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基于有限元等效模型的大型膜顶搪瓷拼装储罐安全性分析
1
作者
赵檀
李双喜
+2 位作者
杨兴
王子起
黄承尧
《压力容器》
北大核心
2024年第1期33-44,共12页
为了提高储罐的安全性,建立了大型膜顶储罐的等效分析模型,分析不同工况下罐体壁板及其零部件的应力及变形,探究拉筋带数量、中心立柱高度等对罐体的应力及变形的影响规律,求解得到了其最优值。结果表明:在膜顶拼装储罐未产气加上雨雪...
为了提高储罐的安全性,建立了大型膜顶储罐的等效分析模型,分析不同工况下罐体壁板及其零部件的应力及变形,探究拉筋带数量、中心立柱高度等对罐体的应力及变形的影响规律,求解得到了其最优值。结果表明:在膜顶拼装储罐未产气加上雨雪天气影响等极端工况下,储罐的罐壁以及抗风圈发生失效,需要对储罐结构进行优化以提高罐体安全性;拉筋带数量和中心立柱高度是影响罐体安全性的主要因素,拉筋带数量增加到80根,中心立柱与拉筋带夹角增大到77.5°可以有效提高罐体的安全性;首层壁板厚度和膜压已为最优值,满足罐体安全性要求。所得结论可提高拼接罐体的可靠性,为后续拼接罐体的设计提供参考。
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关键词
膜顶拼装储罐
等效分析模型
结构优化
数值模拟
结构安全性
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职称材料
小麦秸秆高浓度厌氧梯度预发酵的中试研究
2
作者
陈若曦
何会班
+4 位作者
赵业华
宋晓乐
刘松
袁旭峰
崔宗均
《中国沼气》
CAS
2024年第5期13-22,共10页
针对现有主流秸秆沼气工程中秸秆原料疏水性强,浮渣结壳严重而运行稳定性差,产气效率低,以及传统“水解酸化”技术碳损失严重等问题,采用高浓度厌氧梯度反应器,以小麦干秸秆为原料在中试规模下(112 m^(3))探讨了短时间的厌氧预发酵对小...
针对现有主流秸秆沼气工程中秸秆原料疏水性强,浮渣结壳严重而运行稳定性差,产气效率低,以及传统“水解酸化”技术碳损失严重等问题,采用高浓度厌氧梯度反应器,以小麦干秸秆为原料在中试规模下(112 m^(3))探讨了短时间的厌氧预发酵对小麦干秸秆的浸水及甲烷回收发酵效果,以期获得秸秆前处理技术的突破。结果表明,随着水力停留时间从20天缩短到5天,虽然日产气量、甲烷浓度逐渐下降,有机酸有所积累,但5天停留时间下,仍能获得1.73 m^(3)·m^(-3)d^(-1)的容积产气率和39.2%的甲烷含量,有效减少了原料碳素损失;在反应器内仅需2.5 d的发酵达到了静止下96 h的吸水效果,秸秆能够完全吸水沉降。随着物料停留时间的缩短,反应器内有机酸含量增加,其浓度依次为丁酸含量(6600~18381 mg·L^(-1)),乙酸(516~4002 mg·L^(-1))、丙酸(196~1213 mg·L^(-1)),但pH值仍保持7以上。16S高通量测序结果表明,Firmicutes和Bacteroidetes是反应器内水解优势菌,Methanosarcina和Methanobacterium是两个优势甲烷菌属。随着水解加深,Methanosarcina的丰度相对下降,Methanobacterium的丰度相对上升,而总甲烷菌数量下降,导致甲烷产量略有减少。综合产酸、产气能力及秸秆沉降特性,表明本研究采用的高浓度厌氧梯度发酵秸秆吸水效果和甲烷回收效果显著,在秸秆沼气工程中具有良好应用潜力。
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关键词
秸秆沼气
梯度厌氧发酵
秸秆吸水沉降
预发酵产气
中试研究
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职称材料
气液两相射流搅拌流场分析及工艺参数影响规律研究
被引量:
5
3
作者
李双喜
宋子锋
+2 位作者
杨兴
芦建平
黄承尧
《流体机械》
CSCD
北大核心
2023年第7期17-23,52,共8页
针对射流搅拌系统搅拌效果与工艺参数关系尚不明确的问题,基于VOF两相流模型及SST k-omega湍流模型,建立了三维瞬态模型。引用死区比率、液相速度均方根、自由液面液相体积分数均方根为表征液相搅拌效果及破壳效果的特征参数;搭建原理...
针对射流搅拌系统搅拌效果与工艺参数关系尚不明确的问题,基于VOF两相流模型及SST k-omega湍流模型,建立了三维瞬态模型。引用死区比率、液相速度均方根、自由液面液相体积分数均方根为表征液相搅拌效果及破壳效果的特征参数;搭建原理性试验装置,验证了数值模拟结果的准确性。结果表明,由于喷嘴距离自由液面较近,流场波动,罐内产生负压区导致罐体安全问题,建议喷嘴远离自由液面;结合搅拌效果及工程成本,当入口速度V_(in)=20 m/s时,搅拌收益率最高;含气比与搅拌效果呈负相关,与破壳效果呈正相关,含气比a=0.621为较优含气比。通过对三维瞬态流场模拟,分析流场流动特点,得到了工艺参数对搅拌效果的影响规律,进一步指导工艺参数选择。
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关键词
射流搅拌
气液两相流
数值模拟
计算流体力学
动态仿真
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职称材料
第三方运营下规模化畜禽沼气工程运行与管理
被引量:
4
4
作者
陈春琳
王明明
+5 位作者
贾吉秀
李嘉铭
曹茂炅
宋晓乐
段娜
刘志丹
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期256-264,共9页
沼气工程是畜禽养殖业粪污末端处理与资源再利用并重的全量化资源利用模式,长期以来养殖场自运营模式下沼气工程运行效率、稳定性及经济效益低。该研究提出引入第三方运营模式,以一大型沼气工程(总有效发酵容积为10800 m3)为例,在20 a...
沼气工程是畜禽养殖业粪污末端处理与资源再利用并重的全量化资源利用模式,长期以来养殖场自运营模式下沼气工程运行效率、稳定性及经济效益低。该研究提出引入第三方运营模式,以一大型沼气工程(总有效发酵容积为10800 m3)为例,在20 a案例期内进行两种运营模式下该沼气工程的物质流、能量流分析、碳排放以及经济性评估等多视角分析,并采用基因表达式编程进行产气拟合,为优化发酵工艺提供了策略。结果表明,第三方运营模式能够提高工程效率和经济效益:物料处理量、沼渣垫料产量、沼气产量及沼气发电量分别提高52.00%、23.00%、51.94%、79.58%;热电联产总产能提高,但能耗比和能量回收率分别降低14.74%、12.73%,这主要是未进行余热回收造成的。财务分析表明,第三方运营模式项目税后财务内部收益率提高10.20个百分点,财务净现值提高3566万元,投资回收期缩短10.42 a;财务敏感性分析指出提高下游产品的附加值是提高该沼气工程经济效益的关键因素。该研究为沼气工程乃至其他规模化废弃物处理的第三方运营模式推广应用提供了有价值的工程参考。
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关键词
粪污
沼气
工程管理
物质能量流
经济分析
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职称材料
畜禽粪便好氧堆肥处理技术研究
被引量:
7
5
作者
廉凤丽
《畜禽业》
2022年第2期36-37,共2页
随着畜牧业的不断发展,畜禽养殖业中产生的粪便逐年增加,这也带来了畜禽粪便处理问题,因此需要借助好氧堆肥处理技术来提高畜禽粪便的处理效率。阐述了畜禽养殖业出现环境污染问题的原因及具体危害,针对畜禽粪便中的好氧堆肥处理技术进...
随着畜牧业的不断发展,畜禽养殖业中产生的粪便逐年增加,这也带来了畜禽粪便处理问题,因此需要借助好氧堆肥处理技术来提高畜禽粪便的处理效率。阐述了畜禽养殖业出现环境污染问题的原因及具体危害,针对畜禽粪便中的好氧堆肥处理技术进行具体分析,旨在促进我国畜禽养殖业的经济发展。
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关键词
畜禽粪便
畜禽养殖业
好氧堆肥
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职称材料
题名
基于有限元等效模型的大型膜顶搪瓷拼装储罐安全性分析
1
作者
赵檀
李双喜
杨兴
王子起
黄承尧
机构
北京
化工大学流体密封技术研究中心
北京盈和瑞环境科技有限公司
出处
《压力容器》
北大核心
2024年第1期33-44,共12页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFB2000800)。
文摘
为了提高储罐的安全性,建立了大型膜顶储罐的等效分析模型,分析不同工况下罐体壁板及其零部件的应力及变形,探究拉筋带数量、中心立柱高度等对罐体的应力及变形的影响规律,求解得到了其最优值。结果表明:在膜顶拼装储罐未产气加上雨雪天气影响等极端工况下,储罐的罐壁以及抗风圈发生失效,需要对储罐结构进行优化以提高罐体安全性;拉筋带数量和中心立柱高度是影响罐体安全性的主要因素,拉筋带数量增加到80根,中心立柱与拉筋带夹角增大到77.5°可以有效提高罐体的安全性;首层壁板厚度和膜压已为最优值,满足罐体安全性要求。所得结论可提高拼接罐体的可靠性,为后续拼接罐体的设计提供参考。
关键词
膜顶拼装储罐
等效分析模型
结构优化
数值模拟
结构安全性
Keywords
membrane-roofed assembled storage tanks
equivalent analysis model
structural optimization
numerical simulation
structural safety
分类号
TH49 [机械工程—机械制造及自动化]
O342 [理学—固体力学]
O241 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
小麦秸秆高浓度厌氧梯度预发酵的中试研究
2
作者
陈若曦
何会班
赵业华
宋晓乐
刘松
袁旭峰
崔宗均
机构
北京
化工大学
中国农业大学
北京盈和瑞环境科技有限公司
出处
《中国沼气》
CAS
2024年第5期13-22,共10页
基金
北京盈和瑞环境科技有限公司内部研发课题(2023YHR001)。
文摘
针对现有主流秸秆沼气工程中秸秆原料疏水性强,浮渣结壳严重而运行稳定性差,产气效率低,以及传统“水解酸化”技术碳损失严重等问题,采用高浓度厌氧梯度反应器,以小麦干秸秆为原料在中试规模下(112 m^(3))探讨了短时间的厌氧预发酵对小麦干秸秆的浸水及甲烷回收发酵效果,以期获得秸秆前处理技术的突破。结果表明,随着水力停留时间从20天缩短到5天,虽然日产气量、甲烷浓度逐渐下降,有机酸有所积累,但5天停留时间下,仍能获得1.73 m^(3)·m^(-3)d^(-1)的容积产气率和39.2%的甲烷含量,有效减少了原料碳素损失;在反应器内仅需2.5 d的发酵达到了静止下96 h的吸水效果,秸秆能够完全吸水沉降。随着物料停留时间的缩短,反应器内有机酸含量增加,其浓度依次为丁酸含量(6600~18381 mg·L^(-1)),乙酸(516~4002 mg·L^(-1))、丙酸(196~1213 mg·L^(-1)),但pH值仍保持7以上。16S高通量测序结果表明,Firmicutes和Bacteroidetes是反应器内水解优势菌,Methanosarcina和Methanobacterium是两个优势甲烷菌属。随着水解加深,Methanosarcina的丰度相对下降,Methanobacterium的丰度相对上升,而总甲烷菌数量下降,导致甲烷产量略有减少。综合产酸、产气能力及秸秆沉降特性,表明本研究采用的高浓度厌氧梯度发酵秸秆吸水效果和甲烷回收效果显著,在秸秆沼气工程中具有良好应用潜力。
关键词
秸秆沼气
梯度厌氧发酵
秸秆吸水沉降
预发酵产气
中试研究
Keywords
straw biogas
gradient anaerobic digestion
straw soaking and settling
pre-fermentation biogas production
pilot-scale study
分类号
S216.4 [农业科学—农业机械化工程]
X712 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
气液两相射流搅拌流场分析及工艺参数影响规律研究
被引量:
5
3
作者
李双喜
宋子锋
杨兴
芦建平
黄承尧
机构
北京
化工大学机电工程学院
唐山
盈和
瑞
环保设备
有限公司
北京盈和瑞环境科技有限公司
出处
《流体机械》
CSCD
北大核心
2023年第7期17-23,52,共8页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFB2000800)。
文摘
针对射流搅拌系统搅拌效果与工艺参数关系尚不明确的问题,基于VOF两相流模型及SST k-omega湍流模型,建立了三维瞬态模型。引用死区比率、液相速度均方根、自由液面液相体积分数均方根为表征液相搅拌效果及破壳效果的特征参数;搭建原理性试验装置,验证了数值模拟结果的准确性。结果表明,由于喷嘴距离自由液面较近,流场波动,罐内产生负压区导致罐体安全问题,建议喷嘴远离自由液面;结合搅拌效果及工程成本,当入口速度V_(in)=20 m/s时,搅拌收益率最高;含气比与搅拌效果呈负相关,与破壳效果呈正相关,含气比a=0.621为较优含气比。通过对三维瞬态流场模拟,分析流场流动特点,得到了工艺参数对搅拌效果的影响规律,进一步指导工艺参数选择。
关键词
射流搅拌
气液两相流
数值模拟
计算流体力学
动态仿真
Keywords
jet mixing
gas-liquid flow
numerical simulation
CFD
dynamic simulation
分类号
TH12 [机械工程—机械设计及理论]
TP391.7 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
第三方运营下规模化畜禽沼气工程运行与管理
被引量:
4
4
作者
陈春琳
王明明
贾吉秀
李嘉铭
曹茂炅
宋晓乐
段娜
刘志丹
机构
中国农业大学水利与土木工程学院
环境
增值能源实验室
北京盈和瑞环境科技有限公司
农业农村部设施农业工程重点实验室
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期256-264,共9页
基金
国家自然科学基金国际合作与交流项目“农业畜禽和农村厕所废水多污染物快速消减机制与节能增效”(52261145701)。
文摘
沼气工程是畜禽养殖业粪污末端处理与资源再利用并重的全量化资源利用模式,长期以来养殖场自运营模式下沼气工程运行效率、稳定性及经济效益低。该研究提出引入第三方运营模式,以一大型沼气工程(总有效发酵容积为10800 m3)为例,在20 a案例期内进行两种运营模式下该沼气工程的物质流、能量流分析、碳排放以及经济性评估等多视角分析,并采用基因表达式编程进行产气拟合,为优化发酵工艺提供了策略。结果表明,第三方运营模式能够提高工程效率和经济效益:物料处理量、沼渣垫料产量、沼气产量及沼气发电量分别提高52.00%、23.00%、51.94%、79.58%;热电联产总产能提高,但能耗比和能量回收率分别降低14.74%、12.73%,这主要是未进行余热回收造成的。财务分析表明,第三方运营模式项目税后财务内部收益率提高10.20个百分点,财务净现值提高3566万元,投资回收期缩短10.42 a;财务敏感性分析指出提高下游产品的附加值是提高该沼气工程经济效益的关键因素。该研究为沼气工程乃至其他规模化废弃物处理的第三方运营模式推广应用提供了有价值的工程参考。
关键词
粪污
沼气
工程管理
物质能量流
经济分析
Keywords
manure
biogas
project management
material and energy flow
economic analysis
分类号
X713 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
畜禽粪便好氧堆肥处理技术研究
被引量:
7
5
作者
廉凤丽
机构
北京盈和瑞环境科技有限公司
出处
《畜禽业》
2022年第2期36-37,共2页
文摘
随着畜牧业的不断发展,畜禽养殖业中产生的粪便逐年增加,这也带来了畜禽粪便处理问题,因此需要借助好氧堆肥处理技术来提高畜禽粪便的处理效率。阐述了畜禽养殖业出现环境污染问题的原因及具体危害,针对畜禽粪便中的好氧堆肥处理技术进行具体分析,旨在促进我国畜禽养殖业的经济发展。
关键词
畜禽粪便
畜禽养殖业
好氧堆肥
分类号
S85 [农业科学—兽医学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于有限元等效模型的大型膜顶搪瓷拼装储罐安全性分析
赵檀
李双喜
杨兴
王子起
黄承尧
《压力容器》
北大核心
2024
0
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职称材料
2
小麦秸秆高浓度厌氧梯度预发酵的中试研究
陈若曦
何会班
赵业华
宋晓乐
刘松
袁旭峰
崔宗均
《中国沼气》
CAS
2024
0
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职称材料
3
气液两相射流搅拌流场分析及工艺参数影响规律研究
李双喜
宋子锋
杨兴
芦建平
黄承尧
《流体机械》
CSCD
北大核心
2023
5
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职称材料
4
第三方运营下规模化畜禽沼气工程运行与管理
陈春琳
王明明
贾吉秀
李嘉铭
曹茂炅
宋晓乐
段娜
刘志丹
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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下载PDF
职称材料
5
畜禽粪便好氧堆肥处理技术研究
廉凤丽
《畜禽业》
2022
7
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职称材料
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