检索结果-内蒙古大学图书馆

燃料化学学报（中英文） 2023年第8期51卷 1106-1113,I0004页

作者：于士杰赵鹏刘茂清高宇李清海张衍国周会清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源利用与减排技术北京市重点实验室北京100084

本工作研究了水热过程中解耦的温度和压力对木质素的影响,评估了水热处理对于木质素结构的影响,评估了解耦温度和压力对于木质素水热过程液相产物的影响。结果表明,木质素全部由松柏醇的G型单体组成,水热处理后,木质素中的β-O-4酯键等... 详细信息

本工作研究了水热过程中解耦的温度和压力对木质素的影响,评估了水热处理对于木质素结构的影响,评估了解耦温度和压力对于木质素水热过程液相产物的影响。结果表明,木质素全部由松柏醇的G型单体组成,水热处理后,木质素中的β-O-4酯键等C-O键发生断裂,甲氧基以及和含氧结构相连的脂肪族结构转化为脂肪族碳骨架。液相产物最初为香草醛和3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1-丙醇,后续主要通过单体间的转化以及木质素末端愈创木基单元的β-O-4键的裂解为愈创木酚。解耦的高压会抑制木质素液相产物的产生,并且会降低产物中异丁香酚的选择性。本研究结果有望为木质素的水热转化过程工况的优化提供更为基础的认识和理解。

关键词：生物质碱木质素水热转化温度压力解耦亚临界水

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基于碳化钼材料CO_(2)加氢制备高附加值化学品的热催化研究进展

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物理化学学报 2024年第4期40卷 26-51页

作者：徐勇庆杨玉瑶武孟娜杨潇潇别璇张时语李清海张衍国张宸伟 Robert EPrzekop Bogna Sztorch Dariusz Brzakaski 周会清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源利用与减排技术北京市重点实验室北京100084 Centre for Advanced Technologies Adam Mickiewicz University in PoznanPoznan 61-614 Poland

CO_(2)加氢对于CO_(2)转化制备高附加值化学品和燃料以实现二氧化碳利用及能源储存至关重要。CO_(2)加氢包括甲烷化、逆水煤气变换、甲醇化和CO_(2)直接费托合成等。碳化钼,尤其是其二维材料,由于其低成本和良好的性能而备受关注。在CO_... 详细信息

CO_(2)加氢对于CO_(2)转化制备高附加值化学品和燃料以实现二氧化碳利用及能源储存至关重要。CO_(2)加氢包括甲烷化、逆水煤气变换、甲醇化和CO_(2)直接费托合成等。碳化钼,尤其是其二维材料,由于其低成本和良好的性能而备受关注。在CO_(2)加氢反应中,由于碳的渗入,导致晶格膨胀以及价电子增加,碳化钼基催化剂展现出了类似于贵金属催化剂的性质。碳化钼可以通过程序升温渗碳法、选择性蚀刻法、机械合金合成法、化学气相沉积法、原位热渗碳法以及溶液相合成法等来制备。到目前为止,学者已经对基于碳化钼的材料的CO_(2)转化进行大量研究,这些材料具有良好的CO_(2)转化活性和对目标产物的选择性。碳化钼材料的催化性能可以通过调节碳化钼中的C/Mo比、在碳化钼与负载金属之间建立强的金属-载体相互作用以及调整材料的界面结构来实现。然而,基于碳化钼的热催化CO_(2)转化仍处于初级阶段。本文综述基于碳化钼的热催化CO_(2)加氢制备高附加值化学品和燃料的研究进展,并分析其面临的挑战和机遇。

关键词： CO_(2)加氢碳化钼热催化异相催化 MXenes

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二氧化碳地质封存与增产油/气/热利用技术中关键热质传递问题研究进展

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第4期62卷 634-654页

作者：胥蕊娜吉天成陆韬杰姜培学清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源利用与减排技术北京市重点实验室北京100084

碳捕集、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是指将CO_(2)从能源利用、工业生产或大气中分离出来,经过提纯运送到可利用或封存场地,以实现被捕集的CO_(2)与大气长期分离的技术。联合国政府间气候变化专门委员... 详细信息

碳捕集、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是指将CO_(2)从能源利用、工业生产或大气中分离出来,经过提纯运送到可利用或封存场地,以实现被捕集的CO_(2)与大气长期分离的技术。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)近期在报告中指出:CCUS技术是碳减排与碳中和的“foundation”技术。在我国碳达峰碳中和的“双碳”目标大背景下,CCUS技术被认为是我国实现碳中和目标不可或缺的关键性技术之一。该文对国际、国内主要研究团队和作者研究团队近年来在CO_(2)地质封存、增产致密油/页岩气/深层地热开采过程中的关键热质传递问题研究进行了综述,通过理论分析,利用分子动力学、格子Boltzmann、计算流体力学等模拟方法,和微观孔隙尺度可视化实验、岩心尺度核磁共振实验、超临界压力流体对流换热实验等实验手段,从不同尺度阐述了储层条件下超临界CO_(2)在微纳多孔结构中多相多组分流动与热质传递机理,分析了矿物反应、降压析出、流体变物性、尺度效应等对CO_(2)地质封存和驱油、驱气、采热过程中的影响规律,从而为CO_(2)地质封存和利用的应用提供理论和技术支撑。

关键词： CO_(2)地质封存与利用孔隙尺度岩心尺度储层尺度

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二氧化碳捕集与地热发电全链能流分析

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天然气工业 2022年第4期42卷 130-138页

作者：张富珍胥蕊娜姜培学清华大学能源与动力工程系二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室·清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室·清华大学

以CO_(2)为工质的增强型地热发电系统(CO_(2)-EGS)拓展了CO_(2)封存汇的种类,同时其从干热岩中获得的热量还可补充因捕集、输运和封存消耗的能量,有效提高了项目的经济性。但多大程度上可填补CO_(2)捕集及输运的能耗是该技术规模化应用... 详细信息

以CO_(2)为工质的增强型地热发电系统(CO_(2)-EGS)拓展了CO_(2)封存汇的种类,同时其从干热岩中获得的热量还可补充因捕集、输运和封存消耗的能量,有效提高了项目的经济性。但多大程度上可填补CO_(2)捕集及输运的能耗是该技术规模化应用与发展过程中亟需解决的关键问题之一。为此,通过对CO_(2)捕集电站与地热发电全链系统的解构和耦合,在降低了全链系统某些参数的敏感性基础上,编制了全链优化软件。然后以某超临界燃煤电站为参考电站(热效率设为42.30%,净功为590.8 MW),对4种捕集方法(燃烧后捕集、加压富氧燃烧、化学链燃烧、分级气化)对应的全链系统进行了能流分析。结果表明:①对于中等温度的热储,化学链燃烧和分级气化法与CO_(2)-EGS结合后,全链系统的净输出可超过无CO_(2)捕集的参考电站,即CO_(2)-EGS的输出功可以弥补因捕集和输运造成的能量损失;②对于高温热储,CO_(2)-EGS的净输出可补偿加压富氧、化学链和分级气化法捕集和输运能耗。最后,基于全链能量梯级利用理念,结合CO_(2)膨胀发电的特点,提出了热量反哺的全链能量优化利用方法。结论认为:①全链能耗的主要差异体现在捕集过程,具体数值可达到数量级的差别;②压缩和输运及CO_(2)-EGS的单位能耗差异因捕集气的组分差异导致,数值上相差不大;③热量反哺理念显示了基于全链系统的能量优化利用优势,使系统的能量分配得到了优化,燃烧后捕集和分级气化两种捕集方案的指标得以提高。

关键词： CCUS 干热岩 CO_(2)-EGS 热量反哺全链能量优化燃烧后捕集加压富氧化学链分级气化

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掺氢天然气在燃气锅炉和灶具中的回火风险分析

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力学与实践 2022年第3期44卷 543-553页

作者：王天天张海张扬周托岳光溪清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 二氧化碳资源利用与减排技术北京市重点实验室北京100084

掺氢天然气随已有管网输送到用户燃烧利用,是低成本大规模利用氢能的方式之一。掺氢比变化会影响燃烧设备运行参数,使设备回火特性发生变化。因此,本文定义参数β定量比较预混气体未燃侧流速和火焰传播速度的变化幅度大小,以表征设备回... 详细信息

掺氢天然气随已有管网输送到用户燃烧利用,是低成本大规模利用氢能的方式之一。掺氢比变化会影响燃烧设备运行参数,使设备回火特性发生变化。因此,本文定义参数β定量比较预混气体未燃侧流速和火焰传播速度的变化幅度大小,以表征设备回火风险。通过实验数据校核,当β <0.6时,实际燃烧设备发生回火的风险显著增加;掺氢后燃气灶具(0.2 <β <1)相比于预混的燃气锅炉(0.95 <β <1.4)更容易发生回火,维持其安全运行所耐受的掺氢比更低。

关键词：掺氢天然气锅炉灶具回火风险

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降维和聚类筛选可燃固废基元及其热重表征

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环境工程 2022年第10期40卷 120-125,133页

作者：杨潇潇甘雨周会李清海张衍国清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源利用与减排技术北京市重点实验室北京100084 南京天洑软件有限公司南京211106

可燃固废无害化处理需求日益增长,采用焚烧方法可有效实现其资源化、减量化和无害化。可燃固废的热化学特性对燃烧过程的组织具有重要意义,但由于可燃固废来源和种类的多样性,可燃固废特别是混合可燃固废的热化学性质表征是一个亟待解... 详细信息

可燃固废无害化处理需求日益增长,采用焚烧方法可有效实现其资源化、减量化和无害化。可燃固废的热化学特性对燃烧过程的组织具有重要意义,但由于可燃固废来源和种类的多样性,可燃固废特别是混合可燃固废的热化学性质表征是一个亟待解决的难题。以某几种典型的可燃固废作为基元,可以简化、高效、系统地表征其他可燃固废的热化学特性。采用主成分分析方法进行降维,再通过层次聚类方法将可燃固废归类,基于完备性、独立性和确定性3种基元性质和中心原则、简单原则2种筛选机制的约束下,量化比选出乳胶手套、硬塑料袋、PE、PET、淀粉、木质素、纤维素和半纤维素8种物质作为基元,并对基元的热重特性进行表征,依据热重特性分析并建立了可燃固废热转化基元表征的方法。并通过对一种工业可燃固废(包装布)进行拟合(灰色关联度高达0.989),验证了降维和聚类筛选基元方法的实用性和准确性,为可燃固废的热转化特性和处置方法提供参考。

关键词：可燃固废降维聚类基元热重表征

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高超声速飞行器发动机热防护与发电一体化系统

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航空动力学报 2021年第1期36卷 1-7页

作者：姜培学张富珍胥蕊娜祝银海清华大学能源与动力工程系二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室北京100084 清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

在对高超声速飞行器的热防护和机载设备电能需求的综合考虑下,立足发动机能量管理优化,结合CO_(2)的物性特点,提出了以超临界CO_(2)为循环工质的高效热防护与高温发电一体化系统。此一体化方案可以在实现发动机热防护的同时,提供电能、... 详细信息

在对高超声速飞行器的热防护和机载设备电能需求的综合考虑下,立足发动机能量管理优化,结合CO_(2)的物性特点,提出了以超临界CO_(2)为循环工质的高效热防护与高温发电一体化系统。此一体化方案可以在实现发动机热防护的同时,提供电能、并减少冷却用燃油流量。基于燃油为该一体化系统的唯一热沉,通过理论分析和计算,提出了两个一体化系统,通过对一体化系统的优化分析,给出了提高一体化系统性能的措施:尽量提高燃油在CO_(2)冷却器中被加热的终态温度以及采用回热来提高CO_(2)闭式布雷顿循环的性能,该系统的热效率可达到17%。相对于采用蓄电池和燃料电池为机载设备供电的方案,当飞行器飞行时间为30 min,该一体化系统的净增质量分别降低85%和68%,体积分别降低81%和59%。

关键词：高超声速飞行器一体化系统热防护超临界CO_(2) 闭式布雷顿循环

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造纸固体废弃物的气化焚烧处理

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中华纸业 2022年第23期43卷 68-70页

作者：杨潇潇张凝郭小芳龙娇热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源利用与减排技术北京市重点实验室清华大学能源与动力工程系北京100084 北京衡燃科技有限公司北京100085

对越南平阳造纸厂的固体废弃物进行分析,将其作为湍动流化床气化焚烧炉的燃料进行处理,用于生产蒸汽。湍动流化床气化焚烧炉的燃室采用变截面设计、分级给料+气化+燃烧的方式,有效地降低了NO_(x)的初始排放,实际运行安全稳定、排放指标... 详细信息

对越南平阳造纸厂的固体废弃物进行分析,将其作为湍动流化床气化焚烧炉的燃料进行处理,用于生产蒸汽。湍动流化床气化焚烧炉的燃室采用变截面设计、分级给料+气化+燃烧的方式,有效地降低了NO_(x)的初始排放,实际运行安全稳定、排放指标优异,对于实现造纸工业健康可持续发展具有重要的意义。

关键词：造纸固体废弃物湍动流化床气化焚烧

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微圆管内R1234ze(E)流动沸腾的环状流特性模拟研究

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制冷学报 2020年第5期41卷 29-34页

作者：王金李俊明清华大学能源与动力工程系清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室北京100084

本文建立了制冷剂R1234ze(E)在微圆管内流动沸腾过程中的环状流模型,对传热和气液两相流动压降进行了模拟研究。综合考虑重力、表面张力及气液界面剪切力的影响,模拟分析了周向液膜不均匀分布特性及该特性对流动与换热的影响,经验证,计... 详细信息

本文建立了制冷剂R1234ze(E)在微圆管内流动沸腾过程中的环状流模型,对传热和气液两相流动压降进行了模拟研究。综合考虑重力、表面张力及气液界面剪切力的影响,模拟分析了周向液膜不均匀分布特性及该特性对流动与换热的影响,经验证,计算结果与已有实验结果吻合较好。本文还研究了不同因素对环状流区域表面传热系数与压降的影响。模拟结果表明:在流动起始区域,截面液膜厚度的分布受重力作用影响,随着流动沸腾过程的进行,该影响作用开始减弱,且有重力作用时的环状流平均表面传热系数高于无重力作用时的环状流平均表面传热系数,随着重力加速度的增加,环状流的平均表面传热系数不断增大;随着质量流速的增大,表面传热系数与压降均随之增大;随着管径增大,表面传热系数与压降均随之减小。

关键词：微圆管流动沸腾环状流 R1234ze(E)

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颗粒团聚对稀相气固流动脉动关联项的影响

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过程工程学报 2019年第2期19卷 279-288页

作者：冯蘅李清海蒙爱红张衍国孔博清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室清华大学-滑铁卢大学微纳米能源环境联合研究中心清华大学能源与动力工程系北京100084 美国能源部艾姆斯实验室美国ia500112230

研究了颗粒团聚对描述稀相气固两相流的气固相宏观控制方程中待封闭气固脉动关联项的影响规律并建立关键待封闭项代数模型。根据气相速度脉动与固相浓度关联项(漂移速度)控制方程,将漂移速度表达为固相非均匀程度和气固平均滑移速度的... 详细信息

研究了颗粒团聚对描述稀相气固两相流的气固相宏观控制方程中待封闭气固脉动关联项的影响规律并建立关键待封闭项代数模型。根据气相速度脉动与固相浓度关联项(漂移速度)控制方程,将漂移速度表达为固相非均匀程度和气固平均滑移速度的代数模型。分别采用两种基于颗粒动理学的欧拉-欧拉框架介尺度方法模拟三维周期条件且固相平均浓度为1%的稀相气固两相流动,第1种方法假设固相速度分布函数f为各项同性的双流体方法(TFM);第2种方法假设f服从各向异性高斯分布的积分矩法(AG)。网格分辨率为颗粒直径dp的1.75倍,气固间动量交换采用Stokes曳力模型,并与文献中采用相同参数设置的欧拉-拉格朗日(E-L)方法模拟结果进行对比。结果表明,AG方法的准确度优于TFM方法,气固平均滑移速度、气固脉动能等更接近E-L方法模拟结果。颗粒聚团的积分尺度小于气相脉动速度的积分尺度,两者均呈各向异性,竖直分量高于水平分量。模拟得到了气固速度脉动关联系数和漂移速度系数。

关键词：两相流数值模拟动力学理论颗粒团聚脉动关联项

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