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    环境与能源 栏目所有文章列表
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    1. 近冰点多孔介质中甲烷水合物生成的温度敏感性
    赵建忠 高强 杨栋 张驰
    过程工程学报    2021, 21 (11): 1355-1363.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220367
    摘要336)      PDF (1137KB)(104)    收藏
    水合物技术是实现天然气储存、气体分离、海水淡化和二氧化碳捕集等的潜在可行途径之一,水合物技术为了降低生产成本同时又保持系统流动性,通常选择冰粉或冰浆等形式使生成反应在冰点附近进行;自然界的天然气水合物多数赋存于天然的多孔介质内,随着全球气温升高,甲烷水合物在临界条件附近的敏感性会导致储层的稳定性下降及潜在的甲烷大量释放,尤其是受气候变化影响较大的冻土带天然气水合物,其储层温度一般也处于冰点附近。本工作研究了硅砂(0.1~0.5 mm)中甲烷水合物在近冰点的形成过程与动力学特征,分别在273.75, 273.85和273.95 K小温差下研究了压力、温度、反应速率和甲烷吸收量变化,分析并计算了硅砂孔隙中水合物、水相和气相的最终体积饱和度。温度与反应速率的变化表明,水合物生成过程呈现出明显的三个阶段,在不同的阶段,温度和反应速率表现出独特的变化特征如峰值、持续时间等,同时对环境温度的敏感性非常强,温度升高后甲烷水合物生长速率及其在孔隙中的饱和度均有所降低,低温下水合物生长点晚及对应诱导期持续更长。
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    2. 圆柱系统中石蜡/纳米银复合相变材料热特性分析
    张润洁 罗博 李中杰 杨国均 林一歆
    过程工程学报    2021, 21 (11): 1364-1372.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220349
    摘要323)      PDF (1612KB)(158)    收藏
    相变材料由于具有相变潜热,被应用于各领域的热管理。锂离子动力电池作为一种新能源,近年来广泛应用于电动汽车,相变冷却作为一种有效的被动冷却方式,能够有效减缓锂电池的热聚集。为将相变材料应用于减缓锂电池热失控,本工作建立了石蜡/纳米银复合相变材料(CPCM)的圆柱系统,使用相变模型及流体体积(VOF)模型研究了相变材料的融化过程,得到了初始时期空气/石蜡气液交界面的变化以及石蜡的液相分布,与实验结果具有很好的一致性。在此基础上分析了相变过程的吸热及储热情况。同时,针对不同质量分数的石蜡/纳米银复合相变材料进行模拟,结果表明,添加0.5wt%~2wt%的纳米银颗粒能够改善石蜡的导热性能,但潜热会有所降低。相变结束后,材料吸收的热量将转化为显热,底面传热减小,主要是通过壁面传热。另外分析了融化过程中液相的流动情况,相变材料液态层增厚,Nu数下降并趋于稳定,增加纳米银浓度也会降低Nu数。
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    3. 变温吸附碳捕集系统能效性能对标分析
    陈丽锦 邓帅 王珺瑶 赵睿恺 赵力 李双俊 郭志昊
    过程工程学报    2021, 21 (10): 1225-1235.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220264
    摘要321)      PDF (1581KB)(156)    收藏
    准确且合理的能耗分析对碳捕集技术规模化发展至关重要,其既是碳捕集技术节能降耗的必要前期准备,也是碳捕集过程开展绿色化、清洁化性能评价的重要数据基础。因此,在对碳捕集过程的能源转换共性展开探索的同时,迫切需要面向工程实践的需求,形成易于操作的能效性能对标分析方法,从而保证对类型技术的性能认知可以在合理且统一的评价平台上进行归纳与比较。本工作基于对标分析(Benchmarking Analysis)方法,对变温吸附碳捕集(TSA)过程的能耗分析方法进行了阐述,包括流程、参数、模型等。研究了吸附温度和解吸温度对TSA能效性能结果的影响,演示并量化了该方法的可行性,重点对边界变化对评价结果的影响进行了讨论。提出的对标分析方法对碳捕集技术的能效性能对标评估给出了较具体的指导。
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    4. 基于滤板调控风量的电池组风冷性能分析与优化
    储广昕 尉孟涛
    过程工程学报    2021, 21 (10): 1236-1244.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220283
    摘要241)      PDF (1767KB)(121)    收藏
    首先通过搭建测试平台,对18650锂离子电池单体容量、内阻和温升进行实验测试;再对比单体温升仿真与实验结果的一致性;最后建立了动力锂离子电池组模型,通过单因素分析和正交实验,研究过滤板自由面积比、电池间距、风速和电池距离底部间距对电池组最高温度和温差的影响。电池以1 C放电时得出结论:添加过滤板提升了电池组温度场一致性,过滤板自由面积比为0.1, 0.9, 0.9时电池组温差最小。最终通过正交实验得到最佳组合为风速6 m/s、电池间距4 mm、电池距离底部间距4 mm,比优化前最高温度下降了22.5%,温差下降了74.8%。
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    5. NO 2和SO 3氧化聚苯硫醚的密度泛函理论计算
    李子航 刁永发 张俪安 周发山 陆遥
    过程工程学报    2021, 21 (9): 1099-1107.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220285
    摘要293)      PDF (1625KB)(155)    收藏
    通过密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)中的B3LYP-D3/6-31G(d,p)方法研究二氧化氮(NO2)、三氧化硫(SO3)氧化聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, PPS)生成亚砜与砜结构的过渡态,并使用内禀反应坐标(Intrinsic Reaction Coordinate, IRC)确认其连接的反应物和产物,考察了PPS被氧化的反应路径,指出反应中分子几何结构与原子电荷的改变,揭示了NO2, SO3 氧化PPS滤料的微观机理。在此基础上,进一步计算不同温度下PPS氧化过程中的自由能垒,通过反应速率常数与半衰期定量比较NO2, SO3氧化PPS的能力。结果表明,在180~220℃范围内,SO3氧化PPS生成亚砜的反应速率常数是NO2的107倍;SO3氧化亚砜结构生成砜结构的反应速率常数是NO2的104倍,即SO3对于PPS分子链上S原子的氧化能力远强于NO2;在实际环境中NO2除了直接氧化PPS外,还可能存在能垒更低的反应路径。
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    6. 含水率及温度对中药渣热解特性影响
    陈冠益 邱旭辉 郭倩倩 李健 刘彬 旦增 颜蓓蓓 董磊 张兆玲
    过程工程学报    2021, 21 (9): 1108-1116.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220193
    摘要266)      PDF (3173KB)(130)    收藏
    中药渣类高含水工业生物质废弃物能源化清洁处理技术开发尤为重要。本工作以中药渣为研究对象,结合热重表征手段,利用固定床对其进行热解特性研究。研究不同原料含水率、热解温度及热解速率下的热解产物产率分布及其成分和特性,及氮元素在气、液、固三相产物中分布规律。结果表明,该中药渣完全热解的温度范围为650~850℃。在此温度范围中升高温度有利于热解过程,提升了热解效率及可燃气品质,可燃气、半焦中的氮元素含量下降,热解油中的含量上升。降低含水率能够提高热解效率,热解油中含氮化合物含量增加,促使氮元素向液相迁移。中药渣烘干的过程中减少了碱金属含量,影响热解油组分。提高热解速率也能一定程度上影响热解产物组分及氮元素分布。本研究可为中药渣热解过程优化及含氮化合物排放控制提供理论基础。
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    7. 电吸附-电沉积联合作用下的低浓度铜离子分离
    胡美清 金伟
    过程工程学报    2021, 21 (8): 976-984.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220188
    摘要403)   HTML7)    PDF (1628KB)(154)    收藏
    对于酸性低浓度含铜废水中铜离子回收,直接采用电沉积方法不仅效率低、耗时长、而且产品质量差。为了实现低浓度含铜废水高效分离回收,本研究提出了一种电吸附-电沉积联合新方法,首先使用电吸附方法,使铜离子浓度由30 mg/L浓缩至500 mg/L,然后接入旋流电解装置,在电压0.25 V、电流密度150 A/m2下,99%的铜离子以铜产品形式得到回收,且能量消耗仅为1.35×10?2 kW/h。这种通过两种电化学方法联用的思路,对于处理低浓度金属废水以及回收金属离子具有良好发展前景。
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    8. 基于响应曲面法的高炉煤气CO 2吸收工艺参数优化
    张金星 张样 黄志甲 祝立萍
    过程工程学报    2021, 21 (8): 985-992.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220245
    摘要300)   HTML2)    PDF (1069KB)(149)    收藏
    工艺参数优化是降低碳捕集系统再生能耗的有效途径之一。以高炉煤气醇胺溶液吸收CO2捕集系统为研究对象,将Aspen Plus与响应曲面法(RSM)相结合,研究贫液温度、贫液负荷、再生塔压力对碳捕集系统再生能耗的影响。在此基础上以Aspen Plus模拟数据为样本,并以样本中的再生能耗为响应值,利用响应曲面法建立数学模型,获得再生能耗最低的优化参数组合。结果表明,贫液温度、贫液负荷、再生塔压力对再生能耗均具有显著性影响,且贫液负荷和再生塔压力存在明显交互效应;贫液温度和贫液负荷及贫液负荷和再生塔压力各自间的交互作用表明,贫液负荷和再生塔压力的变化会影响再生能耗的大小;响应曲面优化得到最佳工艺参数:贫液温度30℃、贫液负荷0.24 mol/mol、再生塔压力1.80×105 Pa、再生能耗3.12 GJ/t,相比基准实验方案再生能耗下降28.4%。
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    9. 短链多硫化物在离子液体中聚集行为的分子动力学模拟
    胡天媛, 王艳磊, 霍锋, 何宏艳
    过程工程学报    2021, 21 (7): 847-856.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220221
    摘要380)   HTML8)    PDF (1273KB)(179)    收藏

    离子液体因其优异的物化性质、能抑制多硫化物溶解等特点,近年来被广泛应用于锂硫电池电解液中。在电池充放电产物中,难溶性Li2S和Li2S2易聚集沉积在电极表面,影响电池性能,而目前关于其团聚行为与电解液性质的微观机理研究较少。本工作利用量化计算和分子动力学模拟分析了短链Li2S和Li2S2在离子液体中的微观结构以及形成团簇的情况。通过分析体系的微观结构发现,阳离子中主要与S作用的是侧链甲基,短链多硫化物之间Li-S作用远强于与阴离子的Li-O作用。团簇尺寸分布的结果表明,短链多硫化物在[TFSI]型离子液体中易形成多分子的大团簇,Li2S2体系比Li2S体系中的大团簇比例更高;离子液体阴离子配位能力越强,形成大的Li2S团簇比例越少,但阴离子的构型特点和作用形式也会对团簇的尺寸结构造成影响。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    10. 电芬顿体系中铁铈双金属催化剂降解邻苯二甲酸二丁酯研究
    郑应俊, 孟海玲, 刘再亮, 周晗, 朱俊杰
    过程工程学报    2021, 21 (7): 857-864.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220135
    摘要142)   HTML75)    PDF (1211KB)(95)    收藏

    以MCM-41为载体,采用水热-焙烧法制备了Al修饰双金属催化剂Fe-Ce/Al-MCM-41并进行了XRD、BET和FT-IR表征;以水体中的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为处理对象,在铂丝-碳毡电芬顿体系中研究了催化氧化降解DBP的效果和影响因素,探讨了降解机理。结果表明,铁、铈双金属催化剂在电芬顿体系降解邻苯二甲酸二丁酯中具有良好的催化活性,铝离子的加入能够提高催化剂的催化性能;最佳实验条件为pH=3、催化剂投加量0.5 g/L、电流强度I=0.15 A、通氧流量0.2 L/min、反应120 min、初始浓度10 mg/L,此时DBP去除率为97.1%,在酸性或中性条件下去除率稳定在92.1%以上,碱性条件下DBP去除率降低,电流强度和通氧量达到饱和后对DBP降解率影响很小,并且催化剂投加过量会导致催化效果降低。此电芬顿体系中·OH的氧化反应是降解DBP的主要途径。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    11. Zn/N共掺杂碳全包覆切割废硅料用于锂离子电池负极材料
    周琪琪 公旭中 王志 刘俊昊
    过程工程学报    2021, 21 (6): 713-723.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220143
    摘要218)      PDF (2855KB)(92)    收藏
    为使光伏切割废硅料再生用于锂离子电池负极材料,设计了一种一步法实现Zn/N共掺杂碳全包覆切割废硅料的复合结构电极材料。利用PDDA络合剂“桥连”作用,解决了酚醛树脂无法在尺寸较大、形貌不规则的切割废硅料表面成核生长的问题。设计的复合结构缓解了硅在充放电循环过程中巨大的体积膨胀,同时提高了材料的导电性。获得的wSi@NC/Zn-2电极在0.2 A/g的电流密度下循环300圈后具有1392 mAh/g的容量保持,在0.5 A/g大电流密度下循环300圈仍有1082 mAh/g的可逆容量,还具有优异的倍率性能。
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    12. 活性炭表面改性对其比电容及储能机理的影响
    王大鹏 范宝安 郭芬 胡雅
    过程工程学报    2021, 21 (6): 724-733.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220124
    摘要337)      PDF (599KB)(116)    收藏
    采用熔融Na2S对活性炭表面进行改性,通过循环伏安测试了活性炭的比电容,并通过FT-IR, BET, EIS和电泳实验分析了比电容变化的原因及其储能机理。研究发现,以10%的硫酸钠溶液为电解质,活性炭经Na2S 1000℃热处理1 h后的比电容由44.6 F/g提升至80.8 F/g,所增加的比电容主要来自于双电层电容,部分来自于氧化还原赝电容(占总电容的5.6%)。通过向电解质溶液中添加37 mmol/L的FeCl3,比电容提高至103 F/g (赝电容占12.6%),但并不稳定,后期有下降的趋势。如果向电解质溶液添加30 mmol/L的K3[Fe(CN)6],则比电容提升到了126 F/g,并且非常稳定、甚至有继续缓慢增加的趋势。活性炭经Na2S热处理后,储能机理由单纯的双电层物理储能变为双电层物理&化学储能+氧化还原赝电容储能。
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    13. 闭式热源塔运行参数对热泵系统性能的影响
    冯荣 刘晔 孟欣
    过程工程学报    2021, 21 (5): 601-608.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220079
    摘要308)      PDF (634KB)(128)    收藏
    热源塔风机和防冻溶液循环泵是热源塔热泵系统中除压缩机外的主要耗电设备。通过改变热源塔风机和防冻溶液循环泵的工作频率,实验研究了冬季制热工况下闭式热源塔运行参数对热源塔吸热量和热泵系统性能的影响,研究结果表明,热源塔风机频率降低导致热源塔吸热量、系统制热量和热泵机组COP下降,但使系统能效比增大;热源塔吸热量随循环泵频率的增加先升高后降低并在25 Hz时达最大值,系统制热量同样随循环泵频率的增加先升高后降低,且随着风机频率的增大,制热量最大值对应的循环泵频率由35 Hz变为25 Hz;同时循环泵频率增加使热泵机组COP增加,但系统能效比减小;循环泵和风机频率均在15 Hz时,压缩机压缩比增大,压缩机效率低;系统制热量最高超过14.30 kW,热泵机组平均COP最高为3.31,系统平均能效比最高可达2.37。
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    14. 纤维素热解生物油分子尺寸分布特性
    王亚思 张开银 刘慧利 丁宝平 郑敏
    过程工程学报    2021, 21 (5): 609-616.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220097
    摘要280)      PDF (536KB)(131)    收藏
    分子筛催化剂的孔径与生物油分子尺寸之间的差异造成分子筛催化剂的择形选择性。分子筛的孔径数据来自晶体结构分析,而生物油的分子尺寸数据很难获得,对生物油的分子尺寸进行估算十分必要。采用热裂解气质联用技术(Py-GC/MS)研究了纤维素热解生物油的组成成分,以Joback基团贡献法为基础计算了纤维素热解生物油各组成成分的动力学直径,分析了纤维素热解生物油的分子尺寸分布特性。结果表明,纤维素在350~600℃热解产生生物油的主要成分为脱水糖、呋喃衍生物和酮类化合物,生物油各组成成分的动力学直径主要分布在[0.500, 0.600) nm。当热解温度由350℃升至600℃时,动力学直径位于[0.550, 0.600) nm的生物油各组成成分的峰面积百分比由88.72%降至64.53%,位于[0.500, 0.550) nm的生物油各组成成分的峰面积百分比则由2.88%升至21.95%。纤维素催化裂解制备高品质液体燃料可选用ZSM-5, ZSM-11和IM-5等孔径尺寸0.500~0.600 nm的分子筛催化剂。
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    15. 基于离子凝胶电解质的TiO 2(B)@C/CNT//AC准固态锂离子电容器
    李伯森 张家赫 杨立鹏 李佳佳 邢春贤 张海涛
    过程工程学报    2021, 21 (4): 479-487.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220150
    摘要268)      PDF (1001KB)(149)    收藏
    以微波辅助溶剂热法制备多壁碳纳米管负载的碳包覆单斜相二氧化钛纳米复合电极,通过静电纺丝技术制备聚酰亚胺纤维膜,进而制备三元离子凝胶电解质,最后与商业活性炭组装成新型准固态锂离子电容器。结果表明,TiO2(B)@C/CNT纳米复合电极呈现出高可逆容量(291 mAh/g)和高电化学反应动力学特性。PI/[EMIM][BF4]/LiTFSI离子凝胶电解质呈现出高离子电导率和电化学稳定性,其可将锂离子电容器的工作电压拓展至3.8 V。由于电解质中存在离子液体,器件的电化学性能呈现出明显的温度依赖性。准固态锂离子电容器在60℃时最大能量密度和最大功率密度分别为83.1 Wh/kg和18338.1 W/kg。
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    16. Mextral V10–Mextral 973H体系脱除酸性矿山废水中重金属的研究
    李晓晖 艾仙斌 吴永明 孙小艳
    过程工程学报    2021, 21 (4): 488-494.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219338
    摘要212)      PDF (807KB)(88)    收藏
    矿山选、冶废水成分复杂、水量大,目前所用方法对重金属的脱除效果不理想、成本高,为解决矿山废水重金属污染问题,开发适用于酸度较高、重金属浓度较低、对钙、镁离子有抑萃作用的协同萃取法脱除并回收废水中的重金属。通过绘制萃取等温线、FT-IR及紫外吸收光谱对Mextral V10–Mextral 973H协同萃取体系进行分析,研究了萃取剂浓度、有机相和水相体积比(简称相比,O/A)和Mextral V10皂化率对废水中重金属分离影响。结果表明,Mextral V10–Mextral 973H协同萃取体系能有效脱除酸性废水中Cu2+, Pb2+, Cd2+和Zn2+。在10vol% (Mextral V10+Mextral 973H)+90vol% Mextral DT100,Mextral V10:Mextral 973H=1:1的最佳实验条件下连续萃取六次,萃后废水中Cu2+, Cd2+, Zn2+, Pb2+, Mg2+和Ca2+的萃取率分别为99.1%±0.1%, 99.9%±0.02% 99.5%±0.05%, 97.6%±0.03%, 10.11%±0.1%和18.3%±0.05%,废水中残留Cu2+, Zn2+, Cd2+和Pb2+浓度分别为1.720±0.10, 0.256±0.03, 0.054±0.01和0.929±0.01 mg/L,低于GB8978-1996中第一类污染物最高允许排放标准值。
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    17. 响应面法优化解吸MDEA/PG富液中CO 2再生工艺
    张卫风 李娟 王秋华
    过程工程学报    2021, 21 (3): 353-362.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219366
    摘要296)      PDF (4271KB)(117)    收藏
    钙法是利用Ca(OH)2夺取富液中CO2来解吸富液,并以CaCO3形式固定CO2的一种低能耗、低成本的化学再生方法。用Box-Behnken Design(BBD)响应面法对钙法解吸MDEA/PG富液过程进行优化,设定CO2负荷、Ca(OH)2投加量、反应时间和搅拌速率4个影响因子,CO2解吸率为响应值,分析优化得出该方法的最佳解吸条件,并按此条件进行了多重再生–矿化循环动态试验,结合XRD和TEM图对碳酸化反应进行了探讨。结果表明,CO2负荷、Ca(OH)2投加量和搅拌速率对CO2解吸率有显著影响。富液再生的最佳工艺条件是CO2负荷0.8 mol/L、Ca(OH)2投加量1:1、反应时间20 min、搅拌速率800 r/min,此条件下解吸率为83.68%。钙法解吸后MDEA/PG再生液具有良好的可重复使用性。Ca(OH)2可有效矿化封存CO2并能再生MDEA/PG。
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    18. 稀土精矿负载Fe 2O 3矿物催化材料的NH 3-SCR脱硝性能研究
    孟昭磊 李保卫 付金艳 朱超 武文斐
    过程工程学报    2021, 21 (3): 363-372.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219383
    摘要300)      PDF (1498KB)(132)    收藏
    以白云鄂博富含Ce氧化物的稀土精矿为催化材料的载体,采用硝酸铁溶液浸渍、微波焙烧获得一系列矿物催化材料。采用XRD, SEM, EDS, XPS等手段对催化剂的矿相结构、表面形貌进行表征,并测定了其脱硝活性。结果表明,在0.5 mol/L硝酸铁溶液中浸渍的稀土精矿(Catalyst 3)结构特征最佳,表面粗糙且多孔,出现了明显且较深的裂纹,大部分Fe2O3以高分散或无定形的形式嵌布在稀土精矿上,有利于气体在材料表面扩散;催化材料中Ce3+, Fe2+含量增加,Fe离子与Ce离子价态变化说明Fe与Ce存在联合作用,形成了少部分Fe和Ce的复合氧化物;Catalyst 3表面中、强酸性位点增加,表面吸附NH3的能力增强,其脱硝效果最佳,当微波焙烧温度为350℃时,脱硝率可达80.6%。
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    19. CH 4掺混H 2的燃烧数值模拟及掺混比合理性分析
    王珂 张引弟 王城景 辛玥
    过程工程学报    2021, 21 (2): 240-250.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220058
    摘要516)      PDF (959KB)(223)    收藏
    本工作针对天然气掺氢燃烧技术在燃气锅炉的最佳掺混比开展数值模拟研究,以小火焰燃烧器为研究对象,计算了在空气氛围、恒定过氧系数、不同甲烷掺混氢气比条件下,掺氢比对燃料燃烧温度、燃烧速率、主要污染物排放浓度的影响。其中燃烧机理采用GRI-MECH 3.0简化机理,该反应包含24个基元反应,涉及17种组分。计算结果表明,随掺氢比增加,燃烧温度上升、燃烧反应速率加快,炭烟和CO的浓度与排放总量均降低,NOx的浓度上升但排放总量先减小后增大。结合我国城镇燃气的燃料互换性规范及工业污染物排放标准,得出最佳掺氢比为23%。
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    20. 安徽临涣矿区烟煤与生活污泥共燃的燃烧特性与动力学特征
    夏紫薇 郑刘根 周春财 魏祥平 董祥林
    过程工程学报    2021, 21 (1): 108-115.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219375
    摘要427)      PDF (623KB)(144)    收藏
    以安徽淮北临涣工业园燃煤电厂煤样品和生活污水处理厂污泥样品为研究对象,采用热重分析法(TGA)对不同混合质量比条件下的煤与污泥进行了共燃实验,同时通过五种反应动力学模型研究了不同燃烧阶段煤、污泥样品共燃的动力学特征,揭示了煤和污泥的燃烧特性。研究结果表明,煤在529℃出现一个失重峰,污泥分别在140, 293和430℃出现三个失重峰,表明污泥的燃烧过程分为三个失重阶段,而煤只有一个失重阶段。煤的可燃性指数与综合燃烧特性指数为11.36×10–6 mg/(K–2•min), 47.16×10–10 K–3•min–2,与煤相比,污泥的可燃性指数与综合燃烧特性指数较低,分别为10.74×10–6 mg/(K–2•min), 13.04×10–10 K–3•min–2。在煤中添加污泥可以提高反应的燃烧特性,混合质量比以90(煤):10(污泥)为宜。随升温速率升高,煤与污泥的失重减少,燃烧失重速率增加,DTG曲线向高温区移动,产生热滞后现象。在固定碳燃尽阶段,混合燃料的活化能均位于两种原料之间,并且随污泥添加量增加而降低,表明污泥的添加有效提高了煤的反应活性并促进其燃烧过程。
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    21. 混空轻烃燃气液相析出成核热力学分析
    袁淑霞 张哲锋 樊玉光 张雄
    过程工程学报    2021, 21 (1): 116-124.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220017
    摘要398)      PDF (610KB)(113)    收藏
    混空轻烃燃气是将液态轻烃原料汽化、与空气按一定比例混合制成的可燃气体,是一种清洁燃料。但以戊烷为主的轻烃原料常温下为液态,汽化混合后的燃气存在露点较高问题。采用成核热力学理论研究局部温度、压力变化引起的相变/成核驱动力,进而研究液滴的成核能,得到混空轻烃燃气液相析出的成核机理、成核能及其与过冷度和过饱和度的关联关系。结果表明,相变/成核所需过冷度和过饱和度随温度、压力的增加而降低;尽管发生完全相变所需过冷度及过饱和度较高,较难达到,但液相析出成核所需过冷度及过饱和度则极易达到,因此防止燃料露点形成的重点是控制从成核到完全相变的发生。
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    22. 三价铁离子浓度对As(V)-Fe(II)-Fe(III)体系沉淀臭葱石的影响
    岳馥莲 沈蔡龙 张广积 杨超
    过程工程学报    2020, 20 (11): 1344-1352.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219381
    摘要440)      PDF (2745KB)(188)    收藏
    在常压、95℃、初始pH=1.5的条件下,研究了As(V)–Fe(II)–Fe(III)体系中初始Fe(III)浓度对砷的去除率和臭葱石合成的影响。结果表明,溶液中初始Fe(III)/As(V)摩尔比为0时,沉淀产物为结晶度良好的臭葱石,但砷的去除率仅为24.3%,沉淀浸出砷浓度高于国标规定的浓度限值5 mg/L。溶液中初始Fe(III)/As(V)摩尔比大于0时,在升温过程中生成了无定形砷酸铁,当初始Fe(III)/As(V)摩尔比不超过1.6时,砷酸铁反应8 h后转化为臭葱石;随初始Fe(III)/As(V)摩尔比增大,砷的去除率增大,臭葱石沉淀的结晶度降低、浸出砷浓度降低;其中,初始Fe(III)/As(V)摩尔比为0.8和1.6时,臭葱石沉淀的浸出砷浓度低于5 mg/L,适合安全堆存。当初始Fe(III)/As(V)摩尔比大于1.6时,无定形砷酸铁反应8 h仍不能转化成臭葱石,砷的去除率降低,沉淀浸出砷浓度超标,不适合安全堆存。
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    23. 高落差粉尘扩散规律和分布特征
    陈宜华 顾明言 陈颂 葛连梦
    过程工程学报    2020, 20 (11): 1353-1362.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220008
    摘要389)      PDF (1039KB)(120)    收藏
    高溜井放矿过程中会形成强大的冲击气流引起粉尘扩散,造成严重的井下环境污染,对其进行有效治理一直是井下通风除尘的工作重心,本工作利用相似实验和数值模拟相结合的方式探究溜井放矿过程中粉尘的扩散规律和分布特征。通过改变放矿质量、矿石粒径、溜井密闭程度、含水率等因素测试不同条件下气流大小和粉尘浓度分布,并利用CFD-DPM耦合方法模拟卸矿过程中的气?固两相流,研究气流和粉尘浓度时空分布特征。结果表明,最大粉尘浓度和风速随放矿质量增加而上升,随颗粒粒径和溜井密闭程度增大而降低,且含水率越大,粉尘浓度越小,风速无明显变化,在放矿过程中矿石颗粒之间碰撞占主导作用,颗粒流呈横向分布。
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    24. 海洋天然气水合物储层拉削开采新方法及可行性分析
    宋震 李凯莉 孙嘉航 吕忠蕾
    过程工程学报    2020, 20 (10): 1234-1240.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219377
    摘要368)      PDF (1417KB)(136)    收藏
    针对深水浅层非成岩天然气水合物借鉴刨煤机刨削采煤过程提出一种新的拉削开采方法,参照拉刀结构特点设计了一种集开采、收集和输送为一体的拉削管。建立了拉削开采三维模型,对其工作原理和工作步骤进行了说明。用有限元仿真对采空区和拉削管受力进行了分析。结果表明,岩土力学仿真下采空区开采半径和开采角度的增大都会引起剪切应力的增加,最大剪切应力发生在采空区上部的起始位置和终止位置;在不发生剪切破坏的采空区中选择体积较大者作为理想采空区,估算出拉削开采方法的日产气量为142000 m3,具有应用潜力;开采工况下,拉削管的最大等效应力小于管材的屈服极限,表明开采过程中拉削管处于弹性形变,满足方法需求。
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    25. 聚丙烯酸修饰的Fe 3O 4@C核壳型微球的制备及其在锂离子电池 负极中的电化学性能
    朱琳 王芳宇 李 洁 马扬洲 宋广生 夏爱林
    过程工程学报    2020, 20 (9): 1114-1120.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219340
    摘要466)      PDF (2158KB)(176)    收藏
    锂离子电池作为最有前途的储能技术之一,因具有循环寿命长、能量密度大、自放电率低、热稳定性能好、记忆效应不明显等优势,已成为新型能源领域的研究热点。本工作以聚丙烯酸(PAA)修饰的粒径约250 nm的Fe3O4微球为核,葡萄糖为碳源,通过水热法制备了Fe3O4@C核壳型微球,研究其作为锂离子电池负极材料的电化学特性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TGA–DTA)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等手段对其表征,并通过循环伏安特性曲线、循环性能曲线、倍率性能曲线,充放电平台曲线和阻抗及其拟合曲线等研究其电化学性能。结果表明,制备的聚丙烯酸(PAA)修饰的Fe3O4@C核壳型微球球状完整,粒径均一,平均尺寸约310 nm,碳层表面光滑,包覆均匀,平均厚度约30 nm。Fe3O4@C的核壳结构有效缓解了恒流充放电过程中的体积膨胀,避免了晶体结构的快速坍塌。PAA中大量的羧基基团对Fe3O4起到表面改性的作用,有效避免了颗粒团聚,保证了良好的分散性。碳的有效包覆可改善Fe3O4材料作为锂离子电池负极材料的离子和电子电导,增加其比容量、库伦效率和循环稳定性。Fe3O4@C核壳型微球在100 mA/g电流密度下,恒流充放电循环370圈后,仍能保持655 mAh/g放电比容量,约为首次放电的50%,具有良好的容量保持率。
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    26. 不同浸渍时间对CuO/Cu@BC电极催化CO 2还原性能的影响
    周玥 郭晓晶 李宣江 高璐 洪枫 乔锦丽
    过程工程学报    2020, 20 (8): 989-996.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219314
    摘要559)      PDF (1401KB)(181)    收藏
    将具有3D网状结构的细菌纤维素(BC)膜作为催化剂载体,通过原位化学还原法制备了负载Cu和CuO纳米复合材料的催化剂电极(CuO/Cu@BC),并通过改变BC膜的浸渍时间实现电极结构调控以探索最佳条件。结果表明,具有3D球形结构的CuO/Cu24h@BC电极对CO2还原表现出较好的电子传输性能和更高的电流密度。CuO/Cu24h@BC电极的电化学比表面积最大,达12 mF/cm2。CuO/Cu24h@BC电极可将CO2电催化转化为CO,且产生CO的法拉第效率为52%。
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    27. 改性沸石耦合活性炭强化混凝处理微污染源水
    马雅倩 孔艳丽 丁磊 陈忠林 沈吉敏
    过程工程学报    2020, 20 (7): 860-869.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219287
    摘要437)      PDF (1276KB)(207)    收藏
    采用静态吸附和六联搅拌烧杯实验进行组合改性沸石粉(MZ)耦合粉末活性炭(PAC)强化混凝去除微污染源水氨氮(NH3-N)、耗氧量(CODMn)、UV254和浊度等效能研究。结果表明,组合改性后沸石粉的比表面积和平均吸附孔径增加,对NH3-N交换去除能力增强。MZ和PAC联用吸附对去除NH3-N具有协同作用,对去除CODMn略有拮抗作用。而MZ耦合PAC强化混凝则显著提高了NH3-N, CODMn, UV254和浊度的去除效果,出水NH3-N<0.5 mg/L, CODMn<3.0 mg/L, 浊度<1 NTU。MZ和PAC不同投加方式显著影响强化混凝处理效果,其中最佳投加方式为絮凝初期投加PAC和MZ,避免絮体包裹MZ,加强PAC对有机物的去除,进一步提高MZ对NH3-N的去除效果。耦合强化混凝使Zeta电位的绝对值降低,胶体间斥力减少,絮体粒径增大,粘黏现象明显,抗冲击能力更强。
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    28. Ce-Fe/ZSM-5催化剂用于燃机烟气SCR脱硝的性能
    王殿二 王玲 高国龙 徐新 吴鹏 张亚平
    过程工程学报    2020, 20 (6): 718-727.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219285
    摘要506)      PDF (1398KB)(141)    收藏
    采用浸渍法制备了一系列Ce?Fe/ZSM-5催化剂,基于燃机烟气工况研究了Fe含量及Ce掺杂量对Fe/ZSM-5催化剂的中高温脱硝性能的影响,并结合一系列表征技术对其物化性能进行研究。结果表明,Fe含量为4wt%时,Fe/ZSM-5催化剂在550℃下NOx转化率为77.11%。掺杂Ce后Ce?Fe/ZSM-5催化剂的高温脱硝效果明显提升,Ce负载量为1wt%时,550℃时NOx转化率仍保持95.92%,催化剂有优异的中高温催化活性,比Fe4/ZSM-5提高了18.81%。同时改变烟气中的NO2和O2含量,发现NO2和O2浓度增加均可提高催化剂的脱硝性能,水热老化测试表明Ce1?Fe4/ZSM-5催化剂具有优异的水热稳定性,分别在10vol% H2O, 600℃和10vol% H2O, 800℃条件下老化后,在450?550℃内NOx转化率保持约90%。适量掺杂Ce后催化剂表面Lewis酸含量及强度增强,表面吸附氧比例增大,Ce与Fe元素间的协同作用提高了催化剂的高温氧化还原能力,提升了高温活性,因此促进了中高温条件下SCR反应的进行。
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    29. 典型煤炭燃料在民用解耦炉中的燃烧实验研究
    韩健 刘新华 何京东
    过程工程学报    2020, 20 (6): 728-736.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219258
    摘要440)      PDF (536KB)(139)    收藏
    实验对比研究了烟煤块状半焦及烟煤型煤等煤炭燃料在民用解耦炉中燃烧时的污染物排放特性和炊事能力,并基于解耦测试炉对烟煤型煤的特征尺寸进行优化,验证了解耦炉具对不同种类民用煤炭燃料的适应性。结果表明,民用解耦燃煤炉具特有的结构特征和通风方式有利于NOx和CO的同时减排。若在解耦炉中燃烧烟煤洁净型煤,可进一步实现对SO2和颗粒物(PM)的有效控制。型煤尺寸对炉具污染物排放影响显著,尺寸优化后的烟煤洁净型煤在解耦炉中稳定燃烧时NO, SO2, CO和PM的平均排放浓度按基准氧含量9vol%折算后,分别低于190, 300, 380和30 mg/m3,炊事功率可达1.65 kW。
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    30. 浮法玻璃熔窑火焰空间石油焦部分替代重油燃烧的数值模拟
    王志敏 谢峻林 梅书霞 何峰 金明芳
    过程工程学报    2020, 20 (6): 737-744.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219278
    摘要446)      PDF (1165KB)(137)    收藏
    针对浮法玻璃熔窑火焰空间建立模型并进行了数值模拟,在保证热值相同的前提下,对比研究了重油燃烧及将石油焦部分替代重油燃烧时的流场分布特征。结果表明,石油焦部分代替重油燃烧后,两种燃料可很好地混合燃烧,窑炉内温度制度基本不受影响;石油焦着火时间比重油长,两种燃料混合燃烧时平均着火点滞后于仅使用重油时,且燃烧路径更长,燃烧时产生了大量CO,整个火焰空间及烟气出口处NOx的平均排放量与仅使用重油相比降低了30.02%,NOx减排效果明显。
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    31. 低阶煤热解条件对高炉喷吹半焦燃烧性能及动力学特性的影响
    吴浩 邹冲 何江永 王凯 刘占伟 师帅
    过程工程学报    2020, 20 (4): 449-457.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219199
    摘要616)      PDF (578KB)(143)    收藏
    采用热重分析法研究了不同热解条件下半焦的燃烧性能和动力学特征,利用Ozawa法求取动力学参数。结果表明,热解温度越低、保温时间越短时,半焦的燃烧性能越好;热解升温速率对半焦燃烧过程的反应程度影响不大;粒度越大,燃烧性能差异性越明显。热解温度对半焦燃烧性能影响较大,550℃是本研究中制备高燃烧反应性半焦的适宜热解温度。两种不同粒度原煤制得的半焦均随转化率增大,活化能减小。1~3 mm原煤在热解温度为550℃时所得半焦在燃烧过程中符合反应级数模型,化学反应为限制性环节,反应最概然机理函数为f(α)=(1–α)2。
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    32. KF对微米铝粉在水蒸气中着火燃烧特性的影响
    石伟 孙运兰 朱宝忠 陈颖 徐俊超 张思懿
    过程工程学报    2020, 20 (4): 458-466.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219247
    摘要652)      PDF (1996KB)(143)    收藏
    为改善微米铝粉在水蒸气中的着火特性和燃烧效率,采用自行设计的管式炉实验平台研究了KF对30 ?m铝粉在1000℃水蒸气中着火燃烧特性的影响。用高速摄影系统记录了样品着火燃烧过程,并通过X射线衍射、扫描电镜技术和化学分析方法分析了产物组分、形貌和燃烧效率。结果表明,加入KF可显著降低30 ?m铝粉的点火延迟时间,与加入5wt% (0.003 g) KF相比,加入15wt% (0.009 g) KF后,样品的点火延迟时间减少了47.58 s;微米铝粉在1000℃水蒸气中不能着火,加入KF后能着火,这是因为KF与水蒸气反应生成KOH,KOH与Al2O3反应会破坏铝粉的氧化壳,加快铝与水蒸气的反应,促进铝粉着火。随KF加入量提高,样品的燃烧效率显著上升,最高为82.24%,比未添加KF样品的燃烧效率提升了38.75%。提高KF加入量,可产生更多的KOH,对氧化壳的破坏效果更显著,进一步促进铝与水蒸气反应,提高铝粉燃烧效率。
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    33. 含PVC混合塑料水热反应中的氯迁移特性
    杨茂林 李田 黄能 赵培涛 郭庆杰
    过程工程学报    2020, 20 (4): 467-475.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219253
    摘要766)      PDF (852KB)(202)    收藏
    聚氯乙烯(PVC)的大量使用导致城市生活垃圾(MSW)中的氯含量相对较高。水热反应将氯尤其是有机氯高效脱除是实现垃圾无害化处理和资源化利用的前提。MSW中塑料组分复杂,有机氯主要来源于PVC,研究影响PVC水热脱氯中氯迁移特性的因素具有重要意义。选取两种型号(HB-65和S-65)的PVC和聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)作为原料,研究了PVC自身性能和水热条件对氯脱除的影响规律,考察了塑料混合水热过程中的氯迁移特征。结果表明,PVC自身性能是影响水热脱氯内在因素,水热条件如水热温度、保温时间和反应物浓度是外在因素。塑料因不同的热膨胀性在混合水热过程中存在协同效应,添加PP和ABS使PVCHB-65脱氯率分别下降了71.66%和70.96%,使PVCS-65脱氯率分别下降了19.05%和18.15%;添加PE和PS使PVCHB-65脱氯率分别下降了71.06%和43.06%,使PVCS-65脱氯率分别升高了8.20%和46.70%。
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    34. 铝–油酸/正庚烷基纳米浆体燃料液滴着火燃烧特性
    代宝鑫 季言午 张思懿 朱宝忠 孙运兰
    过程工程学报    2020, 20 (4): 476-483.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219241
    摘要675)      PDF (900KB)(151)    收藏
    采用液滴悬挂法研究了正庚烷液滴、油酸/正庚烷混合燃料液滴、含20wt%纳米铝粉的铝–油酸/正庚烷基纳米浆体燃料液滴在不同温度下(600~800℃)的着火燃烧特性。用高速摄像机观测液滴进入管式电阻炉后的着火燃烧过程,使用热电偶记录液滴周围的气相温度变化,同时通过对应的温度曲线计算液滴的着火延迟时间。结果表明,纳米铝粉和油酸的添加均能降低正庚烷液滴的着火延迟时间。随温度升高,正庚烷、油酸/正庚烷混合燃料、铝–油酸/正庚烷基纳米浆体燃料液滴的着火延迟时间显著降低,但变化趋势逐渐趋于平缓。铝–油酸/正庚烷基纳米浆体燃料液滴的着火延迟时间与环境温度满足阿累尼乌斯方程。与纯正庚烷、油酸/正庚烷混合液滴的燃烧过程相比,铝–油酸/正庚烷基浆体燃料液滴的燃烧过程有显著差异,其燃烧经历3个阶段:正庚烷稳定燃烧阶段、正庚烷微爆炸阶段和表面活性剂微爆炸阶段。铝–油酸/正庚烷基浆体燃料液滴燃烧时间延长,火焰熄灭后又复燃,且燃烧过程中发生剧烈的火焰形变和铝颗粒溅射现象,大部分铝以团聚体形式在第三阶段完成氧化还原反应。
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    35. 硅系黏结剂对涂覆型蜂窝体催化剂性能的影响
    皇甫林 李长明 王超 李萍 李运甲 高士秋 余剑
    过程工程学报    2020, 20 (4): 484-492.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219200
    摘要606)      PDF (2117KB)(103)    收藏
    以黏土蜂窝体为廉价载体浸涂V–W–Ti催化剂浆料,制备涂覆型蜂窝体催化剂。考察了涂覆型蜂窝体催化剂制浆过程中分散剂、黏结剂、增强剂等因素,并通过XRF, XRD, BET及SEM等手段对其表征。结果表明,黏结剂对催化剂脱硝活性和强度影响最大,黏结剂B3制备的涂覆型蜂窝体催化剂脱硝活性和强度最优,表面形成了致密的涂层,具有更高的强度。在优化参数条件下制备的涂覆型蜂窝体催化剂单孔道NO转化率达20.3%,优于商用挤出型蜂窝体催化剂(NO转化率18.1%,单孔道),其催化剂用量显著降低。耐磨测试结果预测所制涂覆型蜂窝体催化剂在焦化厂烟气条件下稳定工作时长预期达128000 h,极具工业应用前景。
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    36. 不锈钢渣用于制备泡沫混凝土的安全性分析
    张浩 陈华 张磊 刘秀玉
    过程工程学报    2020, 20 (3): 347-353.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219218
    摘要518)      PDF (593KB)(76)    收藏
    用不锈钢渣、水泥、粉煤灰、发泡剂与水制备不锈钢渣泡沫混凝土,测试了不锈钢渣及泡沫混凝土的化学成分、微观形貌、矿物组成、结构、游离CaO含量、易磨性、内辐射指数与外辐射指数、活性指数、主要性能指标(抗压强度、干密度和导热系数)和浸出液中重金属浓度,研究了不锈钢渣用于制备泡沫混凝土的可行性与环境风险。结果表明,不锈钢渣的主要矿物组成为Ca2SiO4及含Al和Ti, Cu, Pb, Ta等重金属的矿相,具有一定胶凝活性且易磨,内辐射指数与外辐射指数满足建筑材料放射性元素限量要求。不锈钢渣掺量为25wt%?42wt%时,泡沫混凝土的干密度为597?621 g/cm3,养护28 d后抗压强度为1.83?2.98 MPa、导热系数为0.11?0.12 W/(m?K),满足泡沫混凝土要求。不锈钢渣所含重金属主要以稳定的金属固熔体存在,浸出浓度远低于危险废物限值。
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    37. 纳米SiO 2填料对离子凝胶电解质及高压超级电容器性能的影响
    张家赫 邢春贤 张海涛
    过程工程学报    2020, 20 (3): 354-361.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219181
    摘要598)      PDF (1410KB)(217)    收藏
    以SiO2纳米颗粒为填料,通过溶液浇筑法合成了纳米复合离子凝胶电解质,研究了SiO2填料对离子输运的影响规律。基于离子凝胶电解质构筑了准固态电容器,探讨了无机填料对电容器性能的影响,以活性炭为电极、凝胶电解质为隔膜,构筑了准固态双电层电容器。结果表明,SiO2的加入没有改变隔膜电解质的微观形貌,但有效改善了浸润性,提高了离子电导率。高SiO2添加量的隔膜电解质电化学性能更优,当添加8wt% SiO2时凝胶电解质电化学性能最优。SiO2的加入可有效提高活性炭准固态电容器的性能,电容器的比容提升约15%,经4000次循环后容量保持可达100%。电解质高温稳定性良好,器件最高使用温度可达60℃。基于该复合电解质构筑的电容器具有良好的高温性能,电容器比容随温度升高而逐渐提升,60℃时能量密度可达81.36 Wh/kg。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    38. 城市污泥与稻壳水热炭混合燃烧特性与动力学
    叶聪 邢献军 张学飞 陈涛 张佳佳
    过程工程学报    2020, 20 (3): 362-370.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219210
    摘要558)      PDF (943KB)(173)    收藏
    采用热重分析法研究城市污泥、稻壳水热炭及两者不同掺混比的燃烧特性与反应动力学。对比分析其在不同升温速率下从室温升至1000℃的燃烧特性,用Flynn-Wall-Ozawa (FWO)法计算其燃烧过程中的反应动力学参数。结果表明,稻壳水热炭的挥发性、着火和燃尽指数均高于城市污泥,具有较好的燃烧特性,掺混稻壳水热炭使城市污泥混合燃烧时发生热滞后现象。随着稻壳水热炭掺混比的增加,共混物的燃烧残余质量减少,着火性能变差,燃烧性能变强。活化能的相关系数均高于0.95,稻壳水热炭掺混高于50wt%时,共混物的平均活化能低于稻壳水热炭单独燃烧的平均活化能,掺混70wt%稻壳水热炭时出现最低平均活化能,为85.48 kJ/mol。城市污泥与稻壳水热炭混燃时有协同交互作用,且掺混50wt%稻壳水热炭时效果最佳。
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    39. 臭氧氧化双酚A的性能及机理
    陈娇玉 孟冠华 魏旺 刘宝河 丁素云 何佳睿
    过程工程学报    2020, 20 (2): 230-236.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219165
    摘要890)      PDF (725KB)(193)    收藏
    采用臭氧氧化法在动态条件下降解双酚A,考察了臭氧浓度、水样进水流速、pH、双酚A初始浓度及温度对氧化降解双酚A效果的影响,探究了臭氧氧化双酚A的反应机理。结果表明,臭氧对溶于水中的双酚A具有良好的去除效果,在反应条件(臭氧浓度11.04 mg/L、水样进水流速2 mL/min、原水pH=6.83、双酚A初始浓度10 mg/L、温度40℃)下,去除率达86.12%。增加臭氧浓度或适当升高温度可增加臭氧氧化双酚A去除率。pH和进水流速的提高会降低双酚A去除率。偏酸性条件下,臭氧降解双酚A的效果更好。臭氧氧化双酚A反应活化能较低,属于快速反应。臭氧浓度不变,增加双酚A初始浓度会使其去除率减小。臭氧氧化双酚A以臭氧直接氧化为主,同时也存在羟基自由基间接氧化。
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    40. 基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统特性的研究
    闫红丽 陆佐伟 敬志良 吴震
    过程工程学报    2020, 20 (2): 237-244.   DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219173
    摘要790)      PDF (711KB)(265)    收藏
    以基于金属氢化物的固态储氢技术,与质子交换膜燃料电池(PEMFC)耦合,搭建了基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统试验台,测试了吸氢压力、放氢温度、氢流量等关键操作参数对氢燃料电池动力系统性能的影响。结果表明,当吸氢压力大于等于0.60 MPa时,固态储氢反应器放氢流量稳定的时间最长可达4500 s以上。当放氢温度大于60℃时,储氢反应器能完全释放氢气,且放氢时间基本相同。放氢流量越小,氢燃料电池动力系统稳定工作的时间越长。
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