增加,经济效益下降。如何制定合理的储能功率分配策略,在确保调频性能的同时延长电池寿命并提高经济效益,已成为亟待解... 储能系统辅助火电机组二次调频具有响应速度快、跟踪精度高等优点,但功率分配不当会加速电池寿命衰减,导致运行成本增加,经济效益下降。如何制定合理的储能功率分配策略,在确保调频性能的同时延长电池寿命并提高经济效益,已成为亟待解决的重要问题。首先基于二阶RC等效电路建立储能锂电池的数学模型,采用限定记忆最小二乘递推算法辨识模型参数;随后,在火储联合调频模型的基础上,对基于比例、差额和频率的3种功率分配策略进行了仿真分析;最后,根据江苏某660 MW火电机组的实际运行数据,重点分析了不同策略对系统调频性能、电池寿命及经济性的影响。结果表明,比例分配策略的调频效果最差,且会加速电池寿命衰减;差额分配策略在调频性能上表现优异,但对电池寿命的改善有限;频率分配策略能够有效降低电池更换频率,可提高整体经济效益。总体而言,频率分配策略不仅可提高系统的调频能力,还能最大限度延长电池寿命并优化经济效益,在储能系统辅助火电机组二次调频中具有显著的应用优势。 展开更多

关键词 储能系统 二次调频 功率分配 电池寿命 火电机组 运行优化

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锅炉运行参数对前后墙布置贴壁风功效的影响

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作者 杨璐 刘晓东 +1 位作者 陈国庆 张勇 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期279-288,共10页

以某1000 MW对冲旋流燃烧锅炉前后墙布置贴壁风为研究对象,对比分析了贴壁风对锅炉两侧墙水冷壁贴壁气氛的影响,考察了锅炉运行参数对贴壁风功效的影响。试验结果表明,加装前后墙对冲布置贴壁风可有效改善对冲旋流燃烧锅炉两侧墙局部区... 以某1000 MW对冲旋流燃烧锅炉前后墙布置贴壁风为研究对象,对比分析了贴壁风对锅炉两侧墙水冷壁贴壁气氛的影响,考察了锅炉运行参数对贴壁风功效的影响。试验结果表明,加装前后墙对冲布置贴壁风可有效改善对冲旋流燃烧锅炉两侧墙局部区域贴壁烟气还原性气氛,但受贴壁风射流刚性不足影响,侧墙中间区域仍存在高温腐蚀风险。提高总风量、降低燃尽风风量,可以增强贴壁风喷口射流刚性,改善侧墙中间局部区域烟气还原性气氛。改变二次风配风方式、提高一次风风压对贴壁风的效果影响并不明显。 展开更多

关键词 硫化氢 还原性气氛 贴壁风 高温腐蚀 对冲燃烧 低氮燃烧 燃煤锅炉

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基于抗扰动Smith预估补偿的磨煤机出口风粉温度优化控制 被引量：1

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作者 陈刚 尹瑞麟 +2 位作者 范常浩 华山 孙立 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期131-139,共9页

“双碳”背景下,作为高能耗高排放的火电机组,其燃烧性能直接影响发电效率和碳排放量。锅炉燃烧优化控制对运行优化和灵活调峰是有重要意义。电站锅炉磨煤机的出口风粉温度控制面临大延迟、多干扰问题,对燃煤机组安全稳定运行具有重要... “双碳”背景下,作为高能耗高排放的火电机组,其燃烧性能直接影响发电效率和碳排放量。锅炉燃烧优化控制对运行优化和灵活调峰是有重要意义。电站锅炉磨煤机的出口风粉温度控制面临大延迟、多干扰问题,对燃煤机组安全稳定运行具有重要影响。基于Smith预估控制器,在补偿回路中增设反馈环节,实现了高效抗干扰,提升磨煤机风粉温度控制性能。通过Taylor级数展开和待定系数法求取模型近似转换参数,获得一阶惯性纯滞后模型,进而设计抗扰动型Smith预估补偿控制器。通过与单回路PID控制试验对比,发现Smith预估补偿控制算法可有效补偿控制对象的纯延迟滞后环节,单位阶跃响应超调量降低36.5%,调节时间缩短65.8%。相比经典Smith预估补偿控制算法,抗扰动Smith预估补偿控制算法可提高控制算法的抗扰动性能,并显著改善控制对象的动态特性,单位阶跃响应超调量减小44.7%,调节时间缩短15.7%。同时,实现了扰动最大偏差和收敛时间的降低。最后,在某660 MW超临界一次再热燃煤机组上应用该方法,实现了磨煤机出口风粉温度实际值对设定值的平稳跟踪,进一步验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 抗扰动 SMITH预估补偿 控制 模型转换 非线性规划

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同心和偏心锥形煤斗卸料流动特性研究

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作者 郑智辉 陈国庆 +1 位作者 周小明 姜燕妮 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期64-69,共6页

为了研究颗粒在同心锥形煤斗和偏心锥形煤斗中的卸料流动特性,采用离散元法在EDEM软件中建立颗粒离散元模型,对半顶角不同的煤斗进行颗粒卸料流动的数值模拟,对颗粒的质量流量、流动稳定性和煤斗中心线处颗粒速度进行了分析。结果表明:... 为了研究颗粒在同心锥形煤斗和偏心锥形煤斗中的卸料流动特性,采用离散元法在EDEM软件中建立颗粒离散元模型,对半顶角不同的煤斗进行颗粒卸料流动的数值模拟,对颗粒的质量流量、流动稳定性和煤斗中心线处颗粒速度进行了分析。结果表明:参数条件相同时,偏心锥形煤斗的质量流量大于同心锥形煤斗,同心锥形煤斗存在质量流量变化的临界半顶角,而偏心煤斗不存在明显的临界半顶角;随着半顶角的减小,2种煤斗的质量流量随之增大;偏心锥形煤斗的卸料稳定性优于同心锥形煤斗,但2种煤斗在半顶角大于60°后,变异系数都出现大幅增加;2种煤斗在半顶角为0°—40°时表现为整体流,在半顶角大于60°时表现为中心流。说明偏心锥形煤斗卸料整体性能优于同心锥形煤斗。 展开更多

关键词 离散元法 流动特性 质量流量 临界半顶角

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活性炭原料选择、活化方法及改性技术的研究进展

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作者 张乾 张雯澜 +5 位作者 庄柯 张博雅 许芸 李晓曼 张亚平 沈凯 《烧结球团》 2025年第4期14-31,共18页

活性炭因其优异的吸附性能和经济效益,被视为一种有效的脱硫脱硝材料。本文从活性炭的原料选择、活化方法和改性技术三个方向,系统地综述改性活性炭用于工业废气中脱除SO_(2)和NO_(x)的研究进展;详细讨论不同原料制备活性炭的特点,以及... 活性炭因其优异的吸附性能和经济效益,被视为一种有效的脱硫脱硝材料。本文从活性炭的原料选择、活化方法和改性技术三个方向,系统地综述改性活性炭用于工业废气中脱除SO_(2)和NO_(x)的研究进展;详细讨论不同原料制备活性炭的特点,以及活化方式对活性炭性能的影响,探讨采用酸碱改性、金属氧化物负载、氨改性、紫外改性、微波改性、纳米材料复合改性等方式来进一步增强活性炭的功能性。结果表明:对比煤基、生物质等多种原料,低阶煤、高木质素和富氮生物质是制备高性能活性炭的优选原料。物理与化学活化方式通过调控孔结构和比表面积,显著影响其吸附性能。多种改性方法进一步提升了功能性:金属氧化物负载利用氧化还原循环增强催化性能;氨改性引入含氮官能团,提高表面碱性和气体亲和力;矿石负载则实现性能与成本的平衡。此外,紫外辐照、微波加热及纳米材料复合等新型改性手段有望进一步强化反应位点与结构稳定性,但其在工艺复杂性、成本控制及规模化应用方面仍面临挑战。总之,活性炭通过结构优化与功能改性展现出高效协同脱硫脱硝的潜力,是实现工业清洁排放的重要材料基础。 展开更多

关键词 活性炭 脱硫 脱硝 SO_(2) NO_(x)

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