炭/碳粒燃烧速率的通用计算方法

本文介绍了计算炭/碳粒燃烧速率的通用方法。提出了一个新的无因次准则——燃烧速率控制准则(称F_b准则),它可定量地确定炭/碳粒处于动力、扩散还是动力-扩散控制;并得到了一种供工程计算用的计算炭/碳粒在空气中燃烧时的燃烧速率的通用曲线法。     

温度对微通道CH4/O2/H2O自热重整暂态特性的影响

利用计算流体力学软件CFD和化学反应动力学软件CHEMKIN研究了微通道内催化壁面温度、反应混合气体初始温度对镍基催化剂上CH₄/O₂/H₂O自热重整反应暂态特性的影响。结果表明,微通道内的甲烷自热重整反应暂态特性与温度关系密切。温度越高,反应趋于平衡所需的时间越短;当反应器壁面温度较高时,提高反应混合气入口温度对反应影响不大;在相同的温升下,提高反应器壁面温度比提高反应混合气体初始温度对反应过程中氢气的产生和甲烷的转化更有利。     

CO2及其碳同位素比值高精度检测研究

改进了一种基于傅里叶变换红外光谱法测量CO₂气体的装置, 改进后的装置能够提高CO₂检测精度, 并能同时测量CO₂碳同位素比值. 研究了温度和压力对CO₂浓度值和CO₂碳同位素比值测量的影响规律. 利用该装置连续测量了标准CO₂气体和环境大气, 对标准CO₂气体测量得到的CO₂浓度值及其碳同位素比值进行温度和压力影响修正, 获得了较好的精度和准确度. 关键词： 光谱学 同位素比值 傅里叶变换红外光谱 二氧化碳     

一维湍流模型对He平面羽流和CH4/H2/N2射流火焰的数值模拟

本文采用一维湍流模型（ODT）对氦气平面羽流和CH₄/H₂/N₂射流火焰进行数值模拟,和前人的实验结果进行定量地对比。结果表明,ODT模型能够准确地预测平面羽流基本特征,湍流涡团的分布同流场拉伸率之间具有密切的关系,涡团强度的分布能够直观地表明当地的湍流强度。ODT模型埘CH₄/H₂/N₂瞬态火焰的模拟定性反应了火焰特性及其与湍流作用的规律,对温度-混合分数的预测值和实测值进行比较,发现甲烷火焰燃烧在富燃料侧并未达到平衡状态,因而基元反应对火焰特性的预测具有重要作用。     

CaO/稻壳灰作为新型CO2吸收剂的循环碳酸化特性

提出了采用CaO与稻壳灰的水合产物作为新型CO2吸收剂.研究表明,当水合时间为8 h、水合温度为75℃和Si/Ca摩尔比为1.0时, CaO/稻壳灰吸收剂能获得最佳循环碳酸化转化率;经过20次循环反应碳酸化转化率可达0.44,比相同反应条件下CaO/H2O吸收剂的转化率提高了42%,是原CaO转化率的2倍.650～700℃时有利于CaO/稻壳灰的碳酸化反应;在高煅烧温度下比CaO/H2O和CaO具有更好的抗烧结能力.     

含碳Na-β(β")-Al2O3的导电性能

本文研究了含碳(1—10)wt％的Na-β(β″)-Al₂O₃,指出含碳6wt％以下仍是良好的快离子导体,而且由于混入了碳,离子电导率比纯的Na-β(β″)-Al₂O₃提高一到两个数量级。样品的体电阻,晶界电阻,双电层电容及其漏电阻等参量都随含碳量的不同而变化。文中详细地讨论了碳的影响。在-40℃到80℃温度范围测量了纯样品与含碳样品的电导温度特性,指出含碳的Na-β(β″)-Al₂O₃是做双电层电容器的良好材料。 关键词：     

用NiCuZnAl催化剂最大化生物油自热水蒸汽重整制氢

在较低的温度下,通过将放热的部分氧化反应和吸热的水蒸汽重整反应耦合起来的自热方式实现了高效的制氢过程. 在氧碳比(O/C)为0.34,水碳比(S/C)为3,温度为600 oC时生物油接近完全转化,得到最高氢产率为64.3%. 自热水蒸汽重整反应条件温度、O/C、S/C、质量空速等可以用来控制反应氢产率和气体产物分布. 对自热过程和普通水蒸汽重整过程做了比较,并对反应机理进行了探讨.     

常压双频驱动Ar/CCl4等离子体射流制备碳薄膜的研究

在大气压下双频Ar/CCl4 等离子体射流的驱动下,固定低频功率,通过改变射频功率在硅基底上制备了非晶态碳薄膜,并且通过程序进行相应的数值模拟计算。结果给出了不同功率下电子与离子的密度、温度、电场、电势、角度分布等参数对碳材料样品形貌的影响;样品变化趋势的预测及其原因的分析,以及与实验结果的对比。结果表明,对于双频大气压等离子体,射频可以独立控制等离子体的能量和反应强度,可以相对地控制产物。这为制备薄膜材料的形貌提供重要的实验基础。     

CH_4/CO_2反应对微细腔内CH_4/H_2O镍基催化重整反应的影响

本文针对微细腔内在Ni/α-Al_2O_3催化作用下,存在CH_4/CO_2反应时,数值研究了在不同的水碳比,不同的进口甲烷质量组分Rm,不同的进口流量与微细腔壁温下甲烷/水蒸气催化重整反应特性.结果发现,微细腔中存在CH_4/CO_2反应时,CH_4/H_2O催化重整反应中CO_2和CO的产生变化情况比其它反应机理下有较大的变化.随着水碳比增大,H_2和CO_2质量分数有所增大,而CO质量分数先增加后又明显地降低,并出现CO_2质量分数从小于CO质量分数变化到大于CO质量分数;增大Rm,能使反应更充分的发生,反应物的转化率,生成物的质量分数都有提高,并随着Rm的增加,生成产物中CO_2质量分数大于CO的质量分数时对应的水碳比临界值减小,在Rm为O.05、0.1、0.15时,对应的水碳比临界值分别为2.0、1.8和1.6;而混合物进口质量流量增加,反应物的转化率、生成物的产物含量都有不同程度的降低;但壁面温度的增加,反应速率有较大提高,能较明显提高反应物转化率.     

煤直接制甲烷实验研究

在高压反应釜中进行了神木烟煤与CO₂吸收剂CaO混合物的蒸汽气化反应,实现了在一个反应器内直接制甲烷的工艺。典型工况下气态产物中甲烷含量（体积分数）占62.28%,氢气占25.05%,一氧化碳和二氧化碳含量均低于0.1%,验证了煤直接制甲烷反应的可行性。实验研究了温度,压力,钙碳摩尔比[Ca]/[C],以及水碳摩尔比[H₂O]/[C]的变化对反应产物及碳转化率的影响。结果表明降低反应温度和提高反应压力有利于甲烷的产生,[Ca]/[C]=0.5和[H₂O]/[C]=1时具有良好的制甲烷效果。     

C3N4/TiN交替复合膜的微结构研究

采用双阴极封闭型非平衡磁场dc反应磁控溅射离子镀制备C₃N₄/TiN复合交替膜,用X射线光电子能谱法分析了薄膜的组成,测量了薄膜的X射线衍射谱和氮化碳的透射电子衍射图像.氮化碳经氮化钛的强迫晶化作用,生成了β-C₃N₄和c-C₃N₄. 关键词：     

煤直接液化中油煤浆热溶产物的13C NMR研究

研究油煤浆热溶产物的成分及含量的变化是控制煤直接液化工艺的重要因素之一. 本文采用固体核磁共振研究了在高压釜中用不同溶剂在不同温度下（250~370 ℃）得到的神华煤及其热溶产物的一些变化规律. 通过对神华煤及其热溶中间产物与抽余煤的¹³C CP/MAS/TOSS NMR分析可知, 神华煤经热溶处理后, 脱除了一些含氧官能团以及某些脂肪烃结构. 同时, 一些芳香桥碳分子和被取代的芳香碳环发生了断裂, 随着反应温度逐渐升高, 由于不断供氢, 四氢呋喃抽提物的芳香度逐渐降低, 抽提率逐渐增大.      

Fe/La/SBA-15对生物质气化影响研究

采用水热法原位法和浸渍法分别制备了La/SBA-15和Fe/La/SBA-15两种SBA-15改性催化剂,两种材料保持了SBA-15材料的高度有序二维六孔结构,并在实验温度范围内具有良好的热稳定性。本文利用松木屑作为生物质原料,讨论了水蒸气流量、实验温度、SBA-15改性催化剂等影响因素对生物质气化过程的影响。一定温度下提高水蒸气流量可促进水蒸气与焦炭反应和焦油的重整反应,降低了焦油和焦炭产量从而提高了产气率;提高温度可以促进焦油的二次裂解;添加La/SBA-15、Fe/La/SBA-15两种催化剂可以促进焦油中难分解物质的裂解以及水与焦炭反应的发生。尤其是Fe/La/SBA-15催化剂,一定温度下提高了产气率的同时提高了燃气的热值。     

V_2O_5/WO_3/TiO_2催化剂制备及其SCR性能研究

本文通过浸渍法制备了V2O5/TiO2系列筛选催化剂及V2O5/WO3/TiO2负载型催化剂,并在模拟评价装置上考察了上述催化剂在SCR反应巾的催化性能.结果表明,V2O5在涂材料中应该低于3wt.%;钒系催化剂对NOx的净化效率随反应温度的升高,先增加而后减小,存在一个适宜反应温度窗口;随反应温度升高, NH3泄漏量逐渐降低,在温度达到350°C之后,NH3泄漏世不再随温度的升高而变化;SCR反应温度较低时HC和CO浓度基本不变,但从450°C开始,HC浓度逐渐降低,而CO浓度则急剧升高;随NOx/NH3比例增加,NOx转化效率逐渐降低.     

有限气相反应速率条件下MFF模型应用方法的研究

本文使用"CO相对燃烧速率"的概念和通用的"有效影响参数转化方程",将带有气相反应速率无穷快假设的移动火焰锋面(MFF)模型成功地扩展应用到有限气相反应速率条件的计算中。对于多组不同有限气相反应速率、以及不同粒径的碳粒燃烧计算,MFF模型扩展应用的预报结果都与严格连续膜模型符合较好,碳粒着火温度的预报也更为准确。     

Ni/Al2O3催化剂上甲烷的分解温度和时间对积炭的影响

用在线质谱法研究了Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上甲烷分解温度和时间对积炭的影响。实验结果表明：在６００－８００℃内甲烷在还原的Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上可分解为表面碳物种（即ＮｉｘＣ）和氢气,这种表面碳物种在较低的温度下可扩散进入体相,在高温下可逐步转化为低活性的碳物种。在８００℃下由于表面碳物种不能扩散进入体相,金属镍中心迅速被表面碳物种覆盖,导致甲烷分反应失活。     

沛城煤矿天然焦-CO_2气化特性研究

在热重分析仪上研究沛城煤矿天然焦-CO_2气化反应特性:比较了不同温度下天然焦与原煤的气化特性,考察了气化反应温度、气化介质CO_2流量和操作压力对天然焦-CO_2气化反应特性的影响。结果表明:沛城煤矿天然焦与原煤的气化特性比较接近,略高于原煤;气化温度对气化反应影响显著;气化温度1000℃、试样质量10mg左右、常压气化条件下,气化反应气体流量达到60 mL/min时,才基本消除外扩散的影响;随着气化压力的增加,气化反应速率增加,天然焦试样碳转化率增加,同一反应时刻,随压力的增加,试样碳转化率的增加并不呈线性,在较高压力下,压力对二氧化碳与沛城煤矿天然焦的还原反应的影响较弱。     

a-C: Fe/AlOx/Si基异质结的光伏效应

使用脉冲激光沉积(PLD)依次沉积氧化铝和碳膜制备了a-C: Fe/AlO_x/Si基异质结,研究了其光伏效应及其在太阳能电池上的应用.该太阳能电池在标准日光照射(AM1.5,100 mW/cm²)下,可获得0.33 V的开路电压和4.5 mA/cm²的电流密度,太阳能电池的转换效率为0.35%.通过C-V测量,证明了氧化铝层的引入降低了界面能级数目,增加了界面势垒高度.界面能级数目降低减少了光生载流子在界面复合的 关键词： 光伏效应 非晶碳膜 异质结 氧化铝     

SiCl_4/H_2/O_2反应动力学及其化学加速计算

本文提出了一个SiCl_4/H_2/O_2反应动力学模型,并采用H_2/N_2/SiCl_4-N_2/O_2层流对冲扩散火焰实验验证提出的详细机理的准确性,结果表明提出的详细机理获得的结果与测量结果较吻合。该详细机理被应用于熔石英玻璃合成仿真,与四步总包机理相比该详细机理获得了更低且更准确的温度及二氧化硅质量分数。为了在仿真中加快化学计算,本文研究了自适应建表与动态自适应化学的组合化学加速算法TDAC,得出采用TDAC算法能够获得加速因子为2.0的加速效果,且除了SiO_2含量预测有小的偏差外,温度和OH含量预测均较准确。TDAC引起的误差可以通过自适应建表的容差值及DAC的简化阈值进行有效控制。另外,TDAC中初始搜索组分选择对机理简化结果有重要影响,最终产物SiO_2是影响简化结果的关键组分之一,应该被包含在初始搜索组分中。     

水相生物油选择性加氢-催化裂解制取烯烃和芳香烃的试验研究

本文在气相流动反应器中采用ZSM-5催化剂对水相选择性加氢生物油进行了催化裂解试验研究。主要考察了反应温度、质量空速、油分压和原料油组分含量对产物产率和选择性的影响。结果表明,选择性加氢生物油转化为石油化工用品（烯烃和芳香烃）的最优工况为:反应温度,600℃;质量空速,11.7 h^-1;油分压,6693 Pa;油组分含量,12 5%。在此工况下,石油化工用品达到最高碳产率76 0%,其中烯烃57 6%,芳香烃18.4%。烯烃和芳香烃的产率及其主要成分的选择性可以根据市场的需求通过调节反应条件来改变。