肖睿
,
何世辉
,
杜艳利
,
黄冲
,
冯自平
,
国德防
,
崔昌学
,
杜光林
工程热物理学报
现有的直接蒸发式冰蓄冷空调蓄冰槽内在融冰运行时都存在不利于传热的较大垂直温差.本文通过在蓄冰槽中下部位置处设置水平交叉盘管,使蓄冰槽内的坚直冰柱易于断裂,从而改善槽内自然对流条件,达到强化换热的目的.实验表明,水半盘管的布置明显减小了蓄冰槽内在融冰过程中的上下层温差,传热过程得到强化,融冰速度加快,制冷系统的COP也相应得到提高.
关键词:
直接蒸发
,
冰蓄冷
,
蓄冰槽
,
水甲盘管
,
强化传热
肖睿
,
金保升
,
熊源泉
,
仲兆平
,
段钰锋
,
陈晓平
,
周宏仓
,
章名耀
工程热物理学报
第二代增压流化床联合循环发电技术(2G PFBC-CC)是当前具有应用前景的洁净煤发电技术之一.东南大学热能工程研究所构建了2 MWt加压喷动流化床部分气化炉,对原有1 MWt增压流化床燃烧炉进行了改造,形成了较完整的2G PFBC-CC系统.经过二年多的调试和试验研究,验证了2G PFBC-CC工艺可行性和先进性,部分气化炉产生的煤气热值在4.2 MJ/Nm3以上,满足燃气透平的要求,排出的半焦可在PFB燃烧炉内稳定燃烧,飞灰含碳量在2%以下,系统碳利用效率在99%以上.
关键词:
2G PFBC-CC
,
煤部分气化
,
半焦燃烧
,
中试
张亚平
,
王龙飞
,
李娟
,
张会岩
,
徐海涛
,
肖睿
,
杨林军
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62510-X
商业选择性催化还原(SCR)催化剂成分主要有 V2O5, WO3和 TiO2,但适用温度窗口较窄(300?400℃),使得实际操作过程中活性较低.目前,过渡金属广泛应用于催化剂制备中以提高其催化活性.相比于纯 TiO2和 ZrO2载体, TiO2-ZrO2具有较高的热稳定性以及较多的酸位,虽然有关 TiO2-ZrO2为载体的催化剂研究较多,但未与商业催化剂进行对比研究.而针对 NH3-SCR脱硝机理的实验研究也存在一些争议,主要原因归为以下两方面：(1)多数催化剂不同会直接导致催化剂的活性酸位不同；(2)不同 NH3-SCR脱硝催化剂的起活温度不同.同时, NH3和 NO在反应温度的吸附情况仍需要进一步研究.因此,有必要深入探究 NH3-SCR脱硝机理,以解决现行研究中存在的问题.本文首先采用共沉淀法制备摩尔比为1：1的 TiO2-ZrO2固溶体,并分步浸渍不同质量比的 WO3和1%V2O5,最终得到一系列1%V2O5-x%WO3/TiO2-ZrO2.然后通过 X射线衍射(XRD)和比表面积测试(BET)、程序升温还原(TPR)、原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)研究了 WO3和 ZrO2对催化性能的影响以及 V2O5-WO3/TiO2-ZrO2催化剂的反应机理. N2物理吸附结果表明, WO3的添加使得催化剂孔结构的热稳定性有所提高,同时随着 WO3含量增加催化剂的比表面积逐渐减小,但仍高于 V2O5/TiO2-ZrO2催化剂； ZrO2对催化剂比表面积增大效果比较明显.结合 XRD结果表明, WO3能促进金属氧化物在载体上的分散；相比于 V2O5-WO3/TiO2催化剂, ZrO2有利于活性组分的分散负载.比较系列 V2O5-x%WO3/TiO2-ZrO2的氨吸附情况,发现 WO3的添加增加了 Br?nsted酸的稳定性,其中以9%WO3的效果最显著.催化剂氨吸附中间物种(–NH2)的发现,证实了 WO3添加促进了 NH3的活化,有利于脱硝反应的进行. SCR反应结果显示, V2O5-9%WO3/TiO2-ZrO2催化剂在300–450oC时 NOx转化效率最优,并发现 O2的存在促进了 NOx的转化.采用in situ DRIFTS研究了 V2O5-x%WO3/TiO2-ZrO2催化剂脱硝机理,300和350oC时 NH3, NO, NO + O2吸附情况表明,在真实的反应温度下,脱硝过程中的活性中心为 Lewis酸中心, Br?nsted酸中心的 NH4+极易从催化剂表面脱附,无法吸附在催化剂表面,且与 NH3相比, NO只能以 NO2的形式弱吸附在催化剂表面.因此,该催化剂遵循 Eley-Ridel脱硝机理.而 V2O5-9%WO3/TiO2-ZrO2催化剂具有相对较高的脱硝效率,因此用来着重研究 NH3-SCR机理.在 NH3吸附过程中, NH3(1204,1602,3156,3264,3347 cm?1)和活性中产物 NH2(1550 cm?1)在催化剂表面的吸附(恒温300oC)是稳定的；随后通入 NO + O2时, NH3吸附过程中的所有吸收峰(包括 NH2)均逐渐减小(NH3吸附态与 NO结合后分解为 N2和 H2O),同时出现 H2O的振动峰,这证明了 V2O5-x%WO3/TiO2-ZrO2催化剂的脱硝反应过程.各类气体吸附情况表明, NO在商业催化剂的吸附状态与 V2O5-x%WO3/TiO2-ZrO2催化剂相同；但 NH3吸附结果表明, Br?nsted酸中心和 Lewis酸中心都是催化剂的活性中心； NO + O2的通入使得催化剂表面的 NH3和 NH4+都逐渐消失.这两种催化剂脱硝反应过程差异主要在于催化剂表面活性中心的不同,导致了不同的 NOx脱除路径.通过in situ DRIFTS比较 O2的存在对脱硝反应产生的不同影响来确定 O2的作用.两类催化剂上 O2均参与了 H2O的形成,促进了催化反应的完成；当 O2不存在时, NO的还原受到了极大地抑制,同时也未出现 H2O；两者的脱硝效率大大降低. H2-TPR和 NH3-TPR结果进一步证实 O2的作用主要是氧化 NO及参与催化过程 H2O的形成.
关键词:
二氧化锆
,
三氧化钨
,
氨气选择性催化还原
,
原位漫反射红外
,
反应机理
张帅
,
肖睿
,
杨一超
,
宋启磊
,
张会岩
工程热物理学报
针对废铁渣载氧体,在小型固定床反应器上进行了燃煤加压化学链燃烧试验以及载氧体持续循环能力的研究,结果表明,压力增加抑制了煤的初始热解过程,提高了煤焦的气化过程以及气化产物与载氧体之间的反应.随着压力增加,CO2浓度和燃料的转化率增加,CO和CH4的浓度降低,载氧体的转化率也随压力的增加而增加.由于载氧体载氧能力一定,随燃料与载氧体质量比增加,CO2浓度和燃料的转化率降低,不利于CO2捕集和能源的高效利用.循环试验表明,随循环次数增加,载氧体活性逐渐增强,热解气体和煤焦气化产物的转化率以及燃料的转化率均得到提高.
关键词:
CO2捕集
,
化学链燃烧
,
废铁渣载氧体
,
加压固定床
,
燃煤
仲兆平
,
金保升
,
兰计香
,
董长青
,
肖睿
工程热物理学报
本文描述了城市生活垃圾与煤混烧后烟气利用流态化吸收式净化装置净化的试验研究结果.当吸收剂为石灰石浆液,浆液浓度1%,循环倍率为3,喷射速度为5～15 m/s,鼓泡管插入深度140 mm时,流态化吸收式垃圾焚烧烟气净化装置的脱硫效率大于90%,脱硝效率为20～30%之间,脱氯效率大于80%,除尘效率大于99%,重金属净化效率大于98.6%,二恶英净化效率99.35%.
关键词:
垃圾焚烧
,
烟气净化
,
试验研究
张勇
,
钟文琪
,
金保昇
,
肖睿
工程热物理学报
本文采用微波加热-红外热成像颗粒示踪和混合技术获得了球形颗粒、柱形轻质颗粒和柱形重质颗粒三种示踪颗粒在不同操作参数下的运动轨迹,同时,基于蒙特卡罗方法的基本思想,将颗粒停留时间分布转化为虚拟颗粒浓度,并通过考察分层界面高度和混合层高度两个特征参数研究了球形-非球异质颗粒系统的颗粒分离特性.结果表明,当操作气速达到球形颗粒的最小流化速度时,床层发生逆转;随后随流化气速增加,分层界面高度降低,但球形颗粒与重质颗粒的分层界面下降更明显,混合层高度均增加;在同一流化气速下,柱形重质颗粒-柱形轻质颗粒混合域最小.
关键词:
虚拟颗粒浓度
,
蒙特卡罗方法
,
非球异质颗粒
,
分离特性
肖睿
,
宋文吉
,
黄冲
,
何世辉
,
董凯军
,
冯自平
工程热物理学报
TBAB包络化合物浆是一种新型高密度潜热输送材料,在中央空调或区域供冷等系统中作为替代常规冷水的冷量输送媒体具有显著的节能应用前景.采用实验方法研究了A型TBAB包络化合物浆在水平直管内的层流和湍流流动特性.通过分析流动阻力随流速和固相含量等参数的变化规律,发现固相含量的增加有利于维持流动的层流趋势,在定流速条件下随着固相含量的增加流动状态会由湍流转变为层流,即出现"再层流化"现象,并且由于再层流化现象的出现,包络化合物浆的流动会出现"阻力降低区".
关键词:
四丁基溴化铵
,
包络化合物浆
,
潜热输送
,
流动
,
再层流化
张会岩
,
肖睿
,
肖刚
,
宋启磊
,
潘其文
工程热物理学报
本文在流化床上对玉米芯进行了快速热解制取生物油的试验研究.首先在非催化条件下考察了温度、气体流量、床高和物料粒径对热解产物产率的影响,得到了制取生物油的最优工况.在此工况下进行了催化热解试验,研究了FCC催化剂对热解产物产率和生物油品质的影响.结果表明,最优工况下生物油产率为56.8%.同未加催化剂相比,FCC催化剂的存在使得生物油中油组分和焦炭的产率降低,不凝结气体、水分和焦的产率增加.分级冷凝系统的应用较好的实现了重油、轻油和水的分离.对催化条件下第二级冷凝器收集的生物油分析表明,其油组分的氧含量和高位热值分别为13.64%和36.7 MJ/kg,具有很好的应用前景.
关键词:
玉米芯
,
催化热解
,
生物油
,
流化床
,
分级冷凝
陈兴品
,
尚都
,
余晓伟
,
肖睿
,
刘庆
材料热处理学报
应用电子背散射衍射(EBSD)技术研究退火工艺(单步法和两步法)对形变量为99%的镍基带中立方织构形成的影响.结果表明,随着退火温度的升高,镍基带中立方取向和其它取向的晶粒平均尺寸不断增加,立方取向晶粒的平均尺寸比其它取向晶粒的平均尺寸要大,而且随着退火温度的升高,这种晶粒尺寸优势不断的增加;低温退火时退火工艺对立方织构含量影响不明显,而高温退火时其立方织构含量大幅增加;相对于单步退火法,两步退火法能有效的提高镍基带中立方织构的含量.
关键词:
镍基带
,
立方织构
,
电子背散射衍射(EBSD)
,
两步退火
张帅
,
肖睿
,
杨一超
,
宋启磊
工程热物理学报
在钙基载氧体燃煤化学链燃烧技术过程中由于煤气化产物与载氧体之间的副反应导致反应过程中产生大量的SO_2气体。本文选择MAC铁矿石,CaO和石灰石作为脱硫剂,在小型加压固定床上研究不同温度、压力、Ca/S比条件下SO_2气体的脱除问题。结果表明,单独采用CaSO_4载氧体时,随温度升高SO_2气体浓度逐渐增加。添加铁矿石后,SO_2排放浓度降低,主要与Fe_2O_3能够催化抑制CaSO_4分解有关。添加CaO和石灰石脱硫剂后,随温度、压力以及Ca/S比增加,两种脱硫剂的脱硫效率均增加,且在相同的实验条件下得到的CaO的脱硫效果更佳。
关键词:
CO_2捕集
,
化学链燃烧
,
钙基载氧体
,
脱硫
