国家自然科学基金(51346001)
- 作品数：3 被引量：20H指数：2
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- 相关机构：华北电力大学哈尔滨工业大学更多>>
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- 相关领域：动力工程及工程热物理理学农业科学更多>>
- 互花米草与褐煤共热解特性试验被引量：12
- 2014年
- 互花米草是一种高 Na、K 含量的盐生植物，直接燃烧存在结渣与沉积腐蚀问题，而与煤炭共热解可以有效发挥其高碱金属含量的特点。该文采用热重-傅立叶红外联用分析法（thermogravimetric analysis coupled with Fourier transform infrared spectroscopy，TG-FTIR）研究了互花米草与褐煤在质量比（S∶L）分别为1∶4、2∶3、3∶2和4∶1条件下的共热解特性。试验所用互花米草的Na、K质量分数分别为16064.3和6175.7 mg/kg，挥发分质量分数为75.40%，褐煤的挥发分质量分数为33.92%。TG分析表明，4种混合原料共热解均产生了协同效应，且主要表现为385～510℃温度区间内互花米草对褐煤热解的促进作用，在该温度区间内共热解反应活化能随互花米草比例的增加呈下降趋势，由褐煤单独热解时的53.62 kJ/mol最低降到S∶L为4∶1时的13.34 kJ/mol，同时共热解比褐煤单独热解反应速率常数升高幅度达到1～2个数量级。热解气体的FTIR分析表明，共热解可以提高热解气体的质量，与单独热解相比共热解可以促进CH4和CO气体的产生。从提高热解气体质量角度分析，4种混合样品中S∶L为3∶2和4∶1的协同效应更为明显。研究表明互花米草可以用作煤炭热解的可弃催化剂，拓宽了互花米草的能源化利用途径。
- 李继红杨世关李晓彤
- 关键词：热解褐煤互花米草TG-FTIR
- 脱碳方式对沼气发酵甲烷原位富集的影响
- 2014年
- 甲烷原位富集是通过厌氧发酵直接制取生物天然气的一项技术,该技术通过将溶解在发酵液中的CO2持续脱除达到产出高甲烷含量沼气的目的,影响甲烷原位富集效果的关键是CO2的脱除方式。为了研究和探索适宜甲烷原位富集的脱碳方式,该文研究了空气吹脱、真空脱碳和超声波辅助空气吹脱3种脱碳方式对甲烷原位富集的影响。采用葡萄糖配制的人工废水为原料,在中温38℃条件下开展了厌氧发酵甲烷原位富集试验。结果表明,空气吹脱除碳方式下,发酵液日循环比率(daily recycle rates,DRR)为0.2和0.4 L/(L·d)时,所产沼气中甲烷平均体积分数分别达到了76.4%和78.3%,比对照组的65.4%分别提高了17%和20%;DRR为0.2 L/(L·d)空气吹脱组的累积甲烷产量与对照组相近,但DRR为0.4 L/(L·d)空气吹脱组累积甲烷产量比对照下降了15%,原因是吹脱提高了溶解氧含量并导致了抑制作用;在真空度0.1 MPa下真空脱碳组沼气甲烷体积分数比DRR为0.2 L/(L·d)的空气吹脱组下降了4.6%。超声波辅助空气吹脱试验结果表明,超声波可以加强CO2吹脱效果,在前3 min内其脱除CO2的速度比空气吹脱组提高了32%,同时经过21 min吹脱经其处理发酵液中游离态CO2的脱除量比单独空气吹脱组提高了29.8%。总之,控制空气吹脱携带溶解氧对厌氧发酵的抑制作用是甲烷原位富集工艺需重点考虑的因素,超声波对CO2空气吹脱能产生明显的促进作用,值得深入研究。
- 杨世关李继红赵圆方肖婷董长青
- 关键词：沼气空气吹脱真空脱碳
- 理想与还原Fe_2O_3[001]表面上汞吸附协同催化CO分解作用（英文）被引量：8
- 2016年
- 煤化学链燃烧必然释放汞,汞与载氧体表面相互作用,影响表界面的氧化还原反应。本文采用密度泛函理论计算,研究汞(Hg0)在理想表面(Fe_2O_3[001])和一系列被还原表面(Fe_2O_(2.75)、Fe_2O_(2.5)、Fe_2O_(2.25)、Fe_2(O1.625)、Fe_2O_(0.875)、Fe_2O_(0.375)和Fe)的吸附,以及Hg0对Fe_2O_(1.625)、Fe_2O_(0.875)、Fe_2O_(0.375)和Fe等表面催化CO分解反应的协同作用机理。Hg0物理吸附在理想Fe_2O_3[001]表面。随着Fe_2O_3[001]表面不断被还原,Hg0发生化学吸附。Hg0吸附降低了CO与Fe_2O_3、Fe_2O_(2.75)、Fe_2O_(2.5)和Fe_2O_(2.25)等表面之间的相互作用,抑制O传递氧化CO为CO_2的反应;载氧体进一步还原过程中,Hg0吸附促进了CO与Fe_2O_(1.625)、Fe_2O_(0.875)、Fe_2O_(0.375)及Fe等表面之间的相互作用,进而促进了表面对CO的催化分解反应,加速了载氧体表面的积碳,降低了化学链燃烧效率。因此,合理控制载氧体的还原程度既可以减弱Hg0的吸附,也可以抑制积碳的形成,这对化学链燃烧的操作优化至关重要。
- 李继红林常枫覃吴肖显斌魏利
- 关键词：化学链燃烧载氧体CO_2捕集密度泛函理论
