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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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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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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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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基于MLP-MINLP的发电机组干湿联合冷却系统运行优化

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热力发电 2025年第3期54卷 121-130页

作者：马尧曹越陈然璟司风琪东南大学能源转换及过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

“双碳”背景下,发电机组作为消纳新能源的调节性电源,对其发电灵活性提出了重大挑战。干湿联合冷却系统是保证发电机组安全、稳定运行的重要系统,急需对该系统的运行策略进行优化以提高其灵活性和经济性。以某660 MW发电机组的干湿联... 详细信息

“双碳”背景下,发电机组作为消纳新能源的调节性电源,对其发电灵活性提出了重大挑战。干湿联合冷却系统是保证发电机组安全、稳定运行的重要系统,急需对该系统的运行策略进行优化以提高其灵活性和经济性。以某660 MW发电机组的干湿联合冷却系统为研究对象,建立了预测干湿联合冷却系统冷却水出水温度的多层感知机(MLP)神经网络模型,并根据实际运行条件的限制建立并线性化处理了干湿联合冷却系统的混合整数非线性规划(MINLP)模型。通过求解MLP-MINLP优化模型获得了各工况下干湿联合冷却系统变频风机运行的最优策略,实现了降低干湿联合冷却系统耗电量的目标。结果表明:优化变频风机配置后总功率显著降低约11.16%,变频风机异频运行策略可使总功率有限降低约3.62%~5.38%。MLP-MINLP优化模型可实现干湿联合冷却系统的灵活、经济运行,为干湿联合冷却系统运行优化提供了解决方案。

关键词：干湿联合冷却系统变频风机多层感知机混合整数非线性规划

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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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基于Aspen Plus的利用林业生物质作为替代燃料的水泥分解炉模拟及NO减排研究

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可再生能源 2025年第1期43卷 1-9页

作者：古启鑫戴晨凌影陈国威金保昇东南大学能源热转换及过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

基于Aspen Plus建立利用林业生物质作为替代燃料的水泥分解炉模型,选取杨木作为代表性林业生物质,替代40%的煤燃料,在流化床低温气化条件下,研究气化温度、当量比、生物质含水率对产气组分及热值、水泥分解炉出口温度、NO排放浓度的影... 详细信息

基于Aspen Plus建立利用林业生物质作为替代燃料的水泥分解炉模型,选取杨木作为代表性林业生物质,替代40%的煤燃料,在流化床低温气化条件下,研究气化温度、当量比、生物质含水率对产气组分及热值、水泥分解炉出口温度、NO排放浓度的影响。以NO排放浓度为响应值,进行中心组合试验,建立响应面并进行分析。结果表明:在11000 kg/h的生物质进料速率下,随着气化温度从550℃升至700℃,产气中各可燃组分含量先下降后上升,可燃组分含量的升高对NO的生成有促进作用;在当量比大于0.15时,焦炭大多被气化反应消耗,对NO的还原减弱,导致NO排放浓度上升;生物质含水率的增加导致产气中各可燃组分含量下降,分解炉出口温度呈下降趋势;三因素之间存在交互作用,当量比对NO排放浓度影响的显著性水平最高,气化温度和当量比之间交互作用最强;当气化温度为550℃,当量比为0.2,生物质含水率为12.5%时,NO排放浓度(442.91 mg/m^(3))最小。

关键词： Aspen Plus 替代燃料低温气化分解炉 NO减排

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基于即时学习的火电机组工况匹配与经济性诊断方法研究

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动力工程学报 2025年第5期45卷 796-804页

作者：刘维任少君司风琪东南大学能源热转换及过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

现有基于数据驱动的能耗优化与节能诊断方法大多基于离线全局模型进行分析,在实际运行中复杂多样的机组状态会使所建模型性能下降。针对该问题,本文提出一种基于即时学习和工况匹配的机组经济性诊断方法。在机组历史运行工况数据的基础... 详细信息

现有基于数据驱动的能耗优化与节能诊断方法大多基于离线全局模型进行分析,在实际运行中复杂多样的机组状态会使所建模型性能下降。针对该问题,本文提出一种基于即时学习和工况匹配的机组经济性诊断方法。在机组历史运行工况数据的基础上进行数据预处理,选取与目标参数相关的边界参数和相关参数。通过网格划分得到不同边界下的工况单元,并筛选性能最优样本作为基准工况样本集,建立目标工况库。在目标工况库的基础上进行工况匹配,如果成功匹配,则选取对应边界下性能最优值作为参数基准值,反之采用即时学习方法,通过相似度度量提取相似工况样本,建立局部在线模型,将输出预测值作为基准值,作为性能评价和控制调整的参考。结果表明:根据所提方法能够获得不同工况单元内厂用电率基准值,得到脱硫耗电率的优化策略,为机组运行优化提供了可靠指导。

关键词：火电机组即时学习工况匹配能耗基准状态经济性诊断

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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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