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Hydrogen-transfer conversion of furfural into levulinate esters as potential biofuel feedstock 被引量:2
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作者 Bingfeng Chen Fengbo Li +1 位作者 Zhijun Huang Guoqing Yuan 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第5期888-894,共7页
Furfural is directly converted to levulinate esters(isopropyl levulinate and furan-2-ylmethyl-levulinate) as potential biofuel feedstocks, through a combined catalytic strategy. Nb;O;-ZrO;mixed oxide microspheres ar... Furfural is directly converted to levulinate esters(isopropyl levulinate and furan-2-ylmethyl-levulinate) as potential biofuel feedstocks, through a combined catalytic strategy. Nb;O;-ZrO;mixed oxide microspheres are used as bifunctional catalysts for hydrogen-transfer hydrogenation and acid-catalyzed alcoholysis in isopropanol. Bifunctional catalysts improve sustainability of furfural conversion through process intensification. Hydrogen transfer hydrogenation from isopropanol avoids dangerous hydrogen gas, and abates process and environmental costs. Isopropyl levulinate and furan-2-ylmethyl-levulinate are the main products that can be applied as blending components in biodiesel or hydrocarbon fuels. 展开更多
关键词 FURFURAL Bifunctional catalyst Transfer hydrogenation Solid acid Levulinate esters
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药芯焊丝熔滴过渡形态与焊缝扩散氢关系研究进展
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作者 孙咸 《焊管》 2026年第1期14-27,共14页
综述了气保护药芯焊丝熔滴过渡形态与焊缝扩散氢关系研究进展。结果表明,焊接电流和电弧电压的合理匹配是获得满意工艺性的决定因素。TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、Si-Fe等药芯组成物,使熔滴上主导力表面张力F_(σ)和气体排斥力F_(q... 综述了气保护药芯焊丝熔滴过渡形态与焊缝扩散氢关系研究进展。结果表明,焊接电流和电弧电压的合理匹配是获得满意工艺性的决定因素。TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、Si-Fe等药芯组成物,使熔滴上主导力表面张力F_(σ)和气体排斥力F_(q)减小,熔滴细化,导致焊缝扩散氢含量增大。药粉填充率K_(C)增大,使熔滴上向下的电磁力F_(em)增大,熔滴细化,导致焊缝扩散氢含量增大。所有使熔滴细化的工艺参数变化,均可导致焊缝扩散氢增大,其理论依据是细熔滴比表面积大,在电弧中携带的氢多,进入熔池中的氢数量多。 展开更多
关键词 熔滴过渡形态 药芯焊丝 扩散氢 熔滴过渡主导力 焊丝伸出长度
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氢气在石油体系中的传质溶解
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作者 谢丽颖 刘贺 +6 位作者 李晓雨 齐以强 孟凯 吴江 张啸杞 郭爱军 王宗贤 《化工进展》 北大核心 2026年第2期759-769,共11页
加氢工艺在劣质重质原油绿色低碳转化、硫/氮污染物深度净化和油品品质提升方面发挥着关键作用,受到石油炼制领域研究者的广泛关注。氢气作用于石油体系的首要前提是形成溶解氢,然而气液相间传质阻力严重限制了氢气的传质溶解。鉴于此,... 加氢工艺在劣质重质原油绿色低碳转化、硫/氮污染物深度净化和油品品质提升方面发挥着关键作用,受到石油炼制领域研究者的广泛关注。氢气作用于石油体系的首要前提是形成溶解氢,然而气液相间传质阻力严重限制了氢气的传质溶解。鉴于此,本文综述了石油体系中氢气传质溶解的研究进展,分别介绍了氢气传质溶解的定量评定指标,即氢气传质平衡溶解度和氢气传质过程速率的实验测定方法,指出了不同方法的测定装置、测定原理以及优势和不足。通过评述不同模型有机溶剂及各类石油体系中氢气溶解度和体积传质系数的研究现状,系统讨论了分子结构对氢气传质溶解特性的影响规律。对于模型分子体系而言,链烷烃的链长增加有利于氢气溶解,环烷烃环数增加和芳烃芳香性的增强会显著限制氢气的溶解,烷基侧链的空间位阻效应能够增强溶解氢气的能力,杂原子的掺杂会降低氢气的溶解。对于实际油品体系而言,低温区内石油馏分越重,溶解氢气的能力越强,此时长链链烷烃的影响占主导地位,高温区内较重的渣油溶解氢气的能力较低,此时芳烃和非烃类化合物的影响起到关键作用。为了能够强化石油体系中氢气传质溶解,确保石油体系内部芳烃等分子的良好分散状态是重要出发点之一,利用微界面强化技术提升氢气-石油界面面积和传质系数也是提升氢传质通量的关键手段,基于此可为设计高效的石油加氢工艺提供重要的理论参考依据。 展开更多
关键词 加氢 氢气传质 氢气溶解度 氢气体积传质系数 重质油
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Al_(2)O_(3)催化糠醛转移加氢制糠醇
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作者 楚紫寅 张臻浩 +2 位作者 于峰 范彬彬 李瑞丰 《精细化工》 北大核心 2026年第2期389-396,共8页
选用3种含不同Si和P质量分数的Al_(2)O_(3)为催化剂,催化糠醛转移加氢制糠醇。利用XRD、SEM、EDS、N_(2)吸附-脱附、Py-FTIR、NH_(3)-TPD和CO_(2)-TPD对催化剂的结构和酸碱性进行了表征,并考察了Al_(2)O_(3)的酸碱性、反应温度和催化剂... 选用3种含不同Si和P质量分数的Al_(2)O_(3)为催化剂,催化糠醛转移加氢制糠醇。利用XRD、SEM、EDS、N_(2)吸附-脱附、Py-FTIR、NH_(3)-TPD和CO_(2)-TPD对催化剂的结构和酸碱性进行了表征,并考察了Al_(2)O_(3)的酸碱性、反应温度和催化剂用量对糠醛转化率和糠醇选择性的影响。结果表明,3种Al_(2)O_(3)催化剂具有相同的晶体结构和相近的结构性质,但其酸碱性能存在较大的差异,拥有中等Lewis(L)酸量、碱量及Si和P质量分数分别为0.68%和0.22%的B-Al_(2)O_(3)催化剂表现出最好的催化性能。在糠醛转移加氢制糠醇反应中,L酸性位点与碱性位点的协同作用有利于提高糠醛的转化率和糠醇的选择性。B-Al_(2)O_(3)在反应温度为160℃、反应时间为2 h、催化剂用量为300 mg、糠醛用量为3 mmol时,糠醛的转化率和糠醇的选择性均>99%。催化剂经简单焙烧后可重复使用,当第5次使用时,糠醛转化率为96.1%,糠醇选择性为94.3%,催化剂具有良好的循环使用稳定性。 展开更多
关键词 糠醛 Al_(2)O_(3) 糠醇 转移氢化 催化技术
原文传递
MIP装置反应温度控制点设置分析
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作者 郗艳龙 何雪军 +3 位作者 丁杰 张旭 刘子龙 李玉博 《炼油技术与工程》 2026年第2期14-18,共5页
反应温度控制点的选择对反应器温度控制的精准性和稳定性至关重要。采用MIP(多产异构烷烃)工艺的催化裂化装置通常在第一反应区(一区)出口设置2~5个测温点,并选择其一作为反应温度控制点。但在实际生产中,一区出口各测温点存在温差过大... 反应温度控制点的选择对反应器温度控制的精准性和稳定性至关重要。采用MIP(多产异构烷烃)工艺的催化裂化装置通常在第一反应区(一区)出口设置2~5个测温点,并选择其一作为反应温度控制点。但在实际生产中,一区出口各测温点存在温差过大、反应温度不稳定的情况。对比反应器各测温点发现,反应器出口集气室温度更稳定,与干气流量具有强相关性,以之作为反应温度控制点可更好地表征反应温度,并显著降低催化剂活性变化对转化率的影响。此外,提高原料的雾化效果或增加催化剂密度可有效改善反应选择性,使反应温度更加均匀,从而优化装置运行。 展开更多
关键词 MIP装置 反应温度 控制点 测温点 第一反应区 集气室温度 催化剂活性 氢转移指数
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揭示Zn_(x)Cd_(1-x)S固溶体光催化析氢中的直接-间接带隙跃迁机制
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作者 黄火帅 韦之栋 +6 位作者 严嘉玮 池家晟 苏千翔 陈铭夏 江治 孙洋洲 上官文峰 《物理化学学报》 北大核心 2026年第1期79-89,共11页
固溶体策略可以在热力学上提高光催化性能,然而对固溶体催化剂载流子动力学的研究同样重要。本文基于能带结构调控成功合成了一系列Zn_(x)Cd_(1-x)S固溶体,并通过飞秒瞬态吸收光谱(TAS)和密度泛函理论(DFT)研究了载流子动力学,揭示了Zn_... 固溶体策略可以在热力学上提高光催化性能,然而对固溶体催化剂载流子动力学的研究同样重要。本文基于能带结构调控成功合成了一系列Zn_(x)Cd_(1-x)S固溶体,并通过飞秒瞬态吸收光谱(TAS)和密度泛函理论(DFT)研究了载流子动力学,揭示了Zn_(x)Cd_(1-x)S固溶体中的混合直接-间接带隙跃迁机制。间接带隙表现出较低的载流子复合率,更重要的是它还可以作为载流子的捕获中心,从而提高电荷分离效率。因此,在可见光(>420 nm)照射下,Zn_(x)Cd_(1-x)S固溶体的析氢速率(1426.66μmol h^(-1))相较于纯CdS(129.83μmol h^(-1))提高了约11倍。本工作提出光催化性能的提升可能同时源于热力学和动力学两个方面,而载流子跃迁机制的改变是影响动力学的主要因素之一。 展开更多
关键词 Zn_(x)Cd_(1-x)S固溶体 光催化析氢 光生载流子转移 直接-间接带隙跃迁
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立式放置Ⅳ型储氢气瓶火烧传热特性数值仿真
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作者 陈亮 肖晓萍 +5 位作者 王志远 李介普 李翔 王璇 郭勇 黄小宇 《燃烧科学与技术》 北大核心 2026年第2期211-219,共9页
为提升氢能重型卡车在火灾工况下的安全性,本文针对立式放置的70 MPa Ⅳ型储氢气瓶开展了火烧条件下的传热特性数值仿真.建立了基于CFD的三维耦合传热模型,并在验证基础上对气瓶在火烧条件下的温度与压力演化规律进行仿真分析,系统探讨... 为提升氢能重型卡车在火灾工况下的安全性,本文针对立式放置的70 MPa Ⅳ型储氢气瓶开展了火烧条件下的传热特性数值仿真.建立了基于CFD的三维耦合传热模型,并在验证基础上对气瓶在火烧条件下的温度与压力演化规律进行仿真分析,系统探讨了放置方式、气瓶结构、充装介质及初始充装压力等因素的影响.结果表明:在相同火烧条件下,立式放置储氢气瓶因形成稳定的垂直自然对流,其温度和压力增长率分别较卧式高0.6%和0.5%,显著增加了其在长时间火烧下的失效风险;Ⅲ型气瓶内部介质的温度和压力增长率均高于Ⅳ型气瓶;充装氢气相较空气仅引起气瓶内温度升高1.75 K、压力升高0.09 MPa,影响较小;初始充装压力越低,气瓶内介质的温度增长幅度越大,压力增长幅度越小.研究结果可为储氢气瓶的火灾安全评估与结构优化设计提供理论支撑. 展开更多
关键词 立式放置 储氢气瓶 火灾工况 传热特性 CFD仿真
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新型换热结构对固态储氢和燃料电池耦合系统性能的影响
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作者 张飞宇 贾岚博 +2 位作者 王宵 程永攀 胡友情 《动力工程学报》 北大核心 2026年第1期85-92,共8页
提出了一种新型螺旋盘管结构的固态储氢瓶,并将其与燃料电池组成耦合系统,建立数学模型进行分析,获得了不同换热结构下固态储氢瓶内部温度和氢气质量分数分布,并探究了燃料电池工作温度对固态储氢瓶性能的影响。结果表明:与直管和单螺... 提出了一种新型螺旋盘管结构的固态储氢瓶,并将其与燃料电池组成耦合系统,建立数学模型进行分析,获得了不同换热结构下固态储氢瓶内部温度和氢气质量分数分布,并探究了燃料电池工作温度对固态储氢瓶性能的影响。结果表明:与直管和单螺旋盘管相比,双螺旋盘管具有更高的换热速率,可以显著提升固态储氢瓶的放氢速率,提高燃料电池的发电效率;提高燃料电池工作温度可以提高固态储氢瓶初始阶段的放氢速率,但对总的放氢量影响不大。 展开更多
关键词 储能技术 热设计 计算传热学 固态储氢 燃料电池
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液氢容器夹层真空失效传热机理及规律研究
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作者 刘金武 姬茹一 +3 位作者 叶建军 董巧莹 贺尧 邵凯斌 《太阳能学报》 北大核心 2026年第2期782-789,共8页
以多层绝热结构低温液氢容器为研究对象,基于逐层传热算法(Layer-by-Layer,LBL)理论构建多层绝热低温容器三维等效传热模型,分析不同真空度下液氢容器各结构温度分布特性,揭示真空度对液氢容器传热特性的影响机理,进而构建真空失效工况... 以多层绝热结构低温液氢容器为研究对象,基于逐层传热算法(Layer-by-Layer,LBL)理论构建多层绝热低温容器三维等效传热模型,分析不同真空度下液氢容器各结构温度分布特性,揭示真空度对液氢容器传热特性的影响机理,进而构建真空失效工况与温度分布规律的关联关系。研究结果表明:液氢容器两侧封头温度高于中央罐体区域。当真空度为10^(-2)~1 Pa时,液氢容器中多层绝热结构主要依赖热辐射进行传热。当夹层真空度由1 Pa逐渐失效至10~4 Pa时,热传导效应开始体现并逐渐占据传热主导地位,外容器壁面温度从291.34 K降至275.78 K。当真空度由10^(4)Pa失效至10^(5)Pa时,绝热结构内气体分子数目增多,真空层内高低温气体分子团流动加剧,显著促进对流换热在热量传递中的作用,进而导致外容器外壁面温度转为上升趋势,增幅约4.01 K。真空度与温度分布规律的关联关系将有助于探究真空失效对传热机理的影响规律,并实现多层绝热液氢容器的真空度监测。 展开更多
关键词 真空度 温度分布 传热特性 液氢容器 多层绝热
原文传递
燃气和燃氢涡轮叶栅端壁传热和气膜冷却特性
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作者 黄海 张昊 +2 位作者 白波 李志刚 李军 《热力透平》 2026年第1期1-9,共9页
在“碳达峰”“碳中和”能源转型目标下,燃气轮机掺氢和全氢燃烧已成为源头降碳的重要举措。零碳工质(氢气)燃烧会导致产物中水蒸气比例升高及热物性改变,这会显著影响下游涡轮叶栅气热性能。研究了不同工质(甲烷和氢气)燃烧后的组分变... 在“碳达峰”“碳中和”能源转型目标下,燃气轮机掺氢和全氢燃烧已成为源头降碳的重要举措。零碳工质(氢气)燃烧会导致产物中水蒸气比例升高及热物性改变,这会显著影响下游涡轮叶栅气热性能。研究了不同工质(甲烷和氢气)燃烧后的组分变化,对比分析了不同燃气组分和吹风比1.0、2.5和3.5对叶栅端壁传热特性和气膜冷却性能的影响。研究表明:零碳工质燃烧产物中水分含量增加,近端壁比热容增大,这导致端壁局部传热系数显著增加(增幅约10%)和冷却效率显著下降(降幅约10%)。随着吹风比增加(由1.0到3.5),零碳工质导致的端壁气热性能衰退现象逐渐弱化,其平均传热系数增幅从约7.0%降至约4.5%,冷却效率降幅从约6.0%降至约4.0%。研究成果揭示了燃烧工质转变对下游叶栅气热性能的影响机制,可为燃氢涡轮叶栅高效冷却布局设计提供技术参考。 展开更多
关键词 燃气轮机 燃氢涡轮 静叶端壁 传热特性 气膜冷却特性
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液氢储罐晃荡工况下的温度场及动力学研究
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作者 韩奕民 殷靓 巨永林 《低温与超导》 北大核心 2026年第2期1-10,38,共11页
本研究采用计算流体力学(CFD)方法,对晃荡激励下液氢球罐的热力学特性进行数值模拟。模型综合考虑气液相变与初始温度分层,运用流体体积法(VOF)法捕捉界面,并基于Lee模型描述蒸发冷凝过程。计算经验证与实验结果吻合。重点分析了晃荡中... 本研究采用计算流体力学(CFD)方法,对晃荡激励下液氢球罐的热力学特性进行数值模拟。模型综合考虑气液相变与初始温度分层,运用流体体积法(VOF)法捕捉界面,并基于Lee模型描述蒸发冷凝过程。计算经验证与实验结果吻合。重点分析了晃荡中气液界面形态、温度场与压力场演变,以及典型位置处压力与晃荡力变化。结果表明:在0.15~0.20 Hz频率与0.5 m幅值下液面保持稳定;更大晃荡幅值导致液面破碎;随频率与幅值增加,罐内温降加剧,且近罐底区域承受压力显著升高。 展开更多
关键词 晃荡 液氢球罐 数值模拟 温度场 传热
原文传递
液氢容器高真空多层绝热传热计算
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作者 蒋平安 海航 +2 位作者 周小翔 赵林 刘磊 《低温与特气》 2026年第1期13-16,38,共5页
分析热辐射、热传导和热对流对液氢容器绝热材料性能的影响。以40 ft液氢罐箱为例,分别计算液氮和液氢温区下高真空多层绝热的表观导热系数和热流,通过液氮实测验证,计算数据与实测结果基本一致。
关键词 液氢容器 真空多层绝热 传热系数
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毛细管液氢预冷器流动传热特性研究进展
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作者 杜建 杜文海 +2 位作者 邹玉 刘石 梁世强 《火箭推进》 北大核心 2026年第1期17-27,共11页
高超声速飞行在航空航天领域具有非常重要的战略性意义,为了提高航空器飞行马赫数,需要降低进入发动机空气的总温,预冷器技术是高超音速飞行器突破“热障”的核心。液氢具备高热值和高热沉,是燃料换热预冷的理想工质。毛细管预冷器由于... 高超声速飞行在航空航天领域具有非常重要的战略性意义,为了提高航空器飞行马赫数,需要降低进入发动机空气的总温,预冷器技术是高超音速飞行器突破“热障”的核心。液氢具备高热值和高热沉,是燃料换热预冷的理想工质。毛细管预冷器由于具有结构紧凑、换热效率高且承压能力强等优点,是未来涡轮组合循环发动机实现高超音速飞行的最佳选择之一。梳理毛细管液氢预冷器的发展历程,分析其结构参数对流动传热性能的影响,提出未来应在现有环形毛细管液氢预冷器上进行整体和局部的结构优化;探讨毛细管液氢预冷器的数值模拟优化方法,表明轴对称涡流模型相较于其他模型,对压降和传热的模拟更准确;总结毛细管内沸腾流的流型和压降特性,并概述机器学习在预测传热和压降方面的研究进展。为了设计高换热效率和低流动阻力的毛细管液氢预冷器,未来需要在毛细管几何结构和流动换热关联式方面开展深入研究。 展开更多
关键词 高超音速 毛细管液氢预冷器 涡轮组合循环发动机 流动传热 机器学习
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固态储氢罐传热性能与结构优化的仿真分析
14
作者 林楠 杜裔天 +4 位作者 章文献 李伟洲 谢安 付鑫 钟海长 《厦门理工学院学报》 2026年第1期76-85,共10页
针对固态储氢罐传热问题,采用Ansys Fluent模拟储氢罐结构和传热方式对系统换热效果的影响,对以TiMn2合金为储氢介质,存储1.6 kg H_(2)的小型储氢系统进行模拟。结果表明,适当降低充氢速率,延长充氢时间有利于疏散氢化热和降低储氢罐中... 针对固态储氢罐传热问题,采用Ansys Fluent模拟储氢罐结构和传热方式对系统换热效果的影响,对以TiMn2合金为储氢介质,存储1.6 kg H_(2)的小型储氢系统进行模拟。结果表明,适当降低充氢速率,延长充氢时间有利于疏散氢化热和降低储氢罐中心温度,当充氢时间由30 min增加至60 min,分体阵列外部水冷结构的最高温度仅有31℃左右;提高储氢介质热导率和换热流体流速可显著提高换热效能,但在热导率达到50~60 W·(m·K)^(-1)、流体流速达到0.6 m·s^(-1)后,继续提高这两个参数对换热效果的提升有限;将大型单罐拆解为分体阵列式小罐并结合外部水冷,能极大增加换热面积,其冷却效果(最高温度<40℃)远优于传统的单体内置冷却水管结构(最高温度>85℃)。为此,在罐体内部添加多层换热板,将储氢罐结构优化为内部多层换热板+阵列式外部水冷组合,仿真结果表明,30 min吸氢时长下罐内最高温度降至36.84℃,且温度场分布均匀性提升。 展开更多
关键词 固态储氢罐 传热性能 结构优化 热场仿真 Ansys Fluent模拟 TiMn2基储氢合金
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燃气锅炉低碳燃烧改造及节能效果研究
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作者 李小错 《节能》 2026年第2期98-101,共4页
以冷凝式燃气锅炉为研究对象,通过建立热力学模型等方法,研究燃气锅炉在掺氢比例为0~100%的运行和排放特性。结果表明,在锅炉输出热负荷和理论燃烧温度保持不变的条件下,随着天然气掺氢比例的增大,炉膛辐射换热比例提升,冷凝器换热量明... 以冷凝式燃气锅炉为研究对象,通过建立热力学模型等方法,研究燃气锅炉在掺氢比例为0~100%的运行和排放特性。结果表明,在锅炉输出热负荷和理论燃烧温度保持不变的条件下,随着天然气掺氢比例的增大,炉膛辐射换热比例提升,冷凝器换热量明显增加,锅炉基于低位热值的整体热效率由102.08%提升至103.55%,增幅约1.3%;锅炉基于高位热值的整体热效率由93.24%提升至89.14%,降幅约4.4%。NOx排放量从69 mg/m^(3)降至24 mg/m^(3),降幅约65.22%;CO_(2)体积分数从8.90%降至0。 展开更多
关键词 燃气锅炉 低碳燃烧 天然气掺氢混燃 传热效率 节能减排
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油溶性含Fe、Co或Ni过渡金属催化剂对上湾煤直接液化行为影响
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作者 李智 闻育新 +4 位作者 张瑞 王硕 刘海云 胡浩权 靳立军 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第11期1687-1698,共12页
催化剂是影响氢传递效率和液化性能的关键因素。本研究分别制备了含Fe、Ni或Co的油溶性苯甲酸铁(BZ-Fe)、苯甲酸镍(BZNi)和苯甲酸钴(BZ-Co)催化剂,并探究其对煤直接液化行为的影响。结果表明,相较非催化液化,油溶性催化剂作用下,煤转化... 催化剂是影响氢传递效率和液化性能的关键因素。本研究分别制备了含Fe、Ni或Co的油溶性苯甲酸铁(BZ-Fe)、苯甲酸镍(BZNi)和苯甲酸钴(BZ-Co)催化剂,并探究其对煤直接液化行为的影响。结果表明,相较非催化液化,油溶性催化剂作用下,煤转化率分别提高2.85%、 8.06%和8.15%,油产率分别提高7.10%、 10.41%和11.76%。BZ-Fe、 BZ-Ni和BZ-Co的活性相分别为Fe1-xS、Co9S8和Ni17S18,同时其形貌结构存在显著差异。活性相表面分布着不同价态的金属离子(Fe^(2+/3+)、 Co^(+/2+)、Ni^(+/2+/3+))和硫离子,其表面不稳定硫离子(USIs)、巯基(-SH)以及S空位形成的晶体缺陷与氢气活化过程密切相关。活性相表面发生USIs与S空位的循环转化,该过程通过H_(2)S的吸附解离持续产生氢自由基,为液化反应提供活性氢。该工作从活性相角度出发阐明油溶性过渡金属催化剂的氢传递机理,为开发高活性油溶性催化剂提供理论基础。 展开更多
关键词 煤直接液化 氢传递 油溶性催化剂 S空位 不稳定硫离子
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氢能利用技术关键力学问题研究进展 被引量:1
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作者 程友良 王乃潇 +3 位作者 丁瑞 张磊 马伊宣 樊小朝 《力学进展》 北大核心 2025年第3期642-705,共64页
氢能作为一种零碳排放的能源载体,在应对全球气候变化和推动能源体系脱碳化发展中扮演着重要角色.本文系统性地综述了氢能利用技术中的关键力学问题及其研究进展,涵盖氢制取、纯化、储运、加注、应用以及安全等多个核心环节.分别介绍了... 氢能作为一种零碳排放的能源载体,在应对全球气候变化和推动能源体系脱碳化发展中扮演着重要角色.本文系统性地综述了氢能利用技术中的关键力学问题及其研究进展,涵盖氢制取、纯化、储运、加注、应用以及安全等多个核心环节.分别介绍了氢制取领域中化石能源制氢、电解水制氢及生物质制氢技术中的复杂流动、反应过程以及不同制氢方法下的力学挑战;探讨了氢纯化环节中变压吸附法和膜分离法中的耦合集成技术及其优化;分析了氢储运过程中高压气态储氢、低温液态储运及固态储氢技术中的力学问题,包括容器结构力学性能的优化、氢液化过程效率的提升以及绝热管理技术的改进等;研究了氢应用领域中氢加注过程的多因素耦合影响、氢燃料电池的传质与水热管理优化以及氢内燃机的燃烧特性;强调了氢安全中的泄漏与爆炸问题,涉及氢气的泄漏扩散、燃爆机理及防范措施;最后,针对管道输氢中的界面损伤与管内流动问题,提出了若干研究建议,为未来氢能产业的大规模发展提供理论支撑. 展开更多
关键词 氢能 传质与传热 泄漏与爆炸 渗透与氢脆 氢致开裂
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液氢储罐中耦合蒸气冷却屏的连续变密度多层绝热的序列二次规划优化
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作者 李科 忻碧平 文键 《化工学报》 北大核心 2025年第3期985-994,共10页
为进一步优化应用于液氢存储的多层绝热结构的绝热性能,提出采用序列二次规划算法对耦合蒸气冷却屏(VCS)的连续变密度多层绝热辐射屏间距进行优化。研究了蒸气冷却屏位置、蒸气冷却屏内仲正转化以及蒸气冷却屏数量对最优辐射屏间距分布... 为进一步优化应用于液氢存储的多层绝热结构的绝热性能,提出采用序列二次规划算法对耦合蒸气冷却屏(VCS)的连续变密度多层绝热辐射屏间距进行优化。研究了蒸气冷却屏位置、蒸气冷却屏内仲正转化以及蒸气冷却屏数量对最优辐射屏间距分布以及绝热性能的影响。结果表明:蒸气冷却屏的引入使多层绝热最优辐射屏间距分布在蒸气冷却屏设置处出现突变,优化后漏热热通量qin相比于优化前下降幅度最大可达到36.1%;引入仲正转化的条件下优化可使qin的下降幅度最大达到28.3%;VCS数量的增加使最内层辐射屏间距显著减小,当蒸气冷却屏数量增加到2时,最小qin相比于单蒸气冷却屏下降50.4%。 展开更多
关键词 传热 优化 真空多层绝热 蒸气冷却屏 仲正转化
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S自由基作为氢原子转移试剂在有机合成中的应用
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作者 郭国哲 潘文博 张艳敏 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第10期2841-2855,共15页
氢原子转移反应作为自由基反应中一类重要的反应,是构建各种化学键的常用方法之一,广泛应用于有机材料、天然产物及药物合成等方面。尤其是S自由基作为氢原子转移试剂,通过攫取底物或溶剂的氢,生成相应的自由基物种促进反应的进行,在实... 氢原子转移反应作为自由基反应中一类重要的反应,是构建各种化学键的常用方法之一,广泛应用于有机材料、天然产物及药物合成等方面。尤其是S自由基作为氢原子转移试剂,通过攫取底物或溶剂的氢,生成相应的自由基物种促进反应的进行,在实现有机化合物的构建方面具有重要的作用。文章综述了近几年S自由基作为氢原子转移试剂在有机合成反应中的应用,根据反应类型的不同,从C-C、C-S、C-N、C-Si键的构建、加氢反应、脱氢反应、脱羧反应和异构化反应等方面进行了综述。 展开更多
关键词 S自由基 氢原子转移试剂 合成 构建 应用
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空气冷凝影响下的超临界氢传热特性
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作者 薛明喆 刘家宁 +3 位作者 杨靖丞 吴昊 朱绍伟 张存满 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期1462-1470,共9页
采用数值模拟方法,利用Fluent软件和用户自定义函数(UDF)对内外流体及管壁的耦合二维传热过程建模并仿真。以理论计算得到的出口温度和传热系数结果作为参考,通过计算流体力学仿真计算方法,探究在管外存在空气液化现象的场景下,超临界... 采用数值模拟方法,利用Fluent软件和用户自定义函数(UDF)对内外流体及管壁的耦合二维传热过程建模并仿真。以理论计算得到的出口温度和传热系数结果作为参考,通过计算流体力学仿真计算方法,探究在管外存在空气液化现象的场景下,超临界氢在不同入口状态及不同外界空气域时的传热特性。结果显示,在空气液化现象为主导的液氢温度段(50~70 K),外界空气温度对整体传热效果的影响可忽略不计,即使空气流速达到8 m·s^(-1)时,对总换热系数的提升也仅为20%;采用强制对流提高空气流速,改变环境温度和入口端流量,都不能显著提升该温度段的总传热系数,该温度段的总传热系数主要受蒸汽液化传热系数的影响,即低温流体温度的影响占主导。 展开更多
关键词 高压超临界氢 空气冷凝 流固耦合传热 数值模拟
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