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“双碳”目标下我国零碳矿山建设路径研究
1
作者 王海军 王洪磊 张亚宁 《绿色矿山》 2026年第1期27-35,共9页
采矿业是能源消耗和碳排放的重点领域之一。加快探索零碳矿山建设路径,推进矿山碳排放转向低碳、零碳甚至负碳,是实现我国矿业绿色低碳转型和高质量发展的重要路径,对助力实现国家“双碳”目标具有重要战略意义。研究科学界定了零碳矿... 采矿业是能源消耗和碳排放的重点领域之一。加快探索零碳矿山建设路径,推进矿山碳排放转向低碳、零碳甚至负碳,是实现我国矿业绿色低碳转型和高质量发展的重要路径,对助力实现国家“双碳”目标具有重要战略意义。研究科学界定了零碳矿山的定义和内涵,梳理了我国零碳矿山由绿色化、低碳化到零碳化的建设进程,分析了当前在政策标准、技术装备、经济成本等方面面临的问题与挑战,提出零碳矿山是“双碳”目标下矿山绿色低碳发展的高级阶段,当前我国零碳矿山整体仍处于起步发展阶段。在此基础上,系统提出我国零碳矿山建设的“三步走”战略目标,构建了提升绿色能源比例、提升生产用能效率、提升循环利用水平、提升固碳用碳能力、提升能碳管理效能、提升可持续发展能力等“六个提升”建设路径,建立了涵盖源头减碳、零碳供能、节能提效、人工碳汇、数字能碳的零碳矿山建设技术体系。进一步提出建议:制定零碳矿山建设顶层规划、建立完善标准体系、加强科技创新支持、强化资金支持和金融赋能、建设重点示范项目,多措并举推进我国零碳矿山建设。 展开更多
关键词 “双碳”目标 零碳矿山 绿色矿山 碳封存
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热催化CO_(2)加氢制芳烃研究进展
2
作者 潘鸣骏 孙升凯 +6 位作者 姜兴剑 张世杰 刘竞舸 杨承广 于幸 王长真 高鹏 《洁净煤技术》 北大核心 2026年第1期216-244,共29页
利用可再生能源产生的“绿氢”将二氧化碳(CO_(2))转化为高附加值芳烃为实现碳减排与资源循环利用提供了一条绿色可持续的技术路径。芳烃作为重要的基础化学品,广泛应用于聚合物、燃料添加剂、医药中间体等领域。然而,CO_(2)分子具有高... 利用可再生能源产生的“绿氢”将二氧化碳(CO_(2))转化为高附加值芳烃为实现碳减排与资源循环利用提供了一条绿色可持续的技术路径。芳烃作为重要的基础化学品,广泛应用于聚合物、燃料添加剂、医药中间体等领域。然而,CO_(2)分子具有高度热力学稳定性和化学惰性,其高效活化及定向转化面临着巨大的挑战。当前,热催化CO_(2)加氢制芳烃主要包含甲醇中间体和改性费托合成两条反应路线。二者均采用双功能催化剂,其通常由金属氧化物(或碳化铁)以及分子筛耦合而成。甲醇中间体路线中,CO_(2)首先加氢转化为甲醇或其衍生物,再在分子筛酸中心上进一步芳构化;该路线表现出优异的芳烃选择性,但CO_(2)转化率较低。改性费托合成路线则通过逆水煤气变换(RWGS)反应将CO_(2)转化为CO,再经费托合成步骤生成烯烃中间体,最终在分子筛上芳构化生成芳烃。该路线可实现较高的CO_(2)转化率,但产物分布宽、芳烃选择性较低,且易发生过度加氢生成烷烃。如何协同提升CO_(2)转化率、芳烃选择性和催化剂的稳定性是该领域的难点与挑战。本文主要聚焦于热催化CO_(2)加氢制芳烃,系统综述了近年来该领域的研究进展。基于上述两种主流反应体系,首先探讨了催化剂设计与调控策略,涵盖复合氧化物构建、碳化铁基催化剂助剂引入、载体优化与制备方法创新以及分子筛酸性、孔道结构与形貌的调控,旨在增强活性位点协同、促进中间体传递与转化。其次,阐述了串联催化、烃池机理及氢转移机制,探讨了通过中间体定向强化与协同催化优化反应路径的策略,从而提升目标产物选择性。同时,分析了金属氧化物烧结与迁移、碳化铁相变、分子筛积碳等失活行为,为进一步开发长效运行催化剂提供理论依据。最后,总结与展望了CO_(2)加氢制芳烃面临的机遇与挑战,提出聚焦催化剂精准设计、多尺度研究反应机理、过程集成与系统优化以及创新反应路径是研究的重点,从而为未来该领域的发展提供前瞻的研究方向与战略性参考。 展开更多
关键词 热催化 CO_(2)加氢 芳烃 双功能催化剂 反应机理
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生物质富氧燃烧技术研究进展
3
作者 张泽武 毛文超 +3 位作者 乐笑宇 董晓腾 罗聪 张立麒 《洁净煤技术》 北大核心 2026年第1期72-91,共20页
生物质能碳捕集与封存技术(Bio-Energy Carbon Capture Utilization and Storage,BECCUS)作为一种负碳技术,它将生物质燃烧和现有的CCUS技术相结合,以实现快速、大批量、可持续的CO_(2)减排。生物质富氧燃烧技术将富氧燃烧的燃料替换为... 生物质能碳捕集与封存技术(Bio-Energy Carbon Capture Utilization and Storage,BECCUS)作为一种负碳技术,它将生物质燃烧和现有的CCUS技术相结合,以实现快速、大批量、可持续的CO_(2)减排。生物质富氧燃烧技术将富氧燃烧的燃料替换为生物质与煤的混合燃料或纯生物质,再利用高纯度O_(2)和循环烟气助燃,最终实现燃烧尾部烟气中CO_(2)高浓度富集。较常规煤粉富氧燃烧和生物质空气燃烧,由于燃烧燃料和燃烧气氛发生显著变化,生物质富氧燃烧的炉膛温度及热流、污染物排放、受热面问题、CO_(2)捕集效率和电厂效率也发生明显变化。对此,系统地综述了生物质富氧燃烧技术最新研究进展,详细地总结了生物质富氧燃烧特性、污染物生成特性:空气和富氧气氛下生物质富氧燃烧反应动力学参数基本保持一致、生物质焦与CO_(2)和H_(2)O气化反应有利于降低NO_(x)生成以及促进煤焦燃尽生成更多的细小颗粒物、生物质的富氧燃烧特性与空气燃烧相匹配的初始氧浓度大于30%;指出了生物质富氧燃烧面临燃料不稳定性、成本高、受热面腐蚀、污染物生成等问题,并针对以上问题,提出了研究多种生物质掺混的协同效应对其燃烧特性(着火、燃尽)和污染物生成特性(NO_(x)、SO_(2)、HCl)的影响规律,形成强化燃烧和抑制污染物生成的新见解;优化生物质富氧燃烧运行工况参数、调控燃烧室温度,以缓解积灰、结渣和腐蚀问题;采用增压富氧燃烧技术、增压循环流化床富氧燃烧技术等新兴技术提高燃烧效率、降低污染物排放;设计基于生物质富氧燃烧的电–热–气多联产新工艺,实现多目标产物的自主调节,以适应多应用场景。最终,为实现生物质低碳清洁燃烧提供理论依据与重要参考。 展开更多
关键词 生物质 富氧燃烧 燃烧特性 污染物生成 系统效率
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火焰气溶胶合成法制备锂离子电池电极材料研究进展
4
作者 符芳薇 孙飞跃 +2 位作者 樊璟 王越明 段伦博 《材料导报》 北大核心 2026年第3期18-30,共13页
随着锂离子电池在各类应用中的广泛普及,电极材料的性能提升成为关键研究方向。火焰气溶胶合成(Flame aerosol synthesis,FAS)技术因其高效、绿色和可调的特点,成为近年来锂离子电池电极材料制备中的一种重要方法。FAS技术能够在短时间... 随着锂离子电池在各类应用中的广泛普及,电极材料的性能提升成为关键研究方向。火焰气溶胶合成(Flame aerosol synthesis,FAS)技术因其高效、绿色和可调的特点,成为近年来锂离子电池电极材料制备中的一种重要方法。FAS技术能够在短时间内合成出高纯度、纳米尺度的材料,且在合成过程中可精确控制材料的结构、形貌及成分,这使其在制备高性能电极材料方面展现出独特的优势。然而,如何进一步优化FAS过程参数以提升电极材料的性能仍是当前研究的关键问题。 展开更多
关键词 火焰气溶胶合成 锂离子电池 正极材料 负极材料
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一种新颖结构的热电发电机性能研究分析
5
作者 刘显茜 谭波 +1 位作者 刘禹 韩以强 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第1期87-95,共9页
热电发电机(thermoelectric generator,TEG)以无运动部件、无噪音等诸多优点已成为废热回收领域研究热点。然而,传统三明治构型热电模块热电腿端面和冷热源之间存在较大热阻,严重损害了TEG输出性能;当TEG用于汽车尾气废热回收时,陶瓷板... 热电发电机(thermoelectric generator,TEG)以无运动部件、无噪音等诸多优点已成为废热回收领域研究热点。然而,传统三明治构型热电模块热电腿端面和冷热源之间存在较大热阻,严重损害了TEG输出性能;当TEG用于汽车尾气废热回收时,陶瓷板高密度和大用量加剧了其寄生损耗。针对上述问题,提出一种内流道热电模块构型,旨在提升TEG输出功率、降低寄生损耗。通过COMSOL Multiphysics对单个热电单元发电进行仿真计算,分析了热电腿宽度、高度及PTFE基板高度等因素对热电性能的影响。经过优化的热电单元输出功率和功率密度分别达到了171.12 mW和8.42 W/cm^(3),与传统结构相比,分别提升了173.02%和248.13%。研究结果对提升TEG输出性能和汽车燃油经济性具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 热电性能 废热回收 内流道温差发电机 参数优化 多物理场耦合
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燃煤锅炉混氨燃烧NO_(x)排放特性及工程应用NO_(x)预测模型
6
作者 谢妍 张文振 +4 位作者 李明 王西伦 刘欣 初伟 王赫阳 《洁净煤技术》 北大核心 2026年第1期145-160,共16页
燃煤锅炉混氨燃烧是燃煤机组低碳化的主要技术发展方向之一。但由于氨燃料含氮量高,混氨燃烧可能导致锅炉NO_(x)排放的大幅上升,因此,能否实现NO_(x)排放的控制是决定燃煤锅炉混氨燃烧技术可行性的关键之一。为此,对氨–煤混燃实验研究... 燃煤锅炉混氨燃烧是燃煤机组低碳化的主要技术发展方向之一。但由于氨燃料含氮量高,混氨燃烧可能导致锅炉NO_(x)排放的大幅上升,因此,能否实现NO_(x)排放的控制是决定燃煤锅炉混氨燃烧技术可行性的关键之一。为此,对氨–煤混燃实验研究中所观测到的NO_(x)排放随混氨比例(R_(NH_(3)))的不同变化趋势进行了综述,并基于最新实验研究结果给出了这些不同NO_(x)趋势的统一机理解释——NO在炉内的净生成量取决于NH_(3)的NO生成和还原反应在整个炉膛空间不同O_(2)浓度环境下的持续竞争过程。在锅炉运行环境下,NO_(x)排放主要由炉膛主燃区初始燃烧阶段NO的大量生成、还原区NH_(3)对NO的还原和燃尽区残余NH_(3)与燃尽风反应所导致的NO生成这几个阶段所综合决定;不同炉内O_(2)浓度环境下,此NO生成–还原–生成过程可叠加产生多种NO_(x)排放随R_(NH_(3))变化趋势。因此,氨–煤混燃实验中所观测的各种NO_(x)排放趋势不应简单地归因于混氨比例或方式的影响,而应综合考虑不同混氨条件所导致的NH_(3)在炉内燃烧反应环境的变化的影响。基于氨–煤混燃NO生成机制,进一步阐述了开发工程应用燃煤锅炉混氨燃烧NO_(x)预测模型所需考虑的关键因素,重点强调了将对炉内流场和O_(2)分布有直接影响的锅炉设计与关键运行参数转化为模型边界条件和模型参数的必要性。通过对40 MW锅炉和600 MW锅炉混氨燃烧的模拟,对比和验证了不同NO反应模型。结果表明,所提出的修正Østberg机理对NO_(x)排放的预测结果在定性和定量上皆与锅炉试验结果良好吻合。模拟结果还揭示了锅炉混氨燃烧NO生成的一个特殊性质:尽管NH_(3)进入炉膛后会迅速生成大量NO,但其作为气体燃料对O_(2)的快速消耗,将在紧邻NO生成区域的下游形成一个乏O_(2)还原区,使刚刚生成的NO在此区域随即被未燃尽残余NH_(3)大量还原。这一特殊性质大幅降低了锅炉混氨燃烧的NO净生成量。 展开更多
关键词 燃煤锅炉 碳减排 氨煤混燃 NO_(x)排放 数值模拟
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低碳费托合成技术的现状与展望
7
作者 李为真 赵华博 +2 位作者 林泉 吕毅军 门卓武 《洁净煤技术》 北大核心 2026年第1期179-195,共17页
费托合成技术作为适配我国“富煤、贫油、少气”资源禀赋的关键能源转化技术,已实现从实验室研究到大规模工业化的跨越,在保障我国能源安全、提供多样化高附加值产品及生产清洁燃料方面成效显著。然而,煤基费托合成技术碳排放较高,与我... 费托合成技术作为适配我国“富煤、贫油、少气”资源禀赋的关键能源转化技术,已实现从实验室研究到大规模工业化的跨越,在保障我国能源安全、提供多样化高附加值产品及生产清洁燃料方面成效显著。然而,煤基费托合成技术碳排放较高,与我国“双碳”目标存在突出矛盾,其每吨产品CO_(2)排放量高达6.86~9.00 t,减排转型迫在眉睫。系统剖析费托合成多环节碳排放来源,从低碳催化剂研发、工艺集成优化、碳捕集封存融合、可再生碳源替代四大核心路径,综述近年来低碳费托合成的技术进展与工程实践。重点阐述疏水改性、纯相碳化铁及助剂改性催化剂在抑制CO_(2)生成中的作用,部分疏水改性、纯相碳化铁及助剂改性催化剂已实现低至5%的CO_(2)选择性,碳利用效率最高达90%;分析余热梯级利用、与整体煤气化联合循环发电系统集成、绿电绿氢耦合等工艺优化方案;梳理碳捕集封存技术在费托合成多环节的应用现状与挑战;探讨CO_(2)与生物质作为可再生碳源的技术路径与前景,相关技术中CO_(2)加氢制汽油、生物质费托合成制绿色航煤已实现千吨级中试运行。低碳费托合成技术目前在催化剂、工艺优化、碳处理与替代领域已经取得显著进展,但在工程实践中仍然存在诸如疏水催化剂稳定性待验证、碳捕集封存技术成本高、生物质原料难以做到稳定供应等问题,需要在未来持续推进研究。 展开更多
关键词 费托合成 二氧化碳 催化剂 绿电 绿氢 碳捕集封存 生物质
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碳捕集利用与封存标准研究进展与体系构建思考 被引量：5
8
作者 龙妍 李小姗 +3 位作者 丁晴 熊卓 徐祖伟 赵永椿 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第3期17-28,共12页
碳捕集利用与封存(CCUS)技术是化石能源低碳零碳甚至负碳利用、工业深度脱碳的主要技术手段,对我国能源安全和工业体系绿色低碳转型发展意义重大。国家出台《国家标准化发展纲要》《建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案》,要求研... 碳捕集利用与封存(CCUS)技术是化石能源低碳零碳甚至负碳利用、工业深度脱碳的主要技术手段,对我国能源安全和工业体系绿色低碳转型发展意义重大。国家出台《国家标准化发展纲要》《建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案》,要求研究制定CCUS标准,加快构建推动高质量发展的标准体系,以助力CCUS等关键技术标准与科技研发、示范推广协同推进。围绕CCUS科技创新与产业发展目前面临的新机遇和挑战,系统梳理国内外CCUS标准现状,完善标准体系以支撑CCUS科技创新和产业发展迫在眉睫。然而,CCUS标准体系的缺失导致CCUS项目边界不清、产业发展不规范,科技创新链条受阻,配套政策缺乏规范指引。综合考虑CCUS行业特性、技术门类及功能序列,初步构建了CCUS标准体系框架。针对当下CCUS发展亟需解决的问题,提出面临的主要挑战和应对措施,并围绕亟需建设的4个重点方面展开讨论。结合已有科研基础,提出将标准体系布局、CCUS技术标准、CCUS量化标准和CCUS管理标准等作为重点方向,推动我国CCUS标准化工作。 展开更多
关键词 CCUS技术 标准体系 碳捕集 碳利用 碳封存
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流化床技术:CCS和脱碳应用中的挑战与前景 被引量：3
9
作者 陆勇 李林 +1 位作者 孙镇坤 段伦博 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第3期1-16,共16页
流化床反应器(FBR)作为碳捕集与封存(CCS)及工业脱碳的核心技术,凭借其高效传热传质、操作灵活及规模化潜力,已成为降低工业CO_(2)排放的关键路径。系统梳理了FBR在燃烧前、中、后三阶段的碳捕集技术进展:燃烧前阶段通过气化工艺将固体... 流化床反应器(FBR)作为碳捕集与封存(CCS)及工业脱碳的核心技术,凭借其高效传热传质、操作灵活及规模化潜力,已成为降低工业CO_(2)排放的关键路径。系统梳理了FBR在燃烧前、中、后三阶段的碳捕集技术进展:燃烧前阶段通过气化工艺将固体燃料转化为高纯度合成气,结合钙基吸附剂强化CO_(2)分离效率;燃烧中碳捕集技术聚焦富氧燃烧与化学链燃烧(CLC),利用流态化特性优化燃烧条件,实现烟气中CO_(2)体积分数提升至80%以上;燃烧后技术则依托钙循环(CaL)与碱基吸附剂循环,通过FBR的连续操作实现高效吸附−再生循环。此外,太阳能与电加热技术的创新融合进一步拓展了FBR的低碳应用场景——太阳能驱动的高温煅烧与钙循环耦合可减少化石燃料供热产生的CO_(2)排放并降低30%的能耗,而电加热流化床通过精准温控与快速响应特性,为生物质气化、吸附剂再生及水泥煅烧等过程提供零碳解决方案。然而,FBR的规模化推广仍面临多重瓶颈:吸附剂循环稳定性不足(如烧结导致的孔隙结构坍塌与表面钝化使得钙基材料经10次循环后活性下降40%)、设备磨损与高温腐蚀(SiC涂层可降低70%磨损率但仍需优化)、高能耗(煅烧需900~950℃)及工艺集成复杂性(如CLC需同步控制燃料反应器、空气反应器与载氧体循环倍率)。面向碳中和目标,未来研究需多维度突破:①开发高稳定性吸附材料(如纳米改性钙基吸附剂、金属有机框架(MOF)材料);②设计多级集成反应器(如鼓泡−输运耦合系统)以优化传质与热管理;③结合CFD多尺度建模与AI实时控制,提升系统动态响应能力;④推动跨领域协同创新,政策层面需完善碳定价机制、加大试点项目资助,并通过国际合作加速技术标准化进程。通过融合可再生能源、智能控制与材料创新,FBR技术有望在电力、水泥、钢铁等高碳行业实现深度脱碳,为全球能源结构转型提供兼具经济性与可持续性的技术支撑。 展开更多
关键词 流化床反应器 碳捕集与封存 脱碳技术 太阳能 电加热
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基于机器学习的燃煤电厂碳排放研究进展
10
作者 卢志民 叶建威 +3 位作者 刘泽明 黄仁龙 林玥 姚顺春 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第10期87-99,共13页
燃煤电厂是全球能源供应的重要组成,同时也是二氧化碳等温室气体的主要排放源,对气候变化产生了深远影响。精准量化燃煤电厂的发电碳排放,是实现“双碳”目标的关键技术挑战,只有通过可靠的排放量化方法,才能准确掌握排放底数,制定有效... 燃煤电厂是全球能源供应的重要组成,同时也是二氧化碳等温室气体的主要排放源,对气候变化产生了深远影响。精准量化燃煤电厂的发电碳排放,是实现“双碳”目标的关键技术挑战,只有通过可靠的排放量化方法,才能准确掌握排放底数,制定有效的减排路径。近年来,机器学习技术凭借强大的数据建模与预测能力,为这一难题提供了新的解决路径。为此,简要概述了机器学习技术的发展历史与分类,并系统综述了机器学习技术在燃煤电厂碳排放研究中的应用进展与前沿方向。首先,针对传统核算法实时性不足和连续监测系统(Continuous Emission Monitoring Systems,CEMS)成本高、覆盖低的局限性,探讨了预测性排放监测系统(Predictive Emission Monitoring System,PEMS)如何通过机器学习实现碳排放的实时预测与数据修复。其次,分析了基于电力大数据与机器学习技术的电–碳模型,探讨了非侵入式负载监测(Non-Intrusive Load Monitoring,NILM)在多设备精细化碳排放分解的应用潜力,显著提升了排放来源的可解释性。最后,融合卫星遥感与机器学习,实现了燃煤电厂CO_(2)排放的广域反演与异常值重建,实证了卫星监测与地面清单的互补性。相关研究表明:机器学习通过多维技术融合(PEMS-电–碳模型–卫星遥感)推动了碳排放监测向实时化、智能化发展,但仍面临模型泛化性及可解释性等挑战。未来需强化物理模型与数据驱动的协同创新,构建“空–天–地”一体化监测体系,为全球燃煤电厂的低碳转型提供技术支撑。 展开更多
关键词 机器学习 燃煤电厂 碳排放 预测性排放监测系统 电–碳模型 卫星遥感
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基于修正群体平衡模型的脉动流化床纳米颗粒聚团特性分析
11
作者 陈巨辉 陈轲 +5 位作者 李丹 马郅凯 ZHURAVKOV Michael LAPATSIN Siarhel 姜文锐 杨天一 《化工进展》 北大核心 2025年第11期6144-6152,共9页
在欧拉-欧拉双流体框架下,本文基于DQMOM方法耦合群体平衡模型,考虑纳米颗粒聚团破碎特点,推导适用于纳米颗粒聚团的聚合核与破碎核公式,提出修正群体平衡模型。追踪描述纳米颗粒破碎、聚并过程,对脉动流化床内SiO_(2)纳米颗粒流动特性... 在欧拉-欧拉双流体框架下,本文基于DQMOM方法耦合群体平衡模型,考虑纳米颗粒聚团破碎特点,推导适用于纳米颗粒聚团的聚合核与破碎核公式,提出修正群体平衡模型。追踪描述纳米颗粒破碎、聚并过程,对脉动流化床内SiO_(2)纳米颗粒流动特性进行模拟研究。通过研究不同的脉动频率和配风比例对纳米颗粒流动的影响,发现随着脉动频率的增加,流化床中颗粒聚团轴向速度和体积分布更加均匀,边壁效应减弱。虽然聚团直径总体呈减小趋势,但低频率下因堆积强烈,导致直径增大,且随着配风比例的增加,使得床内聚团的重心上移。 展开更多
关键词 群体平衡模型 DQMOM方法 聚合与破碎 脉动流化床
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垃圾焚烧发电联合脱硝过程分析
12
作者 王爱军 周程 +2 位作者 杨茂荃 李书豪 张小桃 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S2期722-727,共6页
随着国家节能减排的深入推进和环保法规的日益严格,生活垃圾焚烧发电行业烟气排放逐步推行超低排放要求,NO_(x)浓度控制已成为必须解决的问题。为研究垃圾焚烧电厂的烟气脱硝过程,搭建垃圾焚烧发电联合脱硝系统模型,并验证模型的合理性... 随着国家节能减排的深入推进和环保法规的日益严格,生活垃圾焚烧发电行业烟气排放逐步推行超低排放要求,NO_(x)浓度控制已成为必须解决的问题。为研究垃圾焚烧电厂的烟气脱硝过程,搭建垃圾焚烧发电联合脱硝系统模型,并验证模型的合理性。选取不同含水率垃圾作为燃料,研究氨氮比、过量空气系数对垃圾焚烧炉的燃烧特性、联合脱硝系统的喷氨量、脱硝效率以及氨逃逸的影响。结果表明:在过量空气系数为1.7时,MSW1、MSW2和MSW3燃料工况下的SNCR和SCR最佳氨氮比分别为1.6、1.5、1.2和0.94、0.86和0.78;随着垃圾含水率升高,炉膛烟气水分含量上升、SNCR反应温度下降、SNCR脱硝效率上升,SCR反应温度和脱硝效率下降;随着过量空气系数增大,炉膛温度下降、炉膛上部烟气中的NO_(x)质量浓度降低、SNCR喷氨量减少、SCR反应温度和喷氨量降低。 展开更多
关键词 垃圾焚烧 联合脱硝 喷氨量 脱硝效率 NO_(x)排放
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空气循环供暖温室大棚环境数值模拟
13
作者 崔海亭 陈浩松 +3 位作者 张亚磊 李惠敏 甘拥 田景茹 《新能源进展》 北大核心 2025年第2期214-222,共9页
针对冬季温室大棚内的空气与土壤温度较低,单一供暖方式造成空气、土壤温差大,作物生长缓慢,复合供暖方式研究不充分的问题,在风机与地埋管道供暖基础上提出一种适用于温室大棚的新型复合供暖系统。对供暖过程进行数值模拟,利用温度标... 针对冬季温室大棚内的空气与土壤温度较低,单一供暖方式造成空气、土壤温差大,作物生长缓慢,复合供暖方式研究不充分的问题,在风机与地埋管道供暖基础上提出一种适用于温室大棚的新型复合供暖系统。对供暖过程进行数值模拟,利用温度标准差、热能利用率和热干风区范围三个评价指标,探究进风参数对温室大棚温度场与速度场的影响规律。结果表明,在该复合供暖系统中,低温度高流速的进风参数组合可以使温室内气体高温区的高度明显下降,可有效降低温度标准差、保障热能利用率、控制热干风区范围;当进风温度为40℃、进风速度为3 m/s时为最佳参数组合,温度标准差为1.99×10^(-3),减小了15.8%;作物生长范围的热能利用率为77.65%,提高了10.93%;热干风区范围控制在5%以内。复合供暖系统改善了温室大棚内的温度分布,降低了土壤与近地面区域的温差,增强了作物生长区域的气体湍流强度,为空气供暖技术在农业温室方面改善温度均匀性、提高热能利用率、降低供暖热负荷及促进作物生长中的应用提供技术参考。 展开更多
关键词 传热 复合供暖 数值模拟 温度场 速度场 热负荷
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电化学储能电站余热用于建筑供暖的节能性分析
14
作者 刘乃玲 张乐瑶 +1 位作者 卞姗姗 邵东岳 《山东建筑大学学报》 2025年第5期56-62,共7页
电化学储能电站在充放电过程中会产生大量余热并通过冷却介质散发到环境中,回收利用这部分热能有助于提高能源利用率。基于电化学储能电站在充放电过程中的余热特性分析,建立了一种耦合储能电站余热回收的热泵供热系统,并对比分析了该... 电化学储能电站在充放电过程中会产生大量余热并通过冷却介质散发到环境中,回收利用这部分热能有助于提高能源利用率。基于电化学储能电站在充放电过程中的余热特性分析,建立了一种耦合储能电站余热回收的热泵供热系统,并对比分析了该系统与燃煤锅炉和无余热水源热泵供热系统的耗电量、CO_(2)排放量等参数。结果表明:电化学储能电站余热供热系统的平均供水温度为47.31℃,耗电量为818.65 MWh,比无余热水源热泵供热系统减少了95.86 MWh;余热供热系统的性能系数(Coefficient of Performance,COP)为4.255,比无余热水源热泵供热系统提高了0.405,增幅约为10.52%;储能电站余热供热系统的CO_(2)的年排放量为792.45 t,较燃煤锅炉和无余热水源热泵供热系统,CO_(2)的年排放量分别减少859.16、92.80 t,降幅分别为10.48%和52.01%。 展开更多
关键词 储能电站 热泵 余热供热系统 性能系数 环境效益
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混氨比例及温度对氨煤混燃NO_(x)生成特性影响实验研究 被引量：7
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作者 谢妍 王耿辉 +5 位作者 刘佳宁 李君 刘欣 张文振 张超群 王赫阳 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期452-460,I0004,共10页
氨煤混燃是减少燃煤电厂CO_(2)排放的一种可行方法,然而,高NO_(x)排放将是氨煤混燃所面临的主要挑战。为研究NO_(x)控制策略,该文在可灵活控制氨燃烧反应环境的一维氨煤混燃实验炉中对混氨比例(R_(NH3))、燃尽风率和炉膛温度对氨煤混燃N... 氨煤混燃是减少燃煤电厂CO_(2)排放的一种可行方法,然而,高NO_(x)排放将是氨煤混燃所面临的主要挑战。为研究NO_(x)控制策略,该文在可灵活控制氨燃烧反应环境的一维氨煤混燃实验炉中对混氨比例(R_(NH3))、燃尽风率和炉膛温度对氨煤混燃NO_(x)生成特性的影响进行实验研究。通过对O_(2)、NO_(x)等组分沿炉膛分布的监测,揭示氨煤混燃炉内的NO_(x)生成过程。结果表明,在NH_3与煤粉预混投入方式下,NO_(x)排放随R_(NH3)增加呈先上升后降低趋势,在混氨比例约为15%时达到最大值;燃尽风率增加使NO_(x)排放显著降低;炉内O_(2)浓度分布对NO_(x)生成起着关键作用,氨煤混燃的NO_(x)生成主要由燃烧初期富氧条件下NO的大量生成和燃烧后期乏氧条件下残余NH_3对NO的还原这两个过程构成。炉膛温度升高促进了煤粉燃烧对O_(2)的消耗,使NH_3燃烧发生在相对乏氧的环境,降低了氨煤混燃的NO_(x)排放。研究结果对全尺寸燃煤锅炉氨煤混燃系统的设计和运行具有一定意义。 展开更多
关键词 氨煤混燃 NO_(x) 氨逃逸 碳减排
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海水法烟气脱硫系统中汞再释放规律及其稳定化研究 被引量：2
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作者 赵宏 雷嗣远 +9 位作者 李成宝 唐轲 郭浩 武伟 马宝林 郑晗 关剑 徐仁博 罗通达 孙路石 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期201-208,共8页
海水法烟气脱硫(SFGD)系统作为传统石灰石烟气脱硫系统的理想替代品,满足控制燃煤烟气中二氧化硫排放的同时,也可抑制烟气中汞的排放。然而,由于海水的还原性,其汞再排放造成的二次污染一直是全球关注的焦点。通过模拟海水法烟气脱硫废... 海水法烟气脱硫(SFGD)系统作为传统石灰石烟气脱硫系统的理想替代品,满足控制燃煤烟气中二氧化硫排放的同时,也可抑制烟气中汞的排放。然而,由于海水的还原性,其汞再排放造成的二次污染一直是全球关注的焦点。通过模拟海水法烟气脱硫废水的曝气过程,研究了pH、系统温度以及SO_(3)^(2-)和Cl^(−)浓度等一系列因素对Hg^(0)再排放的影响,旨在确定海水法烟气脱硫系统中汞的迁移和转化特性。此外,还考察了4种添加剂,包括沉淀剂(Na_(2)S-无机硫化物、TMT-15-有机硫化物)和氧化剂(NaClO和Fenton试剂)对Hg^(0)再排放的抑制机制。结果表明:S(IV)是促进海水中Hg^(0)再释放的主要因素。当SO_(3)^(2-)浓度为0.05 mmol/L时,超过54%的Hg^(2+)转化为Hg^(0)。同时,海水中大量的Cl^(−)、较低的温度和较高的pH均能抑制Hg^(0)的再释放。4种不同添加剂均能不同程度上抑制Hg^(0)再释放,其中Na_(2)S和TMT-15通过与液相中的Hg^(2+)反应生成难溶于水的沉淀和螯合物来有效抑制Hg^(2+)的还原,NaClO和Fenton试剂主要利用其强氧化性将还原生成的Hg^(0)迅速氧化,使Hg^(2+)稳定在液相中,还能通过氧化液相中的还原性离子,抑制Hg^(2+)的还原。在最佳添加量下,Na_(2)S、TMT-15、NaClO和Fenton试剂对Hg^(0)释放抑制率分别为78.1%、79.9%、84.8%、94.2%。相较于沉淀剂,氧化剂NaClO和Fenton试剂能有效降低曝气强度,对于实际海水脱硫废水海水法烟气脱硫废水曝气过程具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 海水法烟气脱硫废水 汞 再释放 添加剂 稳定化
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超临界350 MW循环流化床锅炉宽负荷NO_(x)排放特性及控制技术 被引量：3
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作者 杨敬池 王菁 +2 位作者 王鹏程 王飞 杨凤玲 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期78-85,共8页
“双碳”背景下,随着新能源装机容量的持续增加,火电机组逐步从主体性电源向辅助服务型电源转变,由于新能源具有间歇性特点,火电机组需频繁进行变负荷以深度调峰的形式维持电网稳定。为解决深度调峰过程中低负荷下的NO_(x)排放控制这一... “双碳”背景下,随着新能源装机容量的持续增加,火电机组逐步从主体性电源向辅助服务型电源转变,由于新能源具有间歇性特点,火电机组需频繁进行变负荷以深度调峰的形式维持电网稳定。为解决深度调峰过程中低负荷下的NO_(x)排放控制这一行业共性难题,以某超临界350 MW循环流化床锅炉为研究对象,分析深度调峰条件下锅炉机组运行数据,综合床温、煤种特性、固硫剂添加等多方面因素对NO_(x)质量浓度的影响,探究变负荷及中低负荷工况下NO_(x)排放特性及影响机制。研究发现床温的变化与负荷呈正相关,温度降低时挥发分氮的氧化作用明显削弱,减少了NO_(x)的生成;但随着锅炉负荷连续降低,为保持流化状态,密相区过量空气系数增加,导致NO_(x)质量浓度相对中高负荷时更高;同时燃用硫分更高的煤种时,炉内脱硫所需的石灰石量增加,对NO_(x)的催生作用越明显。为控制NO_(x)超低排放,采用分区低氮燃烧技术和上二次风SNCR脱硝技术来进行调节。分区低氮燃烧精细化合理化控制给煤量、布风量分布,合理匹配燃料与空气量使得NO_(x)得到精细化控制;而上二次风SNCR改造技术则在更合适位置喷入还原剂,使得脱硝反应处在较合理的温度区间内,从而提高脱硝效率。结果表明这2种技术可以有效控制低负荷工况下的NO_(x)排放,为火力发电机组在新能源频繁波动的背景下保持稳定运行提供了可行的技术路径,对实现更低的排放水平、保障电网稳定运行具有重要意义。 展开更多
关键词 循环流化床锅炉 宽负荷运行 石灰石对NO_(x)影响 分区低氮控制 二次风SNCR
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循环流化床锅炉受热面激光表面强化技术研究进展 被引量：1
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作者 张德运 郑亚风 +5 位作者 安原龙 王贺超 冯亦武 张盼盼 张群莉 姚建华 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第7期172-184,共13页
随着工业化进程的加速,循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉作为关键的能源转换设备,在众多工业应用中发挥着至关重要的作用。然而,CFB锅炉的受热面在长期运行中常遭受磨损和腐蚀,这不仅降低了运行效率,还缩短了其使用寿命... 随着工业化进程的加速,循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉作为关键的能源转换设备,在众多工业应用中发挥着至关重要的作用。然而,CFB锅炉的受热面在长期运行中常遭受磨损和腐蚀,这不仅降低了运行效率,还缩短了其使用寿命。为了应对这一挑战,激光表面强化技术以其显著的优势,逐渐成为提升锅炉受热面性能的有效解决方案。综合评估了激光表面强化技术在提高CFB锅炉受热面耐磨和耐蚀性能方面的有效性,并对其在工业应用中的潜力和面临的挑战进行了深入探讨。首先概述了激光表面强化技术的基础原理和关键方法,包括激光淬火、激光重熔、激光合金化、激光冲击强化和激光熔覆等。这些技术能够在材料表面形成具有高硬度和高耐磨性的涂层,从而显著延长锅炉部件的使用寿命,增强其可靠性。进一步地,分析了这些技术在实际工业应用中的效果,证实了激光表面强化技术不仅能显著提升材料的表面硬度和耐磨性,还能通过产生残余压应力层来增强材料的耐腐蚀性。此外,该技术还具备非接触性、强可控性和强化效果显著等优点。尽管如此,激光表面强化技术在推广过程中仍面临一些挑战,包括对工艺参数的精确控制、成本控制以及技术的复杂性等。针对这些挑战,未来的研究将集中于技术的优化,包括开发高精度自动化控制系统、研究新型合金粉末和添加剂,以及探索更经济高效的激光设备和技术方案。文章还探讨了激光表面强化技术在工业环境中的适应性及其潜在的创新应用前景,为学术.界提供了新的交流视角,并对未来的发展趋势进行了展望,指出了研究方向。随着技术的持续进步和成本的降低,预计激光表面强化技术将在工业领域获得更广泛的应用,对提升能源转换效率和促进环境保护具有重要意义。综上所述,激光表面强化技术为CFB锅炉受热面的改进提供了一种有效的策略,有望在未来的工业应用中发挥更加关键的作用,为实现能源的高效利用和环境的可持续发展做出积极贡献。 展开更多
关键词 循环流化床锅炉 耐磨耐蚀 激光淬火 激光重熔 激光合金化 激光冲击强化 激光熔覆
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基于夹点技术考虑碳排放的胶合板生产换热网络优化 被引量：1
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作者 李奇澳 罗武生 +2 位作者 江枫 文韬 喻胜飞 《森林工程》 北大核心 2025年第3期546-554,共9页
胶合板生产消耗大量能源,为提高经济效益,助力“碳达峰”“碳中和”目标,须提高能源效率,降低能耗。以胶合板生产过程中5股换热物流为研究对象,采用夹点技术对现有生产工况下的换热网络进行分析并提出优化改进方案。应用化工流程系统模... 胶合板生产消耗大量能源,为提高经济效益,助力“碳达峰”“碳中和”目标,须提高能源效率,降低能耗。以胶合板生产过程中5股换热物流为研究对象,采用夹点技术对现有生产工况下的换热网络进行分析并提出优化改进方案。应用化工流程系统模拟软件Aspen plus建立胶合板生产流程中的换热网络,计算各侧线流股流量和物性数据,划分温度区间,确定最小传热温差并计算出夹点温度。传统夹点法确定最小传热温差(△T_(min))为9℃,引入碳排放考虑因素后最小传热温差(△T_(min))调整为7℃,平均夹点温度为116.5℃,利用夹点温度作为分析诊断换热网络中的跨越夹点物流现象,从而精确定位换热网络的瓶颈位置,调整不合理配置的冷热流股换热器,达到优化整个换热网络的目的。优化后系统冷、热公用工程用量各减少862465.0 kW和202642.0 kW,显著降低了装置能耗。 展开更多
关键词 夹点技术 胶合板 换热网络优化 碳排放 能源
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富油煤原位热解反应机理及热质传递特性的数值模拟研究 被引量：1
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作者 陈美静 王长安 +4 位作者 袁天霖 张津铭 侯育杰 周林婕 车得福 《煤炭转化》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
富油煤地下原位热解作为近年来提出的一项高效、环保的煤炭利用新技术,该过程中热量及物质的传递特性尚不清楚。重点考虑原位热解过程中的耦合传热、流体流动和化学反应,采用模拟的方法研究了不同加热条件和流体通道布置(介质入口温度... 富油煤地下原位热解作为近年来提出的一项高效、环保的煤炭利用新技术,该过程中热量及物质的传递特性尚不清楚。重点考虑原位热解过程中的耦合传热、流体流动和化学反应,采用模拟的方法研究了不同加热条件和流体通道布置(介质入口温度分别为673 K,723 K,773 K,823 K和873 K;介质入口速度分别为0.1 m/s,0.2 m/s,0.5 m/s,1.0 m/s,5.0 m/s和10.0 m/s;注热井数量分别为一口、两口和四口;水平裂缝数量分别为一条、两条和三条)下大尺度富油煤层的热质传递特性。结果表明:不同入口温度下的平均温度差距随注热时间的延长而逐渐增大;适当增大流体入口速度有助于加快煤层整体升温和热解反应速率,注气速率阈值与模拟参数密切相关,本研究条件下注气速率阈值为5.0 m/s;能否显著提高原位热解效率,则取决于流体通道布置是否明显改善了流体域分布不均的问题,针对不同的布井方式和水平裂缝数量,四井注热的总热解时长比单井注热的总热解时长短6个月,三条裂缝布置的总热解时长比单条裂缝布置的总热解时长短4.5个月。 展开更多
关键词 富油煤 原位热解 数值模拟 化学反应 传热特性
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