华中科技大学能源与动力工程学院新能源科学与工程系
- 作品数：17 被引量：68H指数：5
- 相关机构：郑州轻工业大学能源与动力工程学院华北电力大学可再生能源学院生物质发电成套设备国家工程实验室华北电力大学可再生能源学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖北省自然科学基金深圳市科技计划项目更多>>
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- HVOF喷涂用于提高锅炉换热面耐磨损耐腐蚀性能综述被引量：5
- 2021年
- 火力发电是我国的主要发电方式,在燃用煤、生物质等固体燃料时会面临锅炉换热面的冲蚀磨损或腐蚀问题,导致管道失效停炉,严重影响了电厂的安全稳定运行。超声速火焰(HVOF)喷涂作为热喷涂工艺的一种,可以通过在换热管道表面添加防护涂层来缓解磨损或腐蚀问题。因其制备的涂层具有与基体结合强度高、孔隙率低等优异的特点,在锅炉换热面的耐磨损耐腐蚀方面研究及应用前景广阔。综述了HVOF喷涂的发展、工艺流程以及涂层的特性,并重点总结了用于提升锅炉换热面耐磨损耐腐蚀性能的HVOF涂层材料,以及不同材料应用时需要考虑的环境因素。最后从工艺优化、材料进步以及实验方法创新三个方面对HVOF工艺在锅炉换热面上的应用做出展望。
- 李海燕刘欢张秀菊王阁义周巧燕陈同舟姚洪
- 关键词：涂层锅炉
- 生物质基活性炭负载镍对Cr~Ⅵ的催化吸附性能研究
- 2019年
- 为了有效处理污水中的重金属铬,本文利用废弃物甘蔗渣负载镍和氮,制备出一种高催化性能的活性炭用于降解吸附污染水体中的CrⅥ.利用BET、SEM、Raman、XRD、XPS等手段对负载镍生物质基活性炭进行理化性质表征,对其催化吸附CrⅥ的性能进行评估并探究了其催化吸附机理。结果表明,在甲酸作为辅助催化剂时,负载镍生物质基活性炭对CrⅥ的最大降解量高达824.38mg/g,并且循环性能优良,活性位点有较高稳定性。而其催化吸附过程涉及到含氧官能团与Cr的络合作用、单质镍与CrⅥ氧化还原反应、Ni3+和Cr3+共沉淀等作用。
- 李子卿邵敬爱张俊杰朱丹晨杨伟栋张世红张世红
- 纤维素组分对氨基酸热解的影响被引量：4
- 2020年
- 本研究旨在揭示生物质热解过程中纤维素组分对含氮组分热解过程的影响,采用快速热解-气相色谱/质谱联用与密度泛函理论计算相结合分析生物质主要含氮组分(苯丙氨酸和谷氨酸)、纤维素单元葡萄糖和混合物热解过程中产物析出特性以及分布规律,揭示葡萄糖对氨基酸热解作用机理。研究发现葡萄糖与苯丙氨酸主要发生聚合反应;还会起到供氢的作用,促进苯丙氨酸/苯乙胺发生脱氨反应生成苯乙烯;而和谷氨酸主要发生聚合反应,会促进谷氨酸发生脱羧反应形成2-吡咯烷酮。计算结果表明,葡萄糖C1位羟基为苯乙胺C2连接的氨基提供氢,可以降低苯乙胺脱氨的反应能垒;链式葡萄糖醛基与谷氨酸氨基结合,可以降低脱羧的反应能垒,促进2-吡咯烷酮的生成。
- 宫梦方阳陈伟陈应泉陆强杨海平陈汉平
- 关键词：苯丙氨酸谷氨酸葡萄糖密度泛函理论热解
- 生物质热解碳烟的研究进展被引量：1
- 2021年
- 碳烟是燃料不完全燃烧或气化形成的纳米级碳质颗粒,是空气中细颗粒物PM2.5的主要来源之一,也是仅次于CO_(2)的温室效应主要贡献源之一。碳烟的生成会降低生物质热转化过程中的能量利用效率以及气化过程中合成气的品质。作为生物质热化学转化过程的初始步骤,热解碳烟的生成特性、形成机理和减排方法对转化过程中碳烟的控制具有指导意义。本文从生物质热解碳烟的取样、排放特性、理化性质、生成机理及减排措施等方面进行了综述。着重介绍了热解碳烟的产率、化学组成、微观样貌、内部结构和反应性等,总结了原料特性及热解工况对碳烟产率和反应性的影响,汇总了当前调控热解碳烟排放的主要措施。指出目前针对生物质热解碳烟前体的形成及演化转变机理仍不明确,热解碳烟的氧化反应机理研究鲜有报道。此外,热解碳烟生成受原料类型和热解工况等诸多因素影响,当前研究多为单因素的影响分析,缺乏针对碳烟排放的多因素耦合优化研究。
- 蒋好朱有健邵敬爱成伟吴贵豪杨海平杨海平
- 关键词：生物质热解碳烟减排
- 生物质流化床气化与结渣特性中试试验被引量：1
- 2021年
- 为优化生物质流化床气化工艺,该研究在中试规模流化床实验台上进行了成型树皮和成型秸秆的空气气化试验,研究了空气当量比、气化温度与送风温度对成型树皮和成型玉米秸秆气化特性的影响,同时采用电子探针显微分析仪与X射线光谱分析仪对气化过程中结渣的微观结构与成分进行了分析。结果表明:气化效果随着空气当量比增大先升后降,空气当量比较佳值在0.24左右,此工况下树皮与秸秆合成气热值分别为5.66和3.92 MJ/m^(3),气化效率分别为59.62%与33.92%;气化温度增加促进气化效果提升,气化温度从700℃升高至800℃,树皮合成气热值与气化效率分别提升了1.01 MJ/m^(3)与14.28%;一次风温度的提升对气化效果无显著影响(P>0.05),但明显提升了炉膛底部温度,容易导致结渣,不利于设备稳定运行。2种生物质都有明显结渣现象,其表面呈现熔融玻璃状。结渣主要由KAl(SiO_(3))、K_(2)MgSi_(5)O_(12)等复杂化合物与SiO_(2)组成。导致结渣的原因主要是生物质中K、Mg等碱金属元素在床料中富集,与石英砂床料反应形成低熔点熔融盐;树皮含有较多Ca,气化中形成高熔点的CaSO_(4)进而抑制结渣,而秸秆成灰率高,含有较多的K,导致结渣更为严重。
- 廖新杰张世红李姜昊罗俊伟杨文海张雄陈汉平
- 关键词：生物质气化流化床中试试验结渣
- 生物质热解多联产系统的能值分析被引量：3
- 2015年
- 以湖北省天门市杨林办集中供气示范站为研究对象,采用能值分析理论对生物质热解多联产系统的生态效益进行综合评价。研究结果表明:生物质热解多联产系统每年投入总能值为1.04×1018se J,其中可再生能值投入比例为7.31%,能值转换率为3.97×104se J/J,电力与劳务消耗是生物质热解多联产系统能值投入的主要部分,占总能在投入的85.79%。
- 韩菲柳锋杨晴陈德民王贤华杨海平陈汉平
- 关键词：生物质能值分析
- 利用污泥制备活性炭及其吸附特性的研究进展被引量：17
- 2017年
- 污泥作为城市、工业活动的副产物影响人们生活和生态环境,而以污泥制备污泥活性炭的方式进行资源化利用,使得污泥活性炭作为一种低成本吸附剂可以有效吸附废水中污染物以及脱硫脱硝,从而达到"以污治污"的效果。本文从污泥活性炭的制备方法、吸附特性和吸附反应模型3个方面对污泥制备活性炭研究进展进行综述,着重讨论了污泥来源、炭化方式、活化方式以及添加剂种类等因素对于污泥活性炭制备的影响,阐述了其对于金属离子、染料、抗生素等有害物的吸附特性,在此基础上,本文又列举了近些年污泥基活性炭在吸附过程中对于吸附等温模型以及吸附动力学模型的拟合情况。同时本文指出目前研究局限于制备追求比表面积的活性炭,而且该技术仍存在技术工艺成本较高的问题以及二次污染风险,对研究方向作出展望,即应结合根据不同的污泥来源,选取合适的制备方式以及应用领域。
- 张俊杰邵敬爱黄河洵黄河洵安瑞张世红张世红
- 关键词：污泥活性炭
- 典型生物质流化床气化中试试验研究被引量：1
- 2020年
- 在中试规模流化床上研究稻壳与木屑、空气当量比ER及气化温度(650-800℃)对气化特性的影响。结果表明:木屑、稻壳在ER为0.2左右时达到最佳气化工况,热值分别为5.39 MJ/m^3、6.04 MJ/m^3,气化效率分别为46.15%、51.91%;随着ER的增大,气化炉温度呈现先增加后减小趋势,过高或过低的ER都不利于生物质气化反应;随着温度的增加,合成气可燃组分增加,CO2组分减小,气体热值、气化效率上升。
- 李姜昊张世红邵敬爱杨海平陈汉平
- 关键词：生物质流化床中试试验气化
- 添加生物油对垃圾焚烧烟气选择性非催化还原脱硝的强化作用及其机理被引量：2
- 2021年
- 为揭示添加生物油对垃圾焚烧选择性非催化还原(SNCR)脱硝特性的影响规律及作用机理,利用高温管式炉开展了实验,以研究生物油添加比例(β)、氨氮比(NSR)及氧浓度对SNCR脱硝特性与CO排放的影响;结合SNCR基元反应与生物油热分解产物的成分,分析了添加生物油对烟气选择性非催化还原脱销的强化作用机理。结果表明,添加生物油能拓宽SNCR的温度窗口,在700~900℃时可明显提升脱硝效率,当β=10%时,脱硝效率平均提升约21%。在SNCR过程中,CO排放随生物油添加比例的增加而增加,但温度在800℃、氧浓度在4%以上时,基本无CO排放。生物油在高温下的分解产物主要为H_(2)、CO及CH_(4)等。添加生物油主要通过热分解生成小分子气体,同时产生大量H·、O·、HO_(2)·及·OH等自由基来强化低温下SNCR脱硝反应。本研究结果表明,在垃圾焚烧电站中,可通过在900℃下适当添加生物油来提升SNCR效率。
- 陈金宝罗俊伟杨文海张世红邵敬爱廖新杰陈汉平
- 关键词：选择性非催化还原CO排放
- 棉秆燃烧过程中的颗粒物排放特性被引量：5
- 2017年
- 该文利用滴管炉结合DEKATI低压撞击采样器,研究燃烧温度和原料粒径对棉秆燃烧过程中颗粒物排放特性的影响,并结合扫描电镜和X射线光谱分析仪探讨了颗粒物的微观结构和元素组成。结果表明PM_1排放量随燃烧温度升高而显著降低,从68.90 mg/m^3降低至14.02 mg/m^3;颗粒物总排放量从75.41 mg/m^3降低至16.30 mg/m^3;颗粒物分布峰值从0.609μm附近移至0.261μm附近;原料粒径减小使得PM_1排放量下降,从39.84 mg/m^3降低23.06 mg/m^3,而PM_1-10排放量增加,从5.18 mg/m^3增至8.38 mg/m^3。分析表明细颗粒物(0.028~0.261μm)主要由K、Cl及少量S元素组成,形成途径主要为碱金属化合物如KCl、KOH及K_2SO_4等的蒸发-凝集作用,并呈现较规则的微观结构,存在形式主要为KCl;粗颗粒物(1.590~9.860μm)主要由Ca、Mg及少量Si、P组成,主要通过大颗粒的破碎或富Ca、Mg和Si颗粒物的异质凝结转化形成,多呈较规则的球形结构;中间段颗粒物(0.261~1.590μm)属于过渡段,介于细颗粒物和粗颗粒物之间,微观结构较为复杂。
- 成伟陈汉平杨海平杨海平邵敬爱朱有健杨伟
- 关键词：燃烧颗粒物粒径分布微观结构
