基于激光诱导击穿光谱的燃烧学实验教学探索

1

作者 李智聪 娄春 +3 位作者 李言钦 曹海亮 周俊杰 汤松臻 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第7期153-157,258,共6页

基于激光诱导击穿光谱技术开展了燃烧学实验教学探索,构建“激光诱导击穿光谱-层流反扩散火焰”实验教学系统,设计了具体实验操作方法与步骤,并针对激光诱导等离子体的基本参数和层流反扩散火焰的原子比分布开展了实验测量和分析。通过... 基于激光诱导击穿光谱技术开展了燃烧学实验教学探索,构建“激光诱导击穿光谱-层流反扩散火焰”实验教学系统,设计了具体实验操作方法与步骤,并针对激光诱导等离子体的基本参数和层流反扩散火焰的原子比分布开展了实验测量和分析。通过实验教学探索,促进了学生对燃烧学理论知识的更全面理解,提升了学生在跨学科环境中融会贯通的能力。 展开更多

关键词 燃烧科学 光学实验测量 激光诱导击穿光谱 激光诱导等离子体 层流反扩散火焰

在线阅读 下载PDF 职称材料

有机酸改性对电石渣碳酸化及循环特性的影响研究 被引量：1

2

作者 宋浩 卢奕江 +3 位作者 谌缘 胡强 陈汉平 杨海平 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期481-492,共12页

本研究采用四种有机酸浸渍改性电石渣,利用热重分析仪对改性前后的电石渣进行CO_(2)循环吸附-脱附实验研究,并对其物理化学结构进行表征以探究改性机制。结果表明,改性后电石渣中的钙主要以有机酸钙及其水合物的形式存在,煅烧后依次转变... 本研究采用四种有机酸浸渍改性电石渣,利用热重分析仪对改性前后的电石渣进行CO_(2)循环吸附-脱附实验研究,并对其物理化学结构进行表征以探究改性机制。结果表明,改性后电石渣中的钙主要以有机酸钙及其水合物的形式存在,煅烧后依次转变为CaCO_(3)和CaO。煅烧过程伴随着CaO晶体的生长,晶粒尺寸在700和800℃两次跳跃性增大。有机酸改性全面降低了电石渣中CaO的晶粒尺寸并提高了比表面积,同时也削弱了碱性位点强度。乙酸改性电石渣分解速率高达18.2%min^(-1),使其具有最小的平均孔径、最丰富的介孔结构、疏松的表面形貌和相对较低的晶粒尺寸。有机酸改性在首次吸附时均能提高电石渣吸附能力,其中,乙酸改性效果最好,第1次循环的碳酸化转化率为73.64%,15次循环后仍能维持34.68%,甲酸改性效果最差。比表面积和碱性位点强度对CO_(2)吸附能力的影响最为显著,对电石渣进行改性时,应着重提高比表面积和碱性位点强度,此外也要兼顾降低晶粒尺寸,提高介孔和微孔的含量。 展开更多

关键词 电石渣 有机酸改性 碳酸化 循环稳定性 结构 机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

随燃尽率变化的燃煤锅炉辐射特性研究

3

作者 张子贤 常珂 +2 位作者 陈文娟 罗自学 程强 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第1期94-103,共10页

针对燃烧模拟中颗粒辐射特性精确度不高、燃煤锅炉辐射特性计算十分复杂的问题,建立了一种新的单颗粒煤粉燃尽模型,该模型拟合了多煤种随燃尽率变化的密度比和直径比.以焦作煤为例,利用Mie理论计算了煤颗粒的吸收、散射效率,进一步考虑... 针对燃烧模拟中颗粒辐射特性精确度不高、燃煤锅炉辐射特性计算十分复杂的问题,建立了一种新的单颗粒煤粉燃尽模型,该模型拟合了多煤种随燃尽率变化的密度比和直径比.以焦作煤为例,利用Mie理论计算了煤颗粒的吸收、散射效率,进一步考虑煤粉粒子群计算了吸收、散射系数.以此为基础,通过用户自定义函数(UDF)将模拟中颗粒发射率和散射因子分别修正为多项式模型和线性模型,与现场检测结果比较验证,研究了随燃尽率变化的燃煤锅炉辐射特性.结果表明:各煤种燃尽过程中密度变化较大,完全燃尽时粒径缩小至50%~70%.颗粒发射率在燃尽前中期从0.897开始略微上升,末期急剧下降.上述修正后与现场断面温度检测的误差从6.07%下降至2.96%,与实际情况更加吻合. 展开更多

关键词 燃尽率 单颗粒煤粉燃烧 自定义函数 辐射特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

高效低能耗氨基酸盐水溶液固-液相变吸收剂捕集CO_(2)性能探究 被引量：1

4

作者 顾永正 李晓辉 +2 位作者 高歌 李小姗 熊卓 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第4期122-130,共9页

利用传统有机胺水溶液捕集CO_(2)的再生能耗较高,制约了其在CO_(2)捕集领域的广泛应用。为降低吸收剂的再生能耗,提出了一种高效低能耗氨基酸盐水溶液固-液相变吸收剂。制备了不同浓度的L-苏氨酸钾溶液(PL-T)作为固-液相变吸收剂,研究了... 利用传统有机胺水溶液捕集CO_(2)的再生能耗较高,制约了其在CO_(2)捕集领域的广泛应用。为降低吸收剂的再生能耗,提出了一种高效低能耗氨基酸盐水溶液固-液相变吸收剂。制备了不同浓度的L-苏氨酸钾溶液(PL-T)作为固-液相变吸收剂,研究了其CO_(2)吸收、解吸过程,并对吸收、解吸速率,以及反应热、显热等进行了评价。结果表明,在吸收、解吸温度分别为313 K、363 K下,当PL-T浓度为4 mol/L时,吸收、解吸速率均达到最大值,分别为2.20×10^(-5)mol/s、1.43×10^(-4)mol/s。在313 K下,5 mol/L PL-T与CO_(2)的反应热为-80.94 kJ/mol,其绝对值小于5 mol/L单乙醇胺溶液对应值(-88.22 kJ/mol),因此解吸能耗更低;当只解吸5 mol/L PL-T的固相沉淀物时,其显热可较5 mol/L MEA降低51.4%。 展开更多

关键词 CO_(2)捕集 固-液相变吸收剂 氨基酸盐 再生能耗 反应热 显热

在线阅读 下载PDF 职称材料

燃煤电厂和水泥厂中的钙循环CO_(2)捕集系统研究

5

作者 魏巍 刘宝峰 +3 位作者 刘文强 谭煜幺 张子悦 张祝平 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第10期139-155,共17页

化石燃料燃烧产生的CO_(2)是导致全球变暖的主要原因。碳捕集与封存(CCS)被认为在减少温室气体排放方面具有关键作用。目前正在进行商业规模示范的胺洗涤成熟技术是燃煤电厂改造方案的合适选择。然而,在化学吸收CO_(2)捕集过程中,溶剂... 化石燃料燃烧产生的CO_(2)是导致全球变暖的主要原因。碳捕集与封存(CCS)被认为在减少温室气体排放方面具有关键作用。目前正在进行商业规模示范的胺洗涤成熟技术是燃煤电厂改造方案的合适选择。然而,在化学吸收CO_(2)捕集过程中,溶剂再生的能量需求导致电厂效率和功率输出大幅降低,因此需要开发具有更低效率损失的新技术。具有前景的钙循环(CaL)工艺技术因其能够减少效率损失和相关电力成本而备受关注,该技术基于钙基吸附剂在高温条件下发生的可逆碳酸化/煅烧反应,总结了将CaL技术整合到燃煤电厂和水泥厂中的方案,并对综合系统性能的改善方式进行了评估。针对CaL技术整合到燃煤电厂而言,具体主要从CaL系统中煅烧炉热量来源,如何降低煅烧炉能耗和如何获得高纯度CO_(2)三个方面总结。针对CaL技术整合到水泥厂而言,重点总结了设有CO_(2)捕集系统和未设有CO_(2)捕集系统集成于不同规模的水泥厂中所产生的CO_(2)减排成本。表明将CaL技术集成于燃煤电厂后,系统效率损失为2.6%~7.9%,CO_(2)减排成本在16~53.1€/t,而CaL技术集成于水泥厂后,CO_(2)减排成本在17.1~83.2€/t。 展开更多

关键词 碳捕集与封存 钙循环 燃煤电厂 水泥厂 系统效率 CO_(2)减排成本

在线阅读 下载PDF 职称材料

沿面介质阻挡放电协同催化剂脱除NO/SO_(2)/Hg^(0)实验研究

6

作者 李朝兵 杨泽勇 +4 位作者 胡德浩 宋捷 赖金平 米高丽 于洁 《动力工程学报》 北大核心 2025年第2期292-299,共8页

通过选取并制备纳米TiO_(2)、Mn-TiO_(2)和Mn-Ce-TiO_(2)3种催化剂,研究了不同反应温度、烟气中氧体积分数以及气体停留时间条件下,各催化剂对NO、SO_(2)及Hg^(0)_(3)种污染物的催化氧化性能;分析了低温等离子体条件下,不同催化剂对NO、... 通过选取并制备纳米TiO_(2)、Mn-TiO_(2)和Mn-Ce-TiO_(2)3种催化剂,研究了不同反应温度、烟气中氧体积分数以及气体停留时间条件下,各催化剂对NO、SO_(2)及Hg^(0)_(3)种污染物的催化氧化性能;分析了低温等离子体条件下,不同催化剂对NO、SO_(2)及Hg^(0)的氧化机制。结果表明:反应温度升高能够促进NO、SO_(2)及Hg^(0)的氧化转化;增加反应气在催化反应器中的停留时间同样可以促进上述污染物的转化,但停留时间过长会引发副反应;在不同氧化还原气氛下,NO、SO_(2)及Hg^(0)表现的催化脱除机理不同;相比于TiO_(2)和Mn-TiO_(2)催化剂,Mn-Ce-TiO_(2)催化剂对NO、SO_(2)及Hg^(0)的脱除效果最优;相比于单独使用沿面型介质阻挡放电和催化剂,两者之间的耦合能够更好地脱除NO、SO_(2)及Hg^(0),并且协同Mn-Ce-TiO_(2)催化剂具有最优的污染物脱除性能。 展开更多

关键词 沿面介质阻挡放电 催化剂 催化氧化 NO SO_(2) Hg^(0)

在线阅读 下载PDF 职称材料

硝酸辅助碱木质素水热过程特性及机理

7

作者 张永博 陈志强 +4 位作者 朱丹晨 唐紫玥 陈应泉 杨海平 陈汉平 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第9期149-161,共13页

硝酸可使木质素快速解聚,具有使造纸黑液水热液化(Hydtrothermal Liquefaction, HTL)高值利用的潜力。以碱木质素(Alkaline Lignin, AL)为原料,分别研究了在硝酸作用下,不同反应时间、反应温度、反应初始压力下木质素水热过程特性,并探... 硝酸可使木质素快速解聚,具有使造纸黑液水热液化(Hydtrothermal Liquefaction, HTL)高值利用的潜力。以碱木质素(Alkaline Lignin, AL)为原料,分别研究了在硝酸作用下,不同反应时间、反应温度、反应初始压力下木质素水热过程特性,并探究了反应过程中碳元素的迁徙过程及水热反应过程机制。研究发现硝酸辅助AL水热反应过程由脱支链(10%~15%)、酸析聚集(65%~70%)和解聚(15%~20%)组成。水热产物主要受温度和初始压力的影响,对反应时间敏感程度较低。水热温度增加会促进水热炭的脱支链反应、抑制AL酸析聚集形成水热炭,使固体产物碳质量分数从77.0%减少至51.6%,气体产物碳质量分数从0.6%提高到14.2%;而增大初始反应压力会抑制AL解聚、促进AL酸析聚集形成水热炭,使液体产物碳质量分数从17.6%下降至4.1%,而固体产物质量分数则从50.8%增大至64.9%。木质素水热分解气体产物主要为CO_(2)和少量的CO,主要来自水热过程羰基、羧基及醚键的断裂;液体产物主要为AL解聚后的单体、二聚体以及酚类低聚物,主要来自酸催化AL的部分解聚和解聚产物的再聚合;水热炭主要由AL在酸性环境下软化、粘连成的疏水无定型中间体,吸附部分解聚的木质素碎片通过交联碳化过程形成。结合三态产物碳分布,反应时间为4 h、反应温度为180℃、初始反应压力为0 MPa是最适宜的工况,此时固体碳质量分数为50.8%,液体产物碳质量分数为17.6%。 展开更多

关键词 生物质 碱木质素 硝酸 水热处理 反应机

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同烘焙预处理条件对竹屑颗粒可磨性的影响

8

作者 陈剑峰 成伟 +5 位作者 张俊杰 蒋好 李赓 田旭 邵敬爱 陈汉平 《农业工程学报》 北大核心 2025年第6期237-246,共10页

生物质本身可磨性差,原料磨细制粉困难,而烘焙是清洁高效的预处理方法之一。该研究以竹屑颗粒作为原料,探究了不同烘焙温度与氧气浓度对生物质基本理化性质、可磨性与粒度分布的影响。结果表明:随着焙烧温度和氧浓度的提高,样品的热值... 生物质本身可磨性差,原料磨细制粉困难,而烘焙是清洁高效的预处理方法之一。该研究以竹屑颗粒作为原料,探究了不同烘焙温度与氧气浓度对生物质基本理化性质、可磨性与粒度分布的影响。结果表明:随着焙烧温度和氧浓度的提高,样品的热值提升明显,且烘焙后样品的H/C比和O/C比下降明显;在傅里叶红外光谱分析中,烘焙生物质的主要官能团的典型峰峰值随着烘焙程度的加深而下降;烘焙程度的加深也有助于样品可磨性的提升,烘焙后样品的哈氏可磨指数明显提升;烘焙预处理同样能改善研磨后样品的粒度分布,但会使样品的均匀性降低;采用响应面分析进一步优化试验,得到竹屑颗粒最佳烘焙条件为:270℃左右的烘焙温度、10%左右的氧气浓度。该研究结果将为竹屑颗粒的进一步高质化利用提供理论参考。 展开更多

关键词 烘焙 生物质 可磨性 粒度分析 响应面分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

木质素催化氢解制备高附加值化学品研究进展 被引量：2

9

作者 刘菊平 唐紫玥 +4 位作者 陈应泉 王贤华 陈汉平 杨扬 杨海平 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期945-958,共14页

开发和利用可再生生物质资源是实现二氧化碳减排的有效途径。而生物质结构复杂,整体反应性和利用率较低。木质素是自然界中唯一具有高能量密度的可再生芳香族聚合物,其转化和利用在全球范围内引起了广泛关注。然而,木质素结构的复杂性... 开发和利用可再生生物质资源是实现二氧化碳减排的有效途径。而生物质结构复杂,整体反应性和利用率较低。木质素是自然界中唯一具有高能量密度的可再生芳香族聚合物,其转化和利用在全球范围内引起了广泛关注。然而,木质素结构的复杂性、连接方式的不确定性、侧链连接的稳定性以及反应片段不可避免的再缩合,使得将木质素解聚成生物燃料或芳香化学品成为一项艰巨的挑战。催化氢解技术可将木质素转化为高选择性、高收率的酚类单体。但是木质素催化解聚过程中化学键的定向剪切,产物与结构之间的转化机理仍不清晰。本工作针对木质素的催化氢解生产高值化学品的最新研究进展,重点总结了木质素的催化氢解过程中催化剂及其高值化学品产物间的耦合关联,着重讨论了不同催化剂体系对木质素解聚产物过程机理的影响,尤其对于金属基催化剂,综述了贵金属基催化剂、过渡基金属催化剂、水滑石催化剂和金属有机框架催化剂对于产物分布影响的最新进展,并进一步总结了不同催化剂存在的问题和转化机制;同时木质素加氢催化裂解过程中溶剂是促进木质素溶解、加速传热传质、促进反应物和催化剂在反应器中均匀分散的关键。本工作并对木质素液化的主要溶剂,例如水、醇类和新型溶剂体系对木质素的解聚效应进行综述。最后,就领域所面临的机遇和挑战进行了总结和展望,为木质素高效定向转化与高值化利用提供了理论参考。 展开更多

关键词 木质素 催化 氢解 化学品

在线阅读 下载PDF 职称材料

生物质气压烘焙技术研究进展 被引量：1

10

作者 石鎏 胡振中 +9 位作者 李显 孙一鸣 童珊 刘显哲 郭丽 刘豪 彭冰 李硕 罗光前 姚洪 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2494-2511,共18页

气压烘焙技术具备反应条件温和、能耗低、脱氧效率高、能量回收率高、半焦燃料品质近似次烟煤等优势,是一种有希望替代传统烘焙的新型技术之一。本文介绍了气压烘焙的发展脉络,综述了气压烘焙工况优化(包括原料种类、温度、压力、时间)... 气压烘焙技术具备反应条件温和、能耗低、脱氧效率高、能量回收率高、半焦燃料品质近似次烟煤等优势,是一种有希望替代传统烘焙的新型技术之一。本文介绍了气压烘焙的发展脉络,综述了气压烘焙工况优化(包括原料种类、温度、压力、时间)、产物组成与理化特性,阐述了气压烘焙宏观反应路径和微观反应机理,着重介绍了半焦的燃烧、热解、气化利用途径,回顾了气压烘焙的反应器设计及其在含氯固废、污泥等处置中的拓展。最后对气压烘焙技术可将生物质转化为高品质固体燃料,直接替代煤炭进行了总结和展望。 展开更多

关键词 生物质 气压烘焙 脱氧 优化 产物特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

钙循环热化学储能及其耦合CO_(2)捕集技术研究进展 被引量：5

11

作者 代金雨 罗聪 +2 位作者 李小姗 邬凡 张立麒 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-18,共18页

钙循环热化学储能的基本原理是采用钙基热载体(以CaO为主)与CO_(2)的化学链循环可逆反应进行循环的储热与放热过程。由于钙基原料的成本低廉、来源广泛、储放热密度高,钙循环技术被认为是一种十分有潜力的热化学储能技术,具有良好的应... 钙循环热化学储能的基本原理是采用钙基热载体(以CaO为主)与CO_(2)的化学链循环可逆反应进行循环的储热与放热过程。由于钙基原料的成本低廉、来源广泛、储放热密度高,钙循环技术被认为是一种十分有潜力的热化学储能技术,具有良好的应用前景。此外,在钙循环储放热过程中,可利用碳酸化反应捕集CO_(2),形成储能与CO_(2)捕集耦合以降低碳捕集的能量需求。但钙基热载体在循环利用过程中易失活和磨损,且钙循环热化学储能系统大部分研究仍处于实验室阶段,而与碳捕集耦合会加剧钙基热载体的烧结失活。对此,国内外开展了大量基础研究,提出了一系列增强钙基载体活性,减少磨损,提高钙循环储热效率的方法。综述了钙循环热化学储能及其耦合CO_(2)捕集技术的研究进展,从钙基热载体的物化特性与改性方法、钙循环储能和CO_(2)捕集系统的流程设计、反应器设计3方面归纳了近年来钙循环储热技术的研究进展,包含钙循环储能辅助太阳能发电、钙循环热化学储能耦合CO_(2)捕集系统的改进方法,以及直接与间接辐照煅烧储热反应器的开发研究现状。最后总结了现阶段存在的主要问题,并提出该技术未来研究方向。 展开更多

关键词 钙循环 二氧化碳捕集 热化学储能 光热发电 烧结

在线阅读 下载PDF 职称材料

污泥4种热处理产物中磷的化学提取-沉淀回收性能

12

作者 张芷晗 罗欣宜 +3 位作者 张艾嘉 杨应举 刘晶 乔瑜 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期52-58,共7页

污水处理厂污泥中磷含量较高,对磷进行回收能有效实现磷资源的二次利用。采用磷酸铵镁(MAP)回收法分别对污泥4种热处理产物阴燃灰、掺烧灰、焚烧灰和热解焦的酸浸出液进行磷回收试验,重点分析了各热处理产物在酸浸出-MAP路线下的磷回收... 污水处理厂污泥中磷含量较高,对磷进行回收能有效实现磷资源的二次利用。采用磷酸铵镁(MAP)回收法分别对污泥4种热处理产物阴燃灰、掺烧灰、焚烧灰和热解焦的酸浸出液进行磷回收试验,重点分析了各热处理产物在酸浸出-MAP路线下的磷回收性能,包括磷沉淀率、产物中磷和杂质含量,并进一步探究了沉淀产物的环境安全性。结果表明,通过酸浸出-MAP回收法,单位质量沉淀产物磷质量分数达19.82~31.71 mg/g,原污泥中磷回收率达49.25%~65.81%。磷回收性能由高到低依次为焚烧灰、热解焦、阴燃灰、掺烧灰。酸浸出-MAP回收产物中含有大量Ca、Fe、Al和Si杂质,且含有一定量Zn、Pb、Cr、Cu、Cd、As和Ni,其中Zn含量远高于其他重金属含量。产物纯度和环境安全性由高到低依次为焚烧灰、掺烧灰、热解焦、阴燃灰。在沉淀产物的环境安全性方面,阴燃灰、焚烧灰和热解焦的酸浸出-MAP回收产物中重金属含量均符合GB/T 23349—2009《肥料中砷、镉、铅、汞生态指标》和GB 4284—2018《农用污泥污染物控制标准》。掺烧灰的酸浸出-MAP回收产物中Cd质量分数为3.20 mg/kg,超过农用污泥污染物控制标准限值3.00 mg/kg。 展开更多

关键词 污泥 热处理 磷回收 酸浸出-磷酸铵镁回收法 磷沉淀率 杂质含量

在线阅读 下载PDF 职称材料