检索结果-内蒙古大学图书馆

化工进展 2025年第2期44卷 1064-1075页

作者：赵佳琪黄亚继李志远朱志成祁帅杰高嘉炜刘俊张煜尧东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

城镇化的加速推进导致污泥处置压力不断增大。热解法作为资源化处置污泥的有效手段,重金属是处置过程中需要格外关注的一种污染物。本文在水平固定床反应器中开展污泥和农林废弃物的共热解实验,探究不同热解温度下(500℃、700℃)农林废... 详细信息

城镇化的加速推进导致污泥处置压力不断增大。热解法作为资源化处置污泥的有效手段,重金属是处置过程中需要格外关注的一种污染物。本文在水平固定床反应器中开展污泥和农林废弃物的共热解实验,探究不同热解温度下(500℃、700℃)农林废弃物种类(稻壳、木屑、玉米秸秆)以及掺混比例(25%、50%)对重金属元素Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn在生物炭中迁移转化特性的影响。研究发现,随着热解温度由500℃升至700℃,重金属在生物炭中的残余率呈现下降趋势,而掺混农林废弃物共热解则会使生物炭中Co、Cr、Mn的残余率上升。对重金属赋存形态的研究发现,热解温度的升高以及掺混农林废弃物共热解在大部分情况下可以使重金属以更稳定的形态赋存在生物炭中,但也应注意700℃时掺混农林废弃物共热解不利于生物炭中Ni向稳定形态转化。总体上看,掺混农林废弃物共热解会使生物炭的潜在生态风险系数呈下降趋势。本文期望为实际工业生产中污泥热处置重金属排放控制方面提供有价值的参考。

关键词：污泥农林废弃物共热解重金属生物炭

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燃煤飞灰细颗粒物中痕量元素的分布与富集特性

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第1期56卷 322-333页

作者：刘平申奥吴鑫玉童姜毅朱纯段钰锋东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

为探究燃煤飞灰细颗粒物中痕量元素的分布与富集特性,采集了循环流化床锅炉的飞灰并筛分成4种粒径范围:>50μm、(43,50]μm、(38,43]μm和<38μm。利用XRF和XRD检测各粒径范围飞灰的主要矿物成分,确定煤中痕量元素的富集载体。采... 详细信息

为探究燃煤飞灰细颗粒物中痕量元素的分布与富集特性,采集了循环流化床锅炉的飞灰并筛分成4种粒径范围:>50μm、(43,50]μm、(38,43]μm和<38μm。利用XRF和XRD检测各粒径范围飞灰的主要矿物成分,确定煤中痕量元素的富集载体。采用改良的逐级化学提取法探究痕量元素的化学形态,探索粒径与痕量元素富集的关联性。研究结果表明:痕量元素在飞灰和底渣中都明显富集,在飞灰中的富集程度高于底渣的富集程度。痕量元素质量分数与飞灰粒径呈负相关,粒径小于38μm的细灰颗粒对痕量元素有很强的亲和力,Sr、Ce、Li和La的质量分数均大于100μg/g。在痕量元素的五种化学形态中,残余态(F5)在飞灰中质量分数最大,为62.6%~77.5%;其次是有机/硫化物态(F4),在飞灰中质量分数为9.3%~17.8%;再次是碳酸盐结合态(F2),在飞灰中质量分数为9.2%~14.2%;其余为离子可交换态(F1)和铁锰氧化物结合态(F3)。残余态源于煤中大多以铝硅化合物形式存在的痕量元素,燃烧后凝聚成铝硅酸盐玻璃赋存于飞灰中;有机/硫化物态主要来自煤中的有机物和硫酸盐;碳酸盐结合态主要来源于煤矸石的不完全燃烧;离子可交换态和铁锰氧化物结合态的质量分数极低,可能是煤中离子吸附矿物稀少,飞灰中铁、锰、钛的氧化物质量分数较低所致。

关键词：痕量元素分布富集飞灰细颗粒物

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Sn改性VWTi催化剂高效提高耐碱金属性能—实验与模拟探究

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燃料化学学报(中英文) 2025年第1期53卷 152-162页

作者：周峻伍仲兆平费亦凡陈宏东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京211189

碱金属会使得脱硝催化剂中毒,降低催化剂的脱硝活性。为了提升VWTi催化剂在碱金属环境中的稳定性和活性,本研究通过掺入Sn元素提升VWTi催化剂抵御碱金属中毒性能。通过等体积浸渍法,合成了不同Sn含量(质量分数为1%、2%、3%)的VWTi催化剂... 详细信息

碱金属会使得脱硝催化剂中毒,降低催化剂的脱硝活性。为了提升VWTi催化剂在碱金属环境中的稳定性和活性,本研究通过掺入Sn元素提升VWTi催化剂抵御碱金属中毒性能。通过等体积浸渍法,合成了不同Sn含量(质量分数为1%、2%、3%)的VWTi催化剂,并评估了其对多种碱金属(KCl、K_(2)O、NaCl、Na_(2)O)的耐受性。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对催化剂进行了测试。研究发现,Sn的加入有效增强了催化剂表面的酸性位点,从而提高其抗碱金属中毒能力。通过氨气程序升温脱附(NH3-TPD)分析发现,Sn掺杂增加了催化剂的酸性位点数量和总酸量。氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)和XPS结果显示,SNO_(2)的掺入提升了催化剂的氧化还原性能,增加了表面化学吸附氧物种,提升了其对氨的选择性催化效率。将构建的催化剂及碱金属量子化学模型,根据前线轨道理论计算各种碱金属毒物与催化剂的反应活性,以揭示碱金属毒物与催化剂的化学反应机理。结果表明,碱金属与催化剂的反应活性排序为NaCl>KCl>Na_(2)O>K_(2)O,表明,NaCl最容易与催化剂结合发生化学中毒。实验结果表明,各种碱金属物种致使催化剂中毒程度大小为KCl>K_(2)O>NaCl>Na_(2)O,表明,KCl导致催化剂因中毒性能下降最为显著,且在高碱金属浓度条件下,Sn掺杂比例为2%的SnVWTi催化剂展现出优异的催化活性和稳定性,在300℃下抵御KCl中毒性能相较于VWTi催化剂提升33.48%。本研究制备的Sn掺杂VWTi催化剂抵御碱金属中毒能力有明显提升,在含有高浓度碱金属烟气处理时具有明显优势。

关键词：选择性催化还原 VWTi催化剂 Sn掺杂碱金属中毒量子化学计算

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TiO_(2)掺杂钙基材料加压碳酸化循环储热性能实验研究

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化工学报 2025年第3期76卷 1180-1190,F0003页

作者：伏遥邵应娟钟文琪东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

在CaCO_(3)/CaO热化学储能循环的释热(碳酸化)过程中,加压可显著提高钙基材料的循环储热性能。本文对TiO_(2)掺杂钙基材料(CaCO_(3)-TiO_(2))在加压条件下的碳酸化循环储热性能展开研究,重点讨论了TiO_(2)掺杂量、碳酸化压力、循环次数... 详细信息

在CaCO_(3)/CaO热化学储能循环的释热(碳酸化)过程中,加压可显著提高钙基材料的循环储热性能。本文对TiO_(2)掺杂钙基材料(CaCO_(3)-TiO_(2))在加压条件下的碳酸化循环储热性能展开研究,重点讨论了TiO_(2)掺杂量、碳酸化压力、循环次数等对CaCO_(3)-TiO_(2)储热性能的影响。结果表明:掺杂5%(质量分数)TiO_(2)时,CaCO_(3)-5TiO_(2)比纯CaCO_(3)碱性更强,碳酸化反应更易进行,循环储热性能最好。碳酸化压力升高可以增强CaCO_(3)-5TiO_(2)的储热性能,但增强幅度随着压力升高而减小。在最佳工况(0.8 MPa,850℃)下循环30次后,CaCO_(3)-5TiO_(2)储热密度是常压下纯CaCO_(3)的2.9倍。SEM/TEM和BET表征显示,TiO_(2)与CaO反应生成的CaTiO_(3)有效缓解了材料的烧结与团聚,循环30次后,煅烧CaCO_(3)-5TiO_(2)的比表面积和孔容是煅烧纯CaCO_(3)的2倍和1.4倍,具有更稳定的加压碳酸化循环储热性能。

关键词：热化学储能钙基材料加压碳酸化二氧化碳吸附稳定性

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脱硫废水旋转喷雾干燥塔烟气分布器优化设计

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第3期56卷 868-880页

作者：陈沾兴詹凌霄陈海杰杨林军东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室大唐环境产业集团股份有限公司

为了实现脱硫废水旋转喷雾干燥塔烟气分布器的优化设计，降低塔体阻力并提升蒸发性能，本文提出了一种基于CFD和LG-GPR-CIAL模型的优化方法。首先，利用CFD技术模拟干燥塔内流场分布，构建了稳态气液耦合模型获取样本；其次，引入LG-GPR... 详细信息

为了实现脱硫废水旋转喷雾干燥塔烟气分布器的优化设计，降低塔体阻力并提升蒸发性能，本文提出了一种基于CFD和LG-GPR-CIAL模型的优化方法。首先，利用CFD技术模拟干燥塔内流场分布，构建了稳态气液耦合模型获取样本；其次，引入LG-GPR-CIAL模型，利用高斯过程回归(GPR)构建代理模型，并借助遗传算法(GA)最小化留一法均方误差(LOO-MSE)以优化GPR模型超参数，主动学习策略采用置信度与重要性边界相结合的采样策略，每次仅选取置信区间最大且目标函数最优的一个点进行采样，实现样本量最小化与模型精度提升的双重目标；第三，通过调整内外导流板的几何参数，实现了对烟气分布器的优化设计，通过主动学习策略不断引入新的样本点，提高模型精度，最终确定最优解；最后，通过1个600 MW燃煤机组脱硫废水旋转喷雾蒸发系统的实例，验证了该方法的有效性和准确性。研究结果表明：优化后的烟气分布器增加了出口气流的均匀性，降低了气流湍流强度，在保证脱硫废水旋转喷雾蒸发性能的同时，显著降低了10.05%的干燥塔的阻力。

关键词：旋转喷雾干燥塔烟气分布器数值模拟优化设计主动学习

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用于直接空气捕集的钾基吸附剂的掺杂改性

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燃烧科学与技术 2025年第2期31卷 197-204页

作者：郑健飞陈晓平马吉亮梁财东南大学能源与环境学院南京210096 东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

针对再生温度过高以及制备过程复杂的问题,以微米级ZrO_(2)为载体、K_(2)CO_(3)为活性组分,研制了制备过程简易且可以实现低温下直接空气捕集的钾基吸附剂,并选取二氧化钛(TiO_(2))、氯化钾(KCl)、活性炭(AC)、锆硅酸钠(Na_(2)ZrO·... 详细信息

针对再生温度过高以及制备过程复杂的问题,以微米级ZrO_(2)为载体、K_(2)CO_(3)为活性组分,研制了制备过程简易且可以实现低温下直接空气捕集的钾基吸附剂,并选取二氧化钛(TiO_(2))、氯化钾(KCl)、活性炭(AC)、锆硅酸钠(Na_(2)ZrO·(SiO_(4))_(2))、全弗烷基硅烷(C_(10)H_(4)C_(l3)F_(17)Si)作为K_(2)CO_(3)/ZrO_(2)复合吸附剂的掺杂剂进行改性.对5种改性复合吸附剂在CO_(2)直接空气捕集中的碳酸化反应特性进行了研究,结果表明:Na_(2)ZrO·(SiO_(4))_(2)、AC、TiO_(2)的掺杂对K_(2)CO_(3)/ZrO_(2)复合吸附剂的吸附量有负面作用;KCl的掺杂对吸附量的提升作用较小;而C_(10)H_(4)C_(l3)F_(17)Si的掺杂使K_(2)CO_(3)/ZrO_(2)吸附剂的吸附量提升了56%,吸附过程中碳酸化反应速率整体提高,增加了直接空气捕集的经济性.论文进一步通过微观层面阐述了掺杂剂对钾基吸附剂碳酸化反应特性的作用原理.

关键词：复合吸附剂直接空气捕集掺杂改性 K_(2)CO_(3)/ZrO_(2)

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机器学习在有机固废厌氧消化中的应用进展与展望

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东南大学学报(自然科学版) 2025年

作者：何晓满郭静远沈德魁林日琛东南大学能源与环境学院东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

为了进一步提高机器学习（ML）模型在厌氧消化（AD）领域的适用性和预测性能，系统性梳理了近期的相关研究进展。综述了ML建模过程、各种模型的特点及其在AD中的应用价值与局限性，并展望了未来的研究方向。结果表明，常见ML模型（随机... 详细信息

为了进一步提高机器学习（ML）模型在厌氧消化（AD）领域的适用性和预测性能，系统性梳理了近期的相关研究进展。综述了ML建模过程、各种模型的特点及其在AD中的应用价值与局限性，并展望了未来的研究方向。结果表明，常见ML模型（随机森林、支持向量机和人工神经网络等）在AD产气性能预测、工艺参数优化、过程监测和控制等方面有很好的应用价值，但仍存在数据量不足、易过拟合、可解释性不足和面对复杂情况预测性能差等问题。通过生成对抗网络和人工智能算法等方法可衍生数据进而降低过拟合的风险。此外，集成现有的机械模型和数字驱动的ML模型，并结合宏基因组等生物信息学分析方法，可进一步提高模型的预测性能和可解释性。

关键词：厌氧消化甲烷产生机器学习建模过程优化

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散热器顶角对太阳能增效型间接空冷塔性能影响研究

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热力发电 2025年第1期54卷 67-77页

作者：李治达马欢司风琪东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京211102

建立了太阳能增效型间接空冷塔的三维数值模型,从塔内外流场、温度分布以及不同分区散热器的进风量和换热量,分析在不同侧风和有无太阳辐射情况下,散热器顶角对太阳能增效型间接空冷塔性能的影响。结果表明:侧风条件下,塔的流动特性和... 详细信息

建立了太阳能增效型间接空冷塔的三维数值模型,从塔内外流场、温度分布以及不同分区散热器的进风量和换热量,分析在不同侧风和有无太阳辐射情况下,散热器顶角对太阳能增效型间接空冷塔性能的影响。结果表明:侧风条件下,塔的流动特性和换热特性随着散热器顶角的增大而变好,太阳辐射对塔性能的改善效果也越好;侧风会增强迎风区散热器的性能,削弱侧风区和背风区散热器的性能,且太阳辐射会使各分区的散热器性能有所提升;但如果该分区存在二次换热,太阳辐射反而会削弱该处散热器的换热;在散热器顶角从60°增大到120°后,太阳辐射使各风速下塔的平均通风量增加率从0.66%扩大到3.18%,平均换热量增加率从基本不变扩大到3.12%,太阳辐射对塔的提升效果随着散热器顶角的增大而增强。因此,散热器顶角为120°的塔型方案具有最优的流动换热特性。

关键词：太阳能冷却塔三角散热器顶角数值模拟

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废弃木质建筑模板与典型生物质热解产物分布及特性对比

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化工进展 2025年第2期44卷 1120-1128页

作者：祁帅杰黄亚继徐鹏程齐景伟李志远时浩赵佳琪高嘉炜刘俊张煜尧东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096 光大环境科技(中国)有限公司江苏南京210000

通过在水平固定床反应器内开展废弃木质建筑模板的热解实验,探究热解温度(400~800℃)对废弃木质建筑模板热解产物的影响,另外选取木屑、稻壳两种典型生物质,比较分析了三种原料的热解三相产物分布及性质。研究发现,随热解温度的升高,废... 详细信息

通过在水平固定床反应器内开展废弃木质建筑模板的热解实验,探究热解温度(400~800℃)对废弃木质建筑模板热解产物的影响,另外选取木屑、稻壳两种典型生物质,比较分析了三种原料的热解三相产物分布及性质。研究发现,随热解温度的升高,废弃木质建筑模板和两种典型生物质的固相产率都呈现降低的趋势,而气相产率呈现增加的趋势,液相产物产率于500℃时达到峰值后逐渐降低;各生物炭表面官能团含量不断下降,除稻壳外生物炭孔隙结构趋于丰富;热解油中含氧类重质有机物分子逐渐转化为芳香类及烃类等轻质分子;热解气中可燃组分占比增加;木质建筑模板在400℃时固相产率最高,为40.16%,500℃时热解液相产率最高,达到53.6%,随着温度的进一步升高,气相产率在800℃时达43.3%。相同热解温度下木质建筑模板的液相产率最大,热解油中含氧类及芳香类有机物占比较高;低温工况下热解气中可燃组分占比高于木屑和稻壳。本研究为废弃木质建筑模板的资源化利用提供了有益参考。

关键词：木质建筑模板生物质固定床热解三相产物

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流化床技术:CCS和脱碳应用中的挑战与前景

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洁净煤技术 2025年第3期31卷 1-16页

作者：陆勇李林孙镇坤段伦博东南大学能源与环境学院东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

流化床反应器(FBR)作为碳捕集与封存(CCS)及工业脱碳的核心技术,凭借其高效传热传质、操作灵活及规模化潜力,已成为降低工业CO_(2)排放的关键路径。系统梳理了FBR在燃烧前、中、后三阶段的碳捕集技术进展:燃烧前阶段通过气化工艺将固体... 详细信息

流化床反应器(FBR)作为碳捕集与封存(CCS)及工业脱碳的核心技术,凭借其高效传热传质、操作灵活及规模化潜力,已成为降低工业CO_(2)排放的关键路径。系统梳理了FBR在燃烧前、中、后三阶段的碳捕集技术进展:燃烧前阶段通过气化工艺将固体燃料转化为高纯度合成气,结合钙基吸附剂强化CO_(2)分离效率;燃烧中碳捕集技术聚焦富氧燃烧与化学链燃烧(CLC),利用流态化特性优化燃烧条件,实现烟气中CO_(2)体积分数提升至80%以上;燃烧后技术则依托钙循环(CaL)与碱基吸附剂循环,通过FBR的连续操作实现高效吸附−再生循环。此外,太阳能与电加热技术的创新融合进一步拓展了FBR的低碳应用场景——太阳能驱动的高温煅烧与钙循环耦合可减少化石燃料供热产生的CO_(2)排放并降低30%的能耗,而电加热流化床通过精准温控与快速响应特性,为生物质气化、吸附剂再生及水泥煅烧等过程提供零碳解决方案。然而,FBR的规模化推广仍面临多重瓶颈:吸附剂循环稳定性不足(如烧结导致的孔隙结构坍塌与表面钝化使得钙基材料经10次循环后活性下降40%)、设备磨损与高温腐蚀(SiC涂层可降低70%磨损率但仍需优化)、高能耗(煅烧需900~950℃)及工艺集成复杂性(如CLC需同步控制燃料反应器、空气反应器与载氧体循环倍率)。面向碳中和目标,未来研究需多维度突破:①开发高稳定性吸附材料(如纳米改性钙基吸附剂、金属有机框架(MOF)材料);②设计多级集成反应器(如鼓泡−输运耦合系统)以优化传质与热管理;③结合CFD多尺度建模与AI实时控制,提升系统动态响应能力;④推动跨领域协同创新,政策层面需完善碳定价机制、加大试点项目资助,并通过国际合作加速技术标准化进程。通过融合可再生能源、智能控制与材料创新,FBR技术有望在电力、水泥、钢铁等高碳行业实现深度脱碳,为全球能源结构转型提供兼具经济性与可持续性的技术支撑。

关键词：流化床反应器碳捕集与封存脱碳技术太阳能电加热

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