二甲醚分产及二甲醚-动力联产的比较

本文针对DME分产及其与动力结合后的联产系统进行了研究。分产时一步法DME的能耗为55．5 GJ／t,比两步法的能耗58．0 GJ／t降低4．3％。与IGCC结合后的一步法联产相对节能率达到16．6%,远远高于两步法联产的4．9％。进一步分析发现,不论是一步法还是两步法,相对分产而言,联产时在化学(?)和物理(?)的梯级利用上都更合理。研究还表明一步法联产中对合成气化学(?)品位的充分利用是导致一步法联产节能率高于两步法联产的根本原因。     

煤基甲醇动力多联产系统技术经济关联性研究

在IGCC基础上发展起来的煤基甲醇动力多联产系统作为一种高效清洁的能源系统在中国具有广泛的应用前景。该文基于相对节能率,单位能量生产成本研究了联产系统热力性能和经济性能间的关联关系。研究表明,对甲醇动力多联产系统而言,不仅存在使相对节能率最高的最佳循环倍率,而且还存在使单位成本最低的最佳循环倍率。当化工岛的未反应气循环倍率位于2.17~4.44时,可以使相对节能率和单位成本二者都达到比较优化的状态。     

煤基和天然气基DME联产比较

本文针对煤基和天然气基DME分产及多联产系统进行研究.通过分析发现煤基DME分产能耗为55.5 GJ/t,天然气基DME分产能耗为48.4 GJ/t.煤基IGCC-DME联产方式相对节能率达到15.0%,高于天然气基CC-DME联产方式的10.2%.通过进一步的分析发现,不论是煤基还是天然气基,联产方式都同时遵循化学(火用)和物理(火用)的综合梯级利用原理.     

螺旋管内超临界CO_2/DME混合工质冷却换热特性研究

CO_2/DME(Dimethyl ether二甲醚)混合工质作为制冷剂既可以降低CO_2单独使用时过高的工作压力,又可抑制二甲醚的可燃性。针对跨临界热泵系统中制冷剂在超临界压力下放热时复杂的传热性能,本文对超临界CO_2/DME混合工质和超临界CO_2在螺旋管内流动冷却的换热过程进行了数值模拟研究。结果表明,与纯CO_2相比,在高温区CO_2/DME混合工质的换热性能更优;通过比较不同配比的CO_2/DME混合工质的换热特性,得到了不同温度范围对应的换热性能最优的CO_2/DME混合工质配比。此外,对固定质量比的CO_2/DME混合工质,分别分析了不同质量流速和热流密度下的流体温度、壁面温度及传热系数的变化规律,并与纯CO_2传热系数的变化进行了对比。该研究为制冷剂选取及热泵系统中气冷器的优化设计提供了理论依据。     

二甲醚低温低压自点火行为的实验和理论研究

针对二甲醚(DME)低温低压数据缺乏和反应机理认识不统一问题,利用高压激波管进行点火延迟期测量实验,实验工况完整覆盖负温度系数(NTC:Negative Temperature Coefficient)区域。使用Aramco Mech 3.0机理对实验结果进行了数值仿真,发现与实验数据相比存在两个差异较大的典型区域:NTC高温拐点前温度区和NTC低温拐点后温度区。本文通过计算流体力学(CFD:Computational Fluid Dynamics)仿真分析,说明了热点的出现可以引起第一个区域内的差异。并且本文对DME低温反应进行动力学分析,认为第二个区域内的差异源自于机理本身。考虑用三次加氧反应优化DME机理,发现该路径对DME低温化学机理的改善贡献不大。但本文中的实验数据和DME的动力学分析为进一步优化DME低温燃烧反应动力学机理提供了思路和方向。     

液化石油气中二甲醚含量快速测定方法研究

二甲醚(DME)掺入液化石油气(LPG)中能加速储气罐橡胶密封圈的老化,存在严重安全隐患,直接危害消费者安全和利益,国家明令规定禁止向LPG中掺入二甲醚等化学品作为液化气商品出售,因此实现LPG中DME含量的快速分析极其重要。提出一种快速测定LPG中DME含量的新方法,解决了液化气成分快速测量技术难题。实验设计和制造了一套精确配制DME液化气溶液的装置和一套基于近红外光谱技术快速测定LPG的分析系统。该分析系统耐压3.5 MPa,可方便与高压钢瓶连接,实现了液化气直接快速测量。收集了市场上LPG-1(胺前液化气),LPG-2(焦化液化气),LPG-3(脱硫醇后液化气)LPG-4(沧炼催化液化气)共四种液化石油气,采集其近红外光谱作为背景子空间,采用称重法配制DME浓度范围1.0%～45.0%。采用斜投影算法从LPG溶液近红外光谱中提取出不同浓度LPG溶液中DME纯信号,使用DME纯信号强度I与浓度c建立标准曲线,其线性相关系数为0.999 4。外部验证结果表明,方法相对误差小于2.0%。该方法具有操作简单,快速、无需建模等优点。     

DME/LPG混合燃料HCCI燃烧模拟

根据碳氢燃料化学反应系统具有层次结构的特性,本文通过分析二甲醚(DME)与液化石油气(LPG)的详细化学反应机理,构建了反映DME／LPG混合燃料均质压燃(HCCI)燃烧的详细化学反应机理．采用该机理应用单区燃烧模型对DME／LPG混合燃料HCCI燃烧的化学反应动力学过程进行了数值计算．计算结果与试验结果对比表明,所构建的DME／LPG混合燃料氧化的详细化学反应机理能够准确预测DME／LPG混合燃料的两阶段放热特性,对低温和高温着火始点的预测很好;但高温反应过程预测欠佳,高温反应机理需要改进．     

Cu/HMOR催化二甲醚羰基化合成乙酸甲酯: 催化剂制备方法的影响 (cited: 2)

采用氨蒸发法、尿素水解法、离子交换法及浸渍法制备HMOR负载的Cu催化剂, 考察其催化二甲醚(DME)羰基化合成乙酸甲酯(MA)性能. 结果表明离子交换法制得Cu/HMOR催化剂在Cu的金属中心和酸性分子筛载体的共同作用下具有较好催化反应活性. 在210 oC、1.5 MPa、空速4883 h^-1,DME转化率为95.3%,MA选择性为94.9%. 对催化剂进行N2物理吸附、X射线衍射、NH₃程序升温脱附和CO程序升温脱附等表征发现,离子交换法制得Cu/HMOR催化剂具有较高比表面、大量弱酸及一定中强酸、适中的CO吸附强度,提高了CO插入DME羰基化反应活性.     

太阳能高温热化学与甲烷互补的多联产系统

本文基于高温太阳能热化学等温法循环分解H_2O或CO_2制备H_2或CO,通过在其下游加入甲烷进行重整及部分氧化反应,在进行余热余气回收的同时实现了甲醇动力多联产,提出三种系统方案并进行了能耗及效率分析。结果表明,等温法同时分解水和CO_2的甲醇动力多联产系统,可以取消水煤气变换反应及CO_2的分离单元,进行合理的热回收后达到太阳能甲醇转换效率为30.52%,制取甲醇的净太阳能能耗为65.25 GJ/t,甲烷单耗为25.74 GJ/t。采用甲烷互补的甲醇动力多联产可取代超高温换热器以及甲醇合成过程的自备电厂,与仅有太阳能作为输入的高温太阳能热化学双温法制取甲醇相比,效率可提升两倍。     

与SOFC整合的CO2准零排放IGCC新系统研究

本文研究与SOFC整合的CO2准零排放IGCC系统。基于总能系统思想和系统集成方法,本文提出了O2／CO2循环与SOFC-CC结合的双循环CO2准零排放系统,对SOFC-CC循环系统特性及主要参数进行了优化分析,对新系统性能进行了分析研究,还与其它准零排放IGCC系统进行了比较。研究结果表明:新系统在回收CO2后系统效率有大幅度提高,与基准系统相比系统效率高7个百分点。本文研究成果为CO2准零排放IGCC系统研究提供了新的思路和方案。     

聚光光伏与温差联合发电装置的研究

针对太阳能量利用率较低的现状,设计了基于砷化镓多结太阳能电池、半导体温差发电片的聚光光伏与温差联合发电装置.通过测量得出单独聚光光伏发电模块在几何聚光比为75时光电转换效率最大,达31.87%;而在加了半导体温差发电模块之后在几何聚光比为112时系统光电转换效率达32.81%,提高了整体光能量转化电能效率.     

正逆耦合循环研究进展

本文综述了作者所在研究集体所进行的正逆耦合循环研究.通过对串联型、并联型正逆耦合循环的相关研究和(火用)平衡比较分析,归纳提出了正逆耦合循环系统集成原则,即:正、逆循环采用同种工质;物流、能流耦合并重;优化配置热源加热过程;调控氨水工质浓度;回收利用系统内能.遵循该原则提出的变浓度氨水工质正逆耦合循环体现了优良的性能.     

燃气机热泵的热电冷三联供系统分析

提出了一个燃气机热泵的热电冷三联供系统，并介绍其组成．为分析燃用不同气体燃料的系统热力学完善程度，提出了标准气耗的概念．对热电冷三联供系统的分析结果表明，该系统的一次能源利用率可达１．４９，比热电冷分供高一倍，标准气耗则降低一半左右．     

Methodological specifics of the study of micro HPP based on internal combustion engines with air cooling and cogeneration

The article considers some aspects of the research methodology of micro heat power plants based on internal combustion engines with air cooling and cogeneration based on energy balance equations and the laws of heat transfer. The research is conducted for such a setup based on the Hitachi internal combustion engine with 2.4 kW capacity. It has shown the efficiency of cogeneration use in the form of useful heat flow from air, cooling the cylinder head, with its further heating by utilizing the heat of flue gases in an additional plate heat exchanger. It has been shown that the cogeneration can save fuel costs 3–10 times compared with heat guns, depending on the duration of the setup use.     

基于吸附制冷的微型冷热电联供系统实验研究

设计并建成一套小型燃气内燃机和高效余热吸附制冷机相结合的微型冷热电联供实验系统,对其在不同工况下的运行参数和特性进行实验研究,分析了联供系统的节能经济性。联供系统可以同时提供峰值发电量12kW,峰值制冷量9kW或峰值供热量28kW。结果表明联供系统热电联供节能性优于冷电联供,热电联供一次能源利用率均在70%以上.当天然气价格为1.8元/Nm~3和电价0.61元/kWh时,系统投资回收期低于4年.     

Investigation of coal fired combined-cycle cogeneration plants for power, heat, syngas, and hydrogen

The methodology for determination of technical and economic efficiency of coal fired combined-cycle cogeneration plant (CCCP) with low-pressure steam-gas generator and continuous flow gasifier at combined production of power, heat, syngas, and hydrogen is considered. The results of investigation are presented. Such CCCP have higher technical and economic efficiency than the pulverized coal cogeneration plant modified by gas-turbine.     

Cogeneration plant with exhauster gas turbine and external combustion

The paper presents the method and results for technical and economical study of a cogeneration plant with exhauster gas turbines fueled by solid fuel. The search of fundamental regularities of the processes allowed us to recommend optimal parameters for different variants of power plant operation and formulate recommendations for optimal configuration of a cogeneration plant with EGT.     

环境温度对燃气轮机功热并供装置及联合循环变工况性能的影响

采用动力机械变工况性能解析分析方法,研究了大气温度变化对燃气轮机功热并供和联合循环装置性能影响．指出燃气轮机在带有余热利用的条件下,大气温度的影响明显减弱,并对不同燃气轮机设计参数和蒸汽设计参数影响做了分析比较。     

核能Brayton闭式循环功热并供系统

本文基于能的梯级利用原理,把产功和供热有机结合,开拓出新颖的核能Brarton闭式循环功热并供系统;基于热力学基本方程推导出系统特性解析式,建立四个独立变量的系统数学模型;应用三种不同的评价准则对系统进行模拟分析,绘制不同条件下的特性线簇,概括了系统性能随独立变量的变化规律,得出许多有价值的结论。