一、间歇循环制气中泵出口压力调节系统的改进(论文文献综述)
贾腾[1](2020)在《太阳能氨水再吸收多重回热式热泵循环机理与实验研究》文中研究指明利用太阳能进行清洁供热,可减少常规化石燃料消耗,有助于缓解燃烧供暖性大气雾霾,促进节能环保。太阳能吸收式热泵是太阳能清洁供热的有效技术手段,但面临着驱动温度高,太阳能保证率低、工作时间短等问题。再吸收式热泵用高压吸收器和低压发生器分别取代吸收式热泵中的冷凝器和蒸发器,可有效降低工作压力和驱动热源温度,实现对70~150 oC的太阳能热能的高效利用,相比于(GAX)吸收式热泵大幅提高了太阳能保证率和作用时间。在此基础上,如何通过内部增级、多重回热和外部耦合的方式对再吸收热泵进行拓展,对适应采暖末端的多样性和增强寒冷环境的适应能力至关重要,也是其充分利用低温热能高效、广地域供暖的技术难点。本文基于太阳能热驱动再吸收热泵在冬季供热中的应用展开如下主要研究工作:(1)以降低驱动热源温度、提高太阳能的利用率为目标,创新性地提出再吸收热泵循环,揭示了循环的内部多重回热增效和压差拓展增级机制,构建了单级平衡式和GAX两级多重回热式再吸收热泵循环,建立了基于热力学和太阳能热能转换方法的理论模型和评价方法,明确了氨水工质浓度和循环工作压力的耦合选择机制,研究了具体工作压力匹配、热源温度、环境温度等对循环主要性能参数的影响。相比于传统吸收式热泵,再吸收热泵的驱动热源的温度明显降低,实现了利用70 oC以上的低温太阳能高效供热,使太阳能保证率和作用时间大幅提升。(2)引入蒸汽压缩式热泵,采用过冷却和复叠两种耦合方式,构建了再吸收与蒸汽压缩的耦合热泵循环,验证了其利用低温太阳能驱动,在寒冷环境中的高效供热的可行性。过冷却耦合热泵的冷凝热被用来供热,冷凝温度要求高,低温环境适应性受压比的限制。复叠耦合热泵的冷凝热被用来驱动低压发生器,冷凝温度要求低,采用R410A工质的耦合热泵可将蒸发温度向下拓展至-35 oC,且蒸发温度越低,耦合热泵性能优势越显着。同时,其驱动热源的温度可低至70 oC以下,可有效利用低温太阳能等低品位热源驱动。(3)搭建了多运行模式再吸收热泵实验台,可在单级和两级模式下直接供热,总结了系统的运行规律及控制策略。实验结果表明,单级模式可在环境温度0 oC以上,热源温度90 oC以上运行,出水温度满足地板辐射采暖末端需求;两级模式可在环境温度0 oC以上,热源温度80 oC以上运行,出水温度可适应风机盘管末端。两级模式出水温度和制热量更高,以COP的降低为代价。实验结果同时验证了循环的可行性和数学模型的准确性。(4)以太阳能供热为目标,提出了太阳能驱动的单级、两级和两种耦合热泵系统的性能评价指标体系,开展了太阳能与四种热泵匹配时的集热温度、集热面积和太阳能保证率的优化选择。可根据太阳能的保证率和经济性来选择集热器类型和安装面积。在环境温度-25~20 oC,集热温度10~200 oC范围内,以太阳能热的“高温高效应用、低温长时间应用”为原则,基于集热和环境温度对太阳能供热技术进行择优,提高了太阳能在冬季供热中的占比,减少或避免了传统能源的使用。再吸收式热泵作为一种低温热源驱动的新型热泵循环方式,为提高太阳能的利用率和贡献度提供了新思路,在供热领域有广泛的应用前景。
李政伟[2](2020)在《添加外源氢异位提高沼气中甲烷含量和产量的方法与模拟研究》文中研究表明传统沼气中CH4含量和产量偏低,大大限制了沼气的应用范围,同时由于现有提高CH4含量的生物方法存在仅能提高CH4含量,不能提高CH4产量,有时甚至导致CH4产量降低的问题。而且现有生物方法由于其未能将CO2进行充分的利用,容易导致环境污染。因此,本研究通过添加外源氢生物异位法对间歇循环曝气和氨氮浓度等工艺参数进行优化,以同步提高沼气中的CH4含量和产量。另外,从微生物学和液体中气泡运动规律等微观角度对沼气中的CH4含量和产量的提高过程机理进行进一步地分析解释,得出以下主要结论:1、开展了废铁屑和废硫酸腐蚀析氢影响因素的研究。结果发现,在废铁屑添加量、废铁屑粒径、废硫酸pH值、转速、温度等5个因素中,废硫酸pH值对废铁屑和废硫酸的腐蚀析氢的影响最大,在废硫酸pH值为0时,废铁屑的累积析氢量为1082.5 mL,在此条件下,转速及温度对废铁屑和废硫酸腐蚀析氢影响不大。废铁屑粒径为2.8mm时的累积析氢量最大,为42.9 mL。因此,采用废铁屑和废硫酸腐蚀析氢反应来制取H2,直接在室温下静置即可达到最佳的析氢效果。采用该方法,不仅可以有效的降低制氢成本,而且可以保护环境,提高废弃物的利用价值。2、开展了添加外源氢异位提高沼气中CH4含量和产量工艺研究。主要对间歇循环曝气和氨氮浓度两种关键工艺参数进行优化,结果表明:采用每天2次循环曝气,每次曝气1 h的初步运行条件下,CH4的含量和产量分别提高了45%和101%,H2利用率及H2转化为CH4的效率分别为36.4%及47.3%。在此基础上,对间歇循环曝气条件进一步优化为每天13次循环曝气,每次曝气1.5 h,CH4的含量和产量分别提高83%和54%,H2利用率高达95.3%。在此最佳的间歇循环曝气的基础上,通过添加高浓度氨氮以富集嗜氢产甲烷菌,以进一步提高沼气中CH4含量和产量。当氨氮浓度提高到5500mg/L时,H2利用率提高到98.9%,同时,CH4的含量进一步提高至94.1%,CH4的含量和产量分别提高89%和57.5%。因此,通过间歇循环曝气和氨氮浓度两种关键工艺的逐步优化,可以有效提高沼气中CH4的含量和产量,已达到同步提高CH4含量和产量的目的。3、开展了添加外源氢异位提高沼气中CH4含量和产量微生物群落结构变化的研究。对间歇循环曝气和氨氮浓度不同运行条件下,从微生物角度对系统运行条件进行微生物学分析,结果发现:当每天间歇循环数只有2次,每次曝气时间1h的初步运行条件下,系统中主要产甲烷菌为Methanosaeta(甲烷鬃毛菌属)和Methanothermobacter(甲烷嗜热杆菌属),其相对丰度分别为63.4%和18.3%,嗜氢产甲烷菌(Hydrogenotrophic Methanogens,HMs)相对丰度之和仅占27.5%。当将间歇循环曝气条件进一步优化为每天循环曝气为13次,每次曝气1.5 h,系统中主要产甲烷菌为Methanosaeta、Methanothermobacter和Methanobacterium(甲烷杆菌属),其相对丰度分别为17.6%、45.3%和25.9%,HMs相对丰度之和达到71.2%。在此基础上,进一步优化条件,将氨氮浓度提高到5500 mg/L,此时,系统中主要产甲烷菌为Methanothermobacter和Methanobacterium,其相对丰度分别为13.1%和60.0%,HMs相对丰度之和达到73.1%,而Methanosaeta的相对丰度仅有1.3%。因此,在高浓度氨氮条件下,HMs为主要优势菌群,说明系统中CH4的产生途径主要来自于H2和CO2的转化,这与在高浓度氨氮条件下CH4含量高达94.1%的结果一致。对细菌而言,在不同运行工艺条件下,细菌主要优势菌群均为Clostridium(梭菌纲),说明不同运行工艺条件对Clostridium的影响较小。4、开展了CH4、H2和CO2气泡在静水中上浮过程的模拟及试验研究。对气泡在静水中上浮过程的形态变化、直径变化以及停留时间变化进行分析,结果发现:当气泡初始速度从0 m/s提高至1.2 m/s时,气泡的射流位置从气泡底部逐步变为气泡顶部,使得气泡分裂的程度更加彻底。当气泡初始直径从0.02提高至0.06 m时,分裂导致的形变使得气泡的横向力变大,气泡升至顶部破碎的位置更加偏右。CH4、H2和CO2单个气泡在静水中上浮过程的形态变化基本一致,但略有不同,其直径均呈现变小的趋势,这主要是由于气泡在上浮过程中气泡破碎导致。温度、出口压力、气泡初始直径以及气泡初始速度对单个CH4、H2和CO2气泡在静水中的停留时间的影响程度不同,其中气泡初始直径越小、气泡初始速度越大则气泡在静水中的停留时间越长。水平间距对CH4、H2以及CO2多气泡在静水中上浮过程的影响较大,当水平间距从0.01 m提高到0.05 m时,气泡在静水中停留时间均呈现先降低后上升的趋势。当水平间距为0.02m时,三种类型的气泡在水中的停留时间均为最短,而当水平间距小于或大于0.02m时,停留时间均有所延长。因此,气泡间适当的水平间距距离可以进一步延长气泡在静水中的停留时间。气泡数量越多,其在静水中上浮过程运动形态及流场变化则更加复杂。CH4、H2以及CO2三气泡在静水中上浮过程,中间气泡上升较快,从而引起两侧气泡上浮加速,导致三个气泡在静水中的停留时间要短于两气泡在静水中停留时间。因此,采用优化后的中空纤维膜对气泡的扩散条件进一步改善,可以有效提高气体在水中的停留时间,使得气体可以更好的被微生物利用,结合适当的间歇循环曝气条件以及高浓度氨氮可以有效富集HMs,从而可以显着提高沼气中CH4的含量和产量。综上所述,为进一步提高沼气中CH4的含量和产量,可以采用中空纤维膜产生微气泡,同时采用间歇循环曝气可以优化工艺条件,在此基础上,提高系统中氨氮浓度进一步富集HMs,可以有效提高沼气中的CH4含量和产量,从而避免了只提高CH4含量而导致CH4产量下降的问题,具有较好的可操作性和推广价值。
李超[3](2020)在《脱硫废液在高温荒煤气中的热解特性研究》文中提出焦炉煤气采用氨法HPF湿式氧化脱硫过程中会产生大量的脱硫废液,我国每年会产生脱硫废液约396万吨。脱硫废液含有COD(>100000 mg/L)、硫化物(>2000 mg/L)、氨氮(>20000 mg/L)和盐分(~200 g/L),是一种危害极大的污染物。国内外焦化行业急需高效、洁净、低成本的脱硫废液处理技术。针对现有处理脱硫废液技术中存在的设备投资大、运行成本高、易产生二次污染等问题,本文提出了“利用焦炉上升管中高温荒煤气余热热解法处理脱硫废液”的新方法。然而,在研究中发现:脱硫废液的组成和性质认识不系统、不完整;未见含盐废液在高温中蒸发的研究报道;脱硫废液在上升管荒煤气中热解的机理不清楚;上升管余热处理脱硫废液的工艺参数待确定、需优化;在大型焦炉试验运行中核心设备待研制。本文针对上述存在的问题,以焦炉煤气净化HPF法脱硫废液作为研究对象,主要开展了五方面的研究工作:(1)脱硫废液的组成和性质研究;(2)脱硫废液和煤共热解特性及动力学研究;(3)脱硫废液高温蒸发模型研究及模型参数优化;(4)单上升管中脱硫废液热解特性研究及喷洒参数优化;(5)大型工业焦炉热解脱硫废液工艺的核心设备研制。在此基础之上,在山西省焦炭集团益兴焦化厂(100万吨/年焦炭规模)建立了利用余热热解法处理12000吨/年脱硫废液的工程示范装置,系统评价了该工艺对焦化相关产品或操作的影响。经研究获得的主要结果和结论如下:1.在脱硫废液混合盐中,S为主要元素,占到原子序数小于Na元素总量的95.97%;XRD物相分析曲线与NH4SCN(25-0044)、(NH4)2SO4(41-0621)、(NH4)2S2O3(31-0068)的标准图谱对应较好;FT-IR分析曲线吸收峰对应的NH4SCN和(NH4)2SO4的红外振动峰较强烈;SEM分析中可以明显看出结晶较好、细长形的柱状晶体结构。脱硫废液为弱碱性溶液,p H值在8~9左右,其中主要无机物成分为硫氰酸铵和硫代硫酸铵,平均值分别为158.84 g/L和85.04 g/L;主要有机物成分为苯酚和对甲苯酚,分别占有机物总量29.01%和16.84%。脱硫废液中含盐浓度与沸点的关系满足公式Tb(28)0.0053c2(10)0.0664c(10)100。氩气环境中脱硫废液混合盐失重可分为五个阶段,开始热解于95.26℃,在温度达436.55℃时热解累计失重达99.00%,混合盐基本全部分解。2.脱硫废液和煤共热解从室温加热到500℃后开始热分解并产生大量气体,其中氢气含量最大时可达65%~70%左右,吸收液中COD的含量增幅较大,从9.54 mg/L增大到142.06 mg/L,热解残留物中g-C3N4对应的位于27.4°处的峰会随着温度增高而略有变高,而13.0°处的峰会随温度升高而变弱。升温速率加快有利于CO2、CH4和CO的生成,其变化幅度也会随之增大,12℃/min时,CO2、CH4和CO的释放量为最大,吸收液中COD和氨氮的含量随升温速率加快而升高,SCN-的含量略有下降。配煤中增加脱硫废液的含量会抑制CO2和CH4的生成,吸收液中COD、SCN-和氨氮的含量也会剧烈增长,热解残留物中Na和S元素的含量升高,使焦炭质量下降。H2S的生成量会在540℃之后迅速增多,并在600℃时达到顶峰2.061g/L,随脱硫废液含量的增加H2S的释放量会迅速增加。热解残留物中的S会随终温的升高而减少,但随脱硫废液含量由0%增加到15%,残留物中的S会由0.16%增加至0.95%。以分布活化能DAEM模型为基础,建立了加入脱硫废液的配煤热解动力学模型,得出加入脱硫废液浓度、热解终温、升温速率与挥发分析出产量的关系方程m j(7)T(8)(28)m j??。3.上升管高温荒煤气中喷洒脱硫废液喷雾的蒸发模型在800℃时,公式We(28)f(7)T(8)计算出雾滴运动最远距离为0.051 m,根据300次装煤的高度可得出喷嘴距焦炭表面的平均距离为0.075 m,该平均距离置信度为95%的置信区间(CI)为(0.047-0.103),更加符合高温中雾滴的蒸发情况。荒煤气流动速度从0 m3/h增大到700 m3/h,液滴粒子轨迹的分散程度从x轴-0.181~0.174 m增大到-0.308~0.246 m的范围,液滴粒子达到荒煤气流速的时间从0.007s增大到0.02s,喷洒废液前后上升管中心竖直方向的流场速度沿高度变化的关系为u(28)f(7)h R(8)。喷洒脱硫废液前后上升管平均温度关系为T(28)568.49ln(7)T 0(8)-3151.9,在结焦时间20 h内,距上升管水封盖3 m处喷洒脱硫废液,蒸发后上升管的平均温度为620.44℃,平均蒸发时间为0.0025 s。喷洒量的增加会使喷雾的喷洒压力增加,有利于提高蒸发速率,但会增加蒸发时所消耗的热量,优化的喷洒流量为55 kg/L左右。喷嘴的孔径越小,喷射压力越大,液滴平均粒径越小,蒸发时间越短。喷射角度的增大会使液滴分散,间距增加,有利于液滴吸收更多的热量,减少蒸发时间。4.脱硫废液经蒸发干燥得到的固体混合盐在模拟焦炉煤气气氛下(55%H2+6%CO+25%CH4+14%Ar)热解有五个主要阶段:硫氰酸铵的晶型转变(92.87~127.38℃,主要为单斜晶体转变为正交晶体,以及正交晶体向正方晶相的转变)、硫氰酸铵向硫脲的异构化(127.38~246.26℃)、硫氰酸铵与硫代硫酸铵的共热解(246.26~290.45℃)、硫代硫酸铵与硫酸铵的分解(294.29~375.15℃以及375.15~543.26℃),在384.19℃时热解累计失重达99.00%。与在氩气环境中热解对比,在模拟焦炉煤气中开始热解和完全热解所需的温度均较低,且硫氰酸铵晶型转变、异构化和热分解所对应的吸热峰更加尖锐。在单上升管小试试验中,喷洒的优化条件为:喷洒位置为距上升管水封盖距离3 m的位置,喷洒量为50~55 L/h,喷洒时间为装煤后10分钟到结焦过程的20 h以内。在单上升管中脱硫废液喷洒量为40~96 L/h,上升管温度降低了76~287℃,喷洒量v与温差ΔT的关系为ΔT=-2.939v,喷洒量v与上升管高温荒煤气出口处硫氰酸铵浓度C的关系为C(7)N H4SCN(8)(28)f(7)v(8),4.3 m单上升管最大废液处理量为61.98 kg/h。5.大型焦炉热解脱硫废液工艺的核心系统研制,主要是(1)研制出脱硫废液精细过滤系统,该系统采用多层次、多材料的复合结构;(2)研制出恒压、连续输送系统,将脱硫废液从储槽经泵加压送入喷射系统;(3)优化的喷嘴孔径为1 mm、喷射角度为60°,并增加了喷射器旋转保护装置、喷嘴自清洗装置以及泄压装置等,开发了密封-喷雾-定角一体化高温高压防滴漏技术,保证了喷射器喷嘴连接处的密封性,并研发了新型适用于工程示范的喷射器装置;(4)开发了保护炭化室安全的系统自控技术,在上升管温度较低时控制喷射器自动切换为蒸汽;(5)研发出采用自制冷却液的湿法打孔技术对上升管内衬砖打孔,运用熔焊技术和定位器可保证喷射器定位管的密封性及安装角度;(6)脱硫废液的过滤、储存、加压和喷射等全部过程通过总控制系统进行监测和控制。6.在大型工业焦炉中喷洒脱硫废液前后,对焦化产品及工艺废水的影响情况如下:(1)煤气中检测到H2S、HCN和CS2的平均含量均处于同一水平,在脱硫塔的入口处均未检测到硫氰酸根,且化验室煤气出口处检测到煤气各组分均保持在同一水平,NH3和苯的平均浓度达标率为99%~100%;(2)焦油中粘度(E80)降低了17.58%,有利于焦油质量提升,各项指标均保持一致,在正常范围内;(3)脱硫液中p H为8.5左右,各成分含量基本处于同一水平;(4)蒸氨废水各项指标均达到焦化生化进水指标,焦化调节池及生化排水中的各指标含量也基本保持一致;(5)皮带焦的各项指标均保持在同一水平。利用焦炉上升管高温荒煤气余热热解脱硫废液的方法对焦化系统没有不利影响,比炼焦配煤法处理脱硫废液的处理量可增加9.6%。利用荒煤气余热热解脱硫废液技术与现有技术相比,具有投资小、能耗低、运行费用低、工人劳动强度低和处理彻底等技术优势。
陈猛[4](2019)在《油液黏度及压力脉动扰动下喷嘴挡板阀流致振动特性研究》文中研究说明电液伺服系统由于具有功率质量比大、控制精度高、动态响应快及负载匹配性好等优点被广泛应用于现代工业领域。而作为电-液转换桥梁的伺服阀是电液伺服系统的核心元件。喷嘴挡板阀因其挡板运动惯性小、灵敏度高,因而通常被用作两级伺服阀的前置级。然而,高功率质量比的电液伺服系统在工作过程中必然会存在油液温度急剧升高及油液黏度降低的问题。另外当泵源的高频流量脉动与管道阻抗特性作用后可能会在喷嘴入口处产生剧烈的压力脉动。大量工程实践表明,此时喷嘴挡板型伺服阀容易产生高达几千赫兹的高频噪声。这些高频噪声与挡板振动和喷嘴挡板阀内不稳定的流致现象密切相关。因此,本文主要研究油液黏度、喷嘴入口压力脉动频率和幅值等外界扰动变化对喷嘴挡板阀流场特性、挡板组件振动和噪声的影响。建立了考虑喷嘴挡板阀侧向力的挡板组件动力学方程,分析了侧向力对挡板组件稳定性的影响。针对管道内压力脉动非线性传播特性和喷嘴挡板阀内气穴动态现象,建立了考虑油液黏度变化及适用于可压缩流体的喷嘴挡板阀流场流动数学模型。基于此数学模型,提出了考虑外界压力脉动扰动的喷嘴挡板阀流场特性数值仿真方法。建立了带有管道的喷嘴挡板阀数值分析模型,CFD仿真了不同油液黏度扰动下管道和喷嘴挡板阀整个计算域的流场分布。仿真研究了油液黏度扰动对喷嘴挡板阀内气穴动态、压力脉动和侧向力等流场特性的影响规律。分析了喷嘴挡板阀内气穴脱落、小尺度涡传播、压力脉动与侧向力的内在联系。对以喷嘴挡板阀为负载的管道内压力脉动非线性传播特性进行CFD仿真研究,获取了不同泵源脉动频率和不同管道长度下喷嘴入口压力脉动变化的规律,在喷嘴入口处得到了不同压力脉动频率和幅值的外界扰动。进一步仿真研究了此压力脉动扰动对喷嘴挡板阀内流场特性的影响,得出了在喷嘴入口不同压力脉动扰动下喷嘴挡板阀内的气穴动态、压力脉动和侧向力的变化规律。建立了喷嘴挡板阀流场与挡板组件的流固耦合数值分析模型,对挡板组件在上述不同扰动条件下的流致振动特性进行仿真研究,并在喷嘴入口处设计了亥姆霍兹型消振器,仿真分析了其对喷嘴入口压力脉动扰动的衰减规律和对喷嘴挡板阀内压力脉动、侧向力及挡板组件振动的抑制效果。基于仿真结果,本文进一步实验研究了管道内压力脉动非线性传播特性,油液黏度、喷嘴入口压力脉动频率和幅值变化等三种外界扰动对喷嘴挡板阀内气穴动态及压力脉动等流场特性的影响。一方面,进行喷嘴挡板阀内流场气穴观测实验,将实验观测到的气穴演化过程与CFD仿真结果进行比较,验证了不同油液黏度和压力脉动三种外界扰动作用下气穴动态特性的仿真结果。另一方面,进行测试实验研究,通过测量不同位置的压力脉动、衔铁末端的振动和噪声,验证了管道内压力脉动非线性传播特性和不同油液黏度和压力脉动三种外界扰动作用下喷嘴挡板阀内压力脉动、挡板组件振动和噪声之间的关系和变化规律。最后,对喷嘴入口带有消振器的液压控制系统进行测试实验,结果表明消振器对管道内压力脉动和喷嘴挡板阀流场特性、流致振动和高频噪声具有显着的抑制效果。
金健[5](2019)在《聚光太阳能燃料转化机理研究》文中研究指明随着全球能源需求的快速增长,传统化石能源的大量使用导致的温室效应和大气污染等环境问题与能源安全问题日益严峻,因此迫切需要开发清洁能源部分或完全替代现有的化石能源。太阳能是储量丰富的可再生能源,因其清洁、取之不尽用之不竭的优点而备受关注。但是目前太阳能利用仍面临效率低、成本高以及供能不稳定等问题。这一方面是受制于太阳能的间歇性与不稳定的特点;另一方面是太阳能向其它形式能量的转换利用过程中存在较大不可逆损失,其相关过程缺少理论指导。本学位论文依托国家自然科学基金与国家重点研发计划等科研课题,探索了太阳能高、中温热化学理论,并搭建了相关的实验平台,分析了太阳能热化学系统中限制效率提升的瓶颈问题,提出太阳能利用效率的提升机理,建造了通用太阳模拟器实验平台,并依托太阳模拟器进行了相关实验研究。本文的主要内容与结论如下:1.从能的品位出发,探索了太阳能-化学能过程中的能量转换与损失机理;采用温-熵图分析方法对太阳能高温热化学循环进行分析,分析太阳能热化学循环过程中聚光比、温度、压力、运行模式等关键参数对系统效率的影响;最后从减小太阳能利用不可逆损失与提升太阳热能品位的角度,提出了太阳能热化学方法中增加太阳能利用效率的具体措施,为后续反应器的设计提供指导。2.开展太阳能中温甲烷重整的热化学理论与实验研究。首先,针对甲烷重整催化剂容易积碳失活与动力学性能不足的问题,研究制备了新型钙钛矿催化剂,在保持甲烷重整反应性能的前提下,将反应温度由从850℃(传统重整温度)降低到750℃。其次,基于多物理场耦合分析方法,以提高太阳能利用效率为目标,建立了太阳能甲烷重整的反应器模型,提出均匀化反应器温度分布与提高太阳能利用率的新方法,模拟结果显示太阳能-化学能的效率可以达到59.16%,这也为后续反应器的设计建造提供了指导。最后建造了2kW的太阳能甲烷重整反应器,探索催化剂的种类及形貌、温度、水碳比等对系统效率的影响,得到最优的催化剂种类及其反应器运行参数,并最终获得了3 9.46%太阳能-化学能的实验效率,达到世界先进水平。3.在太阳能热化学循环的理论研究中,针对高温热化学循环中除氧功耗大导致太阳能-化学能效率提升困难的瓶颈问题,进行了新型化学链除氧理论探究,其除氧效率为5.7%(高于传统方式两个数量级)。考虑到各种实际热损失与氧化铈材料的物性参数之后,采用新型除氧方式系统可以达到~15%的太阳能-化学能的理论效率。在太阳能高温热化学循环的实验研究中,首先制作了高性能的双孔氧化铈载体;其次建立反应器层面的多物理场耦合的模型,优化反应器内部几何形状;最后进行高温反应器的设计与制造,搭建高效太阳能分解H2O/CO2的实验平台。在太阳能高温反应器的实验研究中,探索提高太阳能到燃料化学能效率的方法,通过材料微观层面设计,反应器运行模式的优化等措施,实验获得了 1.30%的太阳能-化学能效率,验证了反应器层面太阳能热化学循环制燃料的可行性。4.针对太阳光的间歇性与不稳定性导致的户外太阳能实验复现性差的难题,设计搭建了室内通用太阳模拟器。该实验平台点聚焦部分的峰值与均值聚光比分别可达9200 kW/m2与5100 kW/m2(Φ60 mm),对应的最高温度可以超过3000℃;准直式部分为4 mX3 m的矩形平行光场,整个光场的输出参数为光强0.94 kW/m2、发散角1.3度及均匀度92%,太阳模拟器的整体性能指标达到国际先进水平。该太阳模拟器还具有稳定性高、重复性好的优点,既可提供定常的太阳辐照,也可模拟室外太阳辐照变化。通过调节太阳模拟器的输出功率等措施,可以准确的对实验过程进行定量控制,满足太阳能高、中温热化学反应器的实验研究。
衡丽君[6](2019)在《生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟及全生命周期碳足迹研究》文中进行了进一步梳理生物质是有机碳的唯一来源,它是唯一可以转化为燃料、化学品和功能材料,实现化石资源替代的多功能型可再生资源。生物质快速热解技术被视为最具开发潜力生产液体燃料技术之一,但生物油较差的理化性质严重阻碍了生物油的应用。目前多数研究集中在生物质热解反应机理、生物油提质反应催化剂设计、催化反应机理、催化剂失活以及改性等微观方面,对于生物质快速热解-生物油提质改性整体工艺系统设计、系统综合性能以及产品环境效益等宏观方面缺乏全面系统的研究。在课题组生物质热化学转化制含氧液体燃料技术框架下,发展了生物质热化学转化制多元醇和氢气为目标产品的多联产工艺系统,该工艺系统耦合了生物质快速热解制生物油、油相生物油(Non-aqueous Phase Bio-oil:NAPB)铁基载氧体化学链制氢(Chemical-looping Hydrogen Production:CLHP)以及水相生物油(Aqueous Phase Bio-oil:APB)超临界甲醇酯化-两级低中温催化加氢制多元醇液体燃料的技术优势。以该工艺系统为对象,论文从化工过程系统集成优化、系统功能实现与环境评价等方面开展研究,旨在科学评判该生物质热化学转化工艺系统综合性能,为后续工艺关键技术的优化设计和工程示范提供必要的依据和信息。基于系统能量梯级利用理论,优化设计了整个工艺系统流程布置和工艺参数配置。基于对工艺关键反应过程特性认识及其过程模型的确定,利用Aspen Plus软件对其实施全流程模拟与工艺参数优化配置,借助载热体循环实现了快速热解反应器和CLHP燃料反应器热负荷的自平衡,优化整个系统余热梯级利用实现了工艺的自供热和部分电力替代。在该工艺保守设置条件下获得一套详细的物流、能流以及热力工况参数。工艺系统以产品流为主线的碳元素代谢分析表明APB到多元醇的转化率是影响整个工艺系统效能的关键性因素。根据所构建的系统评价指标计算模型获得该工艺重要的性能指标:基于玉米秸秆干燥基计算的无水生物油产率为55.8 wt%、多元醇产率为16.4 wt%、酯类副产物产率为11.5 wt%;CLHP子系统氢气热效率为56.8%、总热效率为58.1%以及CO2捕集效率为99.9%;整体系统能源利用总效率为35.5%。在多元醇保守产率(16.4 wt%)工况下,该工艺相对已经工业化的生物质直燃发电技术仍具有明显的竞争优势。除氢气和多元醇燃料产品外,生物质基酯类化学品可以替代石油基酯类化学品以减少化石原料的消耗,CLHP子系统高效的CO2捕集带来显着的温室气体(Greenhouse Gas:GHG)减排。基于生命周期评价(Life Cycle Assessment:LCA)方法和中国本地化基础数据,依次建立了产品系统生产资料、能源和目标产品的LCA指标计算模型,编制了目标产品较完整的生命周期数据清单;针对生物质热化学转化系统多产品共生的复杂性,引入混合分配方法,实现了目标产品的生命周期化石能耗强度(Fossil Energy Input Intensity:FEI)和碳足迹量化研究。氢气生命周期FEI和净碳足迹分别为0.575 MJ/MJ H2和-97.5 gCO2,eq/MJ H2,多元醇全生命周期FEI和净碳足迹分别为0.626 MJ/MJ能量和26.3 gCO2,eq/MJ能量。对于氢气,NAPB生产和秸秆预处理的电力消耗以及秸秆生产的氮肥消耗是引起GHG排放的主要因素,而CLHP阶段CO2捕集是决定氢气碳足迹大小的关键因素。对于多元醇,来自秸秆预处理和APB生产的电耗与多元醇生产的甲醇消耗、催化剂损耗以及有机废水处理能耗是引起GHG排放的主要因素,来自化学链工艺氢气消费产生的碳信用是降低其碳足迹的主要因素。在参数变动±25%范围内,目标产品碳足迹数据敏感性分析显示:NAPB生产电力消耗量变化对氢气碳足迹影响较大,而多元醇产率和APB生产电力消耗量变化对多元醇碳足迹影响较大,尤其多元醇产率的影响最为显着。这说明生物油生产电耗和多元醇产率数据不确定性会显着影响多元醇LCA结论,同时也说明降低生物油生产电耗和提高多元醇产率将会显着减少多元醇生命周期碳足迹。相对传统的天然气水蒸汽重整(Steam Methane Reforming:SMR)制氢和煤气化(Coal Gasification:CG)制氢,来自NAPB铁基载氧体CLHP工艺的氢气使多元醇净碳足迹分别降低70.5%和77.5%,这主要归功于CLHP子系统采用生物质基燃料和实施了CO2高效捕集。从多元醇燃料角度出发,系统剩余氢气替代SMR工艺氢气产生的能量信用和碳信用使多元醇生命周期FEI和碳足迹分别下降了66.3%和325.9%,多元醇两个生命周期指标分别为0.211 MJ/MJ能量输出和-59.4 g CO2,eq/MJ能量输出。基于1MJ能量替代,多元醇替代石油基汽油和石油基柴油分别使生命周期化石能耗降低82.0%和83.8%,使生命周期GHG排放分别降低163.9%和155.8%。不同生产技术路线的生物质基液体燃料LCA研究案例表明本论文设计的生物质热化学转化多联产工艺在生物质碳元素多元利用、目标产品产率以及环境GHG减排方面具有综合的竞争优势。综上所述,生物质定向热解制多元醇液体燃料工艺具有反应条件温和、加氢深度可控、氢源自给的特点,实现了生物质到多元醇燃料、氢气以及酯类化学品的多元转化。从产品全生命周期角度看,该工艺系统具有较低的化石能耗强度和显着的GHG减排环境效应,符合生物质能源转化利用可持续、低碳发展的要求。
张治[7](2018)在《冬季热电联供的和双压力蒸发的氨水动力循环性能研究》文中进行了进一步梳理本论文主要研究分析了冬季热电联供的和双压力蒸发的氨水动力循环的流程及其性能,包括一种可实现在冬季增加供暖功能而在其他季节高效发电的热电联供的氨水卡林纳-朗肯循环组合系统和两种在中温余热源条件下进一步提高卡林纳循环效率的双蒸发压力卡林纳循环流程。工质物性计算是热力循环计算的基础,由于工作参数区间与原有制冷循环应用范围不同,需要根据卡林纳循环的工作参数范围对工质物性计算方法进行相关讨论和确认。本文采用Schulz方程与PR方程分区域进行了氨水混合工质热状态参数计算,并得到较高精度的计算结果;建立了相应的氨水动力循环的热力学分析计算模型。在之基础上,采用动力回收效率以及?效率为系统评价指标,分别从热力学第一定律以及热力学第二定律的角度完成对循环的热力学分析和优化。本文首先讨论的是针对北方地区冬季需要集中供暖的需求。其依据的原理是变浓度的卡林纳循环的大温差蒸发和小温差吸收冷凝的特点有利于对余热热源高效发电利用,而固定浓度的氨水朗肯循环在冷凝器中具有大温差排热的特性,可以将冷却水在逆流式冷凝器中加热到供暖所需要的温度。通过将卡林纳循环与氨水朗肯循环相结合,组成了氨水卡林纳-朗肯循环(AWKRC)组合系统。该循环系统是在卡林纳循环的基础上通过增设3对三通阀(亦可用3套四通阀)使某些设备退出运行以转换为朗肯循环。在冬季按氨水朗肯循环运行以实现北方地区集中供暖的需求,在非供暖季节则按发电效率性能更优的卡林纳循环方式运行。建立了AWKRC系统的计算模型和各个设备的质量、能量平衡方程以及循环热效率、余热回收率和动力回收效率等评价准则的计算方程,编制计算软件对AWKRC系统进行了理论计算。在设定初始条件下分析了循环过程中的基本浓度和工作浓度对循环性能的影响,得出了卡林纳循环的工作浓度和基本浓度的最佳匹配关系。在热源进口温度为300°C,卡林纳循环冷却水进口温度取25°C而氨水朗肯循环冷却水进口温度取15°C,热水供暖和回水温度分别为90°C和40°C条件下,选取卡林纳循环的最佳工作浓度为0.5和对应的基本浓度为0.314,并取氨水朗肯循环的工质浓度与卡林纳循环工作浓度相同即0.5,分别计算了两种循环在给定条件下的各状态点参数和循环性能;并重点讨论了在卡林纳循环下蒸发器中蒸发露点温度对循环性能的影响规律。论文分析结果显示,在不同的冷热源温度条件下,蒸发器工质蒸发露点温度对应于给定的工作浓度存在最佳值,使得循环性能达到最优,且在不同工作浓度下蒸发露点温度最优值和循环性能值均有所不同。由此还进一步给出了不同工作浓度条件下循环性能的最佳值随热源温度的变化规律。结果表明,在上述计算条件下,卡林纳循环和氨水朗肯循环发电部分的动力回收效率分别达到了16.05%和12.95%;但是加上供暖负荷以热泵COP折算为当量电效率后,氨水朗肯循环的综合动力回收效率可以达到23.72%。同时在最佳浓度匹配的条件下对AWKRC系统还进行了?分析,分析了系统的?效率和循环过程中的各个设备的?损失和?效率并进行了相关计算分析。在上述给定的外界条件且内部参数优化的情况下,卡林纳循环的?效率为41.9%;而氨水朗肯循环虽然其发电部分的动力?效率仅为33.1%,但考虑供暖部分后综合?效率为46.5%。本论文所研究的第二种情况是针对温度为350400°C的中温余热,提出了两种可以对中温热源进行梯级利用的双蒸发压力卡林纳循环流程。第一种是串联循环流程(DPV-KC),即在卡林纳循环的基础上通过在第一蒸发器后增设较低蒸发压力的第二蒸发器来利用第一蒸发器出口的热源,可以进一步提高循环对外输送的净功。通过计算得出,DPV-KC的工作浓度和基本浓度同样存在最佳的匹配关系,在工作浓度分别取0.35、0.4和0.45时,对应的最佳基本浓度分别为0.214、0.243和0.277。在热源进口温度和冷却水进口温度分别取400°C和25°C条件下,计算分析了不同浓度条件下蒸发露点温度对DPV-KC系统性能的影响规律,得出了不同工作浓度条件下对应的最佳蒸发露点温度。在工作浓度和基本浓度分别取0.45和0.277时,对应的第一蒸发露点温度的最佳值为300°C,在此条件下,双蒸发压力卡林纳循环的动力回收效率达到了25.43%,相对于单蒸发压力卡林纳循环提高了13.2%。针对DPV-KC系统的第一蒸发器的过冷吸热段与热源之间仍然存在较大的温差不可逆损失的情况,进一步讨论了串并联布置的双压力蒸发卡林纳循环(DPV-KC2),即将第二蒸发器与第一蒸发器的部分液体加热段(省能器)并列布置的方案。讨论和优化了影响DPV-KC2系统性能的主要因素,如第一蒸发露点温度、第一蒸发器进口溶液的过冷度和第二蒸发器工质的过热度。结果表明,DPV-KC2系统的动力回收效率达到了26.61%,相对于单蒸发压力卡林纳循环提高了18.5%,相对于DPV-KC提高了4.64%。本文讨论的改进型卡列纳循环流程为季节性热电联供和进一步提高中温余热动力回收系统的能量转换效率提供了新思路。
罗宇[8](2018)在《高温共电解水和二氧化碳合成甲烷反应特性与系统研究》文中研究表明固体氧化物电解池(Solid Oxide Electrolysis Cell,SOEC)能利用可再生能源电力将H2O和CO2一步高效转化为甲烷,同步实现CO2资源化利用和可再生能源电力储存,促进可再生能源与天然气网络的深度融合。为推进SOEC直接合成甲烷在可再生能源与天然气融合的分布式能源系统中的应用,需要理解其内部的反应机理和反应传递耦合机制,以及系统中SOEC与其他部件的物质流和能量流传输原理。本文采用实验测试、动力学计算和数值模拟结合的研究方法开展SOEC合成CH4反应特性和系统研究。首先,本文采用图案电极精确调控电化学活性界面,获得本征动力学数据,推断了H2O和CO2电解反应机理及其速率控制步骤,建立基元反应动力学模型阐释反应机理和中间产物的内在关联。研究表明,图案电极中SOEC可逆化运行下的反应速控步骤为生成OH-(YSZ)以及消耗CO(Ni)的电荷转移反应,CO(Ni)的表面扩散对电化学反应速率的影响也不可忽略。SOEC单元的反应特性是电化学反应耦合化学反应以及电荷、质量和热量传递过程的综合结果。为阐明SOEC内部的反应传递耦合规律,本文开发加压管式SOEC反应器及其实验测试系统,建立多物理场动态热电模型。经过实验和数值模拟的迭代优化,通过热流设计和加压运行,实现了管式SOEC在4 bar下的稳定运行和CH4定向调控,在-2 A下甲烷生成率可达39.5%;并通过反应传递过程的动态耦合操作,保证SOEC在可再生能源间歇性输入下的稳定、高效运行,为分布式能源系统中SOEC与其他部件的集成耦合提供基础数据、反应传递耦合机制和稳定运行准则。最后,本文构建可再生能源与天然气融合的分布式储能发电系统仿真平台,将SOEC共电解H2O/CO2反应器与系统中其他的能源部件集成耦合。研究显示,在SOEC通过电解和甲烷化反应原位耦合可强化系统能效,在8.15 bar下可实现81.3%的?效率,较两步式电制甲烷过程能效提升3%以上。在间歇性风电的融入下,通过精确设计风电发储比例,采用SOEC电制气联合锂离子电池储能,可在节约储能容量同时,提升系统能效、风电融合度和供电稳定性。
陈金峰[9](2018)在《太阳能吸收制冷与蒸汽压缩空调耦合循环机理与实验研究》文中研究说明太阳能空调具有很好的季节匹配性,夏季太阳辐射越好时系统制冷量越大,规模化应用能够有效缓解夏季空调用电负荷。但太阳辐射能量密度较低且受天气影响较大,太阳能空调存在间歇性和不稳定性等问题;另一方面,很多场合太阳能装置安装空间有限,一定程度上限制了其推广应用。提高太阳能空调循环效率,减小集热器安装面积;实现多能互补,解决其运行稳定性,是太阳能空调发展的主要瓶颈。围绕上述问题,本文提出太阳能驱动风冷吸收式制冷与蒸汽压缩空调耦合循环,实现太阳能空调高效化和稳定性,利用太阳能制冷改善蒸汽压缩制冷循环效率,利用电驱动蒸汽压缩循环结合实现太阳能空调系统的稳定性。风冷溴化锂吸收式制冷循环由于冷却温度的限制,在独立制冷时对热源温度要求高,相应降低了太阳能集热系统效率,同时系统存在溶液结晶风险高的问题。本文提出了风冷吸收式制冷与蒸汽压缩式空调之间的过冷却式和复叠式两种耦合循环方式,揭示了其能量耦合机理,论证了通过耦合方式可以充分利用较低温度水平的太阳能热能,拓宽太阳能热能的温度利用范围,实现节约压缩机电能和提高太阳能制冷转换效率双重目的。为解决太阳能空调系统长时间运行的连续性和稳定性问题,本文基于吸收式与蒸汽压缩式系统冷量与热量的同步耦合方式,提出了蒸汽压缩式热泵驱动溴化锂浓度差蓄冷的新循环。新循环在蓄冷过程中除热泵系统外无需其他形式的能量输入,蓄冷过程不受环境条件影响和制约,蓄冷能量密度大且热损小。通过该循环可以实现削峰填谷,保证太阳能空调系统长周期运行的连续性和经济性。建立了风冷吸收式与蒸汽压缩式制冷循环及相关耦合系统的理论模型。搭建了风冷吸收式溴化锂制冷机实验台,并进行了不同运行工况下的性能测试。在此基础上提出采用绝热闪蒸流程改进风冷溴化锂吸收式制冷的新循环,避免了二次换热损失,降低了对热源温度需求,从而提高COPth(thermal coefficient of performance)。新循环中蒸发器内无需设置用于降膜蒸发的铜管阵列以及冷冻水循环泵。可以节省材料和水泵的使用,减小了系统尺寸和重量。采用新循环的系统在热源温度为80℃90℃,环境空气温度为29℃35℃时可以正常运行,最低蒸发温度8.6℃,COPth最高为0.76。在9小时的室外动态测试过程中,系统可以较好地适应热源水温和环境空气温度动态变化,蒸发温度波动范围为10.4℃11.4℃,系统平均COPth为0.65。在此基础上,进一步搭建了相关实验系统对耦合循环及热泵驱动浓度差蓄冷系统进行了实验研究。结果显示,在热源水温为70℃90℃之间时,复叠式耦合系统可以将COPele,HP(electrical coefficient of performance of heat pump)由2.66提高至4.286.97,与蒸汽压缩空调循环独立运行时相比增加60.9%162.0%。同时,通过构建的额定制冷量与输入功率分别为40kW与10kW的热泵/太阳能驱动蓄冷/制冷一体系统性能实验结果显示,热泵驱动浓度差蓄冷模式下总蓄冷量为110.5kWh,蓄冷能量密度ESD(energy storage density)为77.8kWh/m3,蓄冷密度大且热损小。一个完整的蓄放冷循环中蓄冷效率ESE(energy storage efficiency)为2.81。以上实验结果验证了利用电驱动蒸汽压缩循环的耦合实现太阳能空调系统的稳定、高效和连续运行的可行性。最后,基于实验结果和系统仿真模型,对风冷溴化锂吸收式制冷系统的参数优化以及与太阳能集热器类型的匹配进行了分析。研究了不同热源驱动温度和吸收式子系统蒸发温度对过冷却式与复叠式耦合循环的性能影响。讨论了在两种耦合系统中太阳能热能的利用对系统性能的影响,给出了不同工况下的最优参数组合。结果表明:过冷却式耦合系统具有更高的?效率且热量需求小,与蒸汽压缩式系统独立运行相比可将COPele,sys提升15.9%29.8%,较为适合太阳能集热器面积安装受限的场合,以提高单位集热器面积的制冷转化率。复叠式耦合系统对热量的需求为过冷却系统的4.5倍以上,但其吸收式子系统既可以在热源温度不足时构成耦合系统运行降低耗电量,也可以吸收式制冷方式独立运行。热泵驱动浓度差蓄冷系统中,COPele,HP与ESE均随着蓄冷浓度差的升高而下降,且导致吸收式循环发生热和热泵冷凝热之间的不平衡率ψ由0.11增加到0.26。COPele,HP与ESE随热泵子系统蒸发温度升高而下降,但幅度较小。在稀溶液初始浓度越低时,ESE越高:4%浓度差下,当溴化锂稀溶液初始浓度由52%上升至57%时,ESE下降了约34.4%。ESD随稀溶液初始浓度变化较小,但当蓄冷浓度差由1%增加至8%时,平均蓄冷能量密度由19.8 kWh/m3升高至140.2 kWh/m3。
阚唱轩[10](2018)在《电泵气举耦合举升设计及智能调参方法研究》文中进行了进一步梳理为突破油井常规单举升方式的能力上限,满足深井开采的要求,充分发挥油井潜能,提出了电泵-电泵、气举-电泵组合接力举升技术。通过研究油井流入动态、井筒多相流动特性、举升工艺的运动学及动力学特征、以及相互之间的能量作用关系,建立了电泵-电泵、气举-电泵举升耦合数学模型,开展了电泵-电泵、气举-电泵组合举升生产参数设计以及工况智能调参的方法研究,形成了以产量和系统效率为目标的举升参数设计方案和以生产工况优化为目标的运行参数调节方案,编制了气举电泵组合举升设计、工况分析、参数优化软件。海上油田某油井计算结果表明:组合举升能突破单举升抽油的能力限制,增加油井产量,充分发挥油井潜能;组合举升相比于电泵、气举单举升可以大幅降低电机功率,节约能量;当地层压力降低时,组合举升可以完成电泵、气举单举升无法实现的配产目标;在组合举升系统出现低效工况时,可以利用采集的生产动态数据,进行工况分析和运行参数调整决策,可以智能地给出电泵-电泵井的频率-油压联调方案和气举-电泵井的频率-注气联调方案,实现油藏、井筒、双举升设备的协调工作,在不动管柱作业的情况下,达到组合举升油井的高效运行。
二、间歇循环制气中泵出口压力调节系统的改进(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、间歇循环制气中泵出口压力调节系统的改进(论文提纲范文)
(1)太阳能氨水再吸收多重回热式热泵循环机理与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 太阳能-吸收式热泵 |
1.2.2 吸收-再吸收式热泵 |
1.2.3 再吸收与压缩耦合热泵 |
1.3 问题分析与研究思路 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第二章 单级平衡式氨水再吸收热泵循环的构建与分析 |
2.1 单级平衡式再吸收热泵循环的构建 |
2.1.1 与传统吸收式热泵循环的对比分析 |
2.1.2 与非平衡式再吸收热泵的对比分析 |
2.2 热力循环描述 |
2.2.1 具体流程 |
2.2.2 图示分析与描述 |
2.3 循环的热力学分析计算 |
2.3.1 热力学模型 |
2.3.2 工作压力选择的约束条件 |
2.3.3 热力学计算流程 |
2.4 工作压力的选择范围 |
2.5 循环的性能分析 |
2.5.1 供热性能系数COP |
2.5.2 放气范围和吸气范围 |
2.5.3 溶液循环倍率 |
2.5.4 制热量与供热温度 |
2.5.5 热源和环境温度适应性 |
2.6 与其他热驱动热泵系统性能比较 |
2.6.1 热源温度范围和COP |
2.6.2 工作压力与压差 |
2.7 本章小结 |
第三章 GAX两级多重回热式再吸收热泵循环研究 |
3.1 两级再吸收循环的构建 |
3.1.1 两级再吸收循环的构建思路 |
3.1.2 三种两级循环的P-T图对比 |
3.2 两级再吸收热泵循环流程 |
3.2.1 循环内部多重热回收过程 |
3.2.2 循环具体流程 |
3.3 循环热力学计算 |
3.3.1 热力学模型 |
3.3.2 热力学计算流程 |
3.4 工作压力的耦合匹配选择 |
3.4.1 工作压力选择的约束条件 |
3.4.2 两级循环的工作压力特征 |
3.4.3 高压和低压工作压力的确定 |
3.5 两级循环的性能分析 |
3.5.1 中压工作压力P_M的范围与COP |
3.5.2 发生器的溶液循环倍率 |
3.5.3 供水温度水平 |
3.5.4 主要部件的热负荷 |
3.6 与其他热泵循环的性能对比 |
3.6.1 热源温度需求 |
3.6.2 低温环境适应性 |
3.7 本章小结 |
第四章 再吸收与蒸汽压缩耦合热泵循环性能研究 |
4.1 再吸收热泵与蒸汽压缩热泵耦合方式 |
4.1.1 过冷却耦合循环 |
4.1.2 复叠耦合循环 |
4.2 耦合热泵循环的性能评价指标与计算流程 |
4.2.1 一次能源利用率 |
4.2.2 一次能源节约率 |
4.2.3 制热量提升比 |
4.3 过冷却耦合热泵循环的性能分析 |
4.3.1 子循环匹配 |
4.3.2 过冷却耦合循环性能分析 |
4.3.3 热源温度需求 |
4.3.4 低温环境适应性 |
4.4 复叠耦合循环的性能分析 |
4.4.1 子循环匹配 |
4.4.2 复叠耦合循环性能分析 |
4.4.3 低温环境适应性 |
4.5 本章小结 |
第五章 多运行模式氨水再吸收式热泵系统的实验研究 |
5.1 实验系统介绍 |
5.1.1 工作原理 |
5.1.2 主要部件的设计与选型 |
5.1.3 数据测量 |
5.2 数据处理与误差分析 |
5.2.1 数据处理方法与评价指标 |
5.2.2 误差分析 |
5.3 单级直接供热模式实验结果与分析 |
5.3.1 单级模式COP |
5.3.2 单级出水温度 |
5.3.3 高压和低压吸收器制热量 |
5.4 两级运行模式实验结果与分析 |
5.4.1 两级模式COP |
5.4.2 两级出水温度 |
5.4.3 两个发生器的发生热 |
5.4.4 三个吸收器的吸收热 |
5.5 实验与理论结果的对比 |
5.6 本章小结 |
第六章 太阳能与再吸收及耦合热泵的匹配与运行策略优化 |
6.1 太阳能再吸收和耦合热泵的性能评价指标 |
6.1.1 太阳能保证率 |
6.1.2 太阳能热泵系统制热系数 |
6.1.3 集热器面积 |
6.2 太阳能-再吸收热泵/耦合热泵系统的性能分析 |
6.2.1 太阳能-单级再吸收式热泵系统 |
6.2.2 太阳能-两级再吸收式热泵系统 |
6.2.3 太阳能-过冷却耦合系统 |
6.2.4 太阳能-复叠耦合热泵系统 |
6.3 集热器匹配与参数优化 |
6.3.1 集热温度匹配与优化(SCOP) |
6.3.2 集热器面积匹配与优化 |
6.4 太阳能驱动再吸收热泵的运行策略与优化 |
6.4.1 太阳能-多模式再吸收热泵系统运行策略 |
6.4.2 基于集热和环境温度的太阳能供热技术择优 |
6.5 经济性分析 |
6.6 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 研究内容总结 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
符号说明 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表论文、申请专利和获奖 |
(2)添加外源氢异位提高沼气中甲烷含量和产量的方法与模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 沼气的产生过程及利用现状 |
1.1.1 沼气的产生过程 |
1.1.2 沼气的利用现状 |
1.1.4 生物天然气的概念 |
1.1.5 提高CH_4含量和产量的意义 |
1.2 生物法提高沼气CH_4含量的影响因素 |
1.2.1 温度 |
1.2.2 压力 |
1.2.3 气体组分比 |
1.2.4 提高CH_4含量工艺 |
1.3 沼气中CH_4含量提高的国内外研究现状 |
1.3.1 国外沼气CH_4含量提高的研究现状 |
1.3.2 国内沼气CH_4含量提高的研究现状 |
1.4 气泡运动的研究背景 |
1.5 气泡运动的数值模拟方法 |
1.5.1 VOF法 |
1.5.2 LBM法 |
1.5.3 LSM法 |
1.6 研究目的、内容以及技术路线 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 研究内容 |
1.6.3 技术路线 |
第二章 废铁屑和废硫酸腐蚀析氢反应影响因素研究 |
2.1 材料和方法 |
2.1.1 材料及处理方法 |
2.1.2 试验设计 |
2.1.3 分析方法 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 添加量对废铁屑累积析氢量的影响 |
2.2.2 粒径对废铁屑累积析氢量的影响 |
2.2.3 废硫酸pH值对废铁屑累积析氢量的影响 |
2.2.4 搅拌转速对废铁屑累积析氢量的影响 |
2.2.5 温度对废铁屑累积析氢量的影响 |
2.3 本章小结 |
第三章 添加外源氢异位提高沼气中CH_4含量和产量工艺研究 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 反应器的设计及启动 |
3.1.3 分析方法 |
3.1.4 计算公式 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 间歇循环曝气提高沼气中CH_4含量和产量初步研究 |
(1) CSTR和UR系统运行情况 |
(2) H_2利用率以及H_2转化为CH_4的效率 |
(3) CSTR和UR中CH_4的产量 |
3.2.2 间歇循环曝气提高沼气中CH_4含量和产量优化研究 |
(1) 反应器运行情况 |
(2) H_2利用效率、H_2转化为CH_4的效率、CH_4产量提高率 |
3.2.3 氨氮浓度提高沼气中CH_4含量和产量优化工艺研究系统运行情况 |
3.3 本章小结 |
第四章 添加外源氢异位提高沼气中CH_4含量和产量微生物群落结构变化研究 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 微生物测序过程 |
4.1.3 微生物多样性分析方法 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 间歇循环曝气提高沼气中CH_4含量和产量初步研究中微生物群落结构多样性 |
(1) 细菌和古菌稀释性曲线 |
(2) 韦恩图分析 |
(3) 古菌微生物群落结构 |
(4) 细菌群落结构变化 |
(5) 细菌和古菌基因功能特征 |
4.2.2 间歇循环曝气提高沼气中CH_4含量和产量优化研究中微生物群落结构 |
(1) 细菌和古菌稀释性曲线 |
(2) 古菌群落结构变化 |
(3) 细菌群落结构变化 |
(4) 产甲烷菌形态变化 |
4.2.3 氨氮浓度提高沼气中CH_4含量和产量工艺研究微生物群落结构变化 |
(1) 细菌和古菌稀释性曲线 |
(2) 古菌群落结构变化 |
(3) 细菌群落结构变化 |
(4) 产甲烷菌形态变化 |
(5) 微生物群落结构与环境因子关系 |
(6) 微生物不同样品间距离关系 |
4.3 本章小结 |
第五章 H_2、CH_4和CO_2气泡在静水中上浮过程的运动特性模拟及试验研究 |
5.1 模型和方法 |
5.1.1 控制方程 |
5.1.2 几何模型及网格 |
5.1.3 物理模型 |
5.1.4 试验验证装置 |
5.1.5 试验设计 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 单个CH_4气泡上浮过程中运动轨迹变化 |
(1) 气泡模拟验证 |
(2) 初始速度对单个CH_4气泡的影响 |
(3) 初始直径对单个CH_4气泡的影响 |
(4) 水温对单个CH_4气泡的影响 |
(5) 出口压力对单个CH_4气泡的影响 |
(6) 单个H_2和CO_2气泡上浮过程中运动形态变化 |
(7) 单个CH_4、H_2和CO_2气泡在静水中上浮过程直径变化 |
(8) 单个CH_4、H_2和CO_2气泡在静水中停留时间变化 |
5.2.2 CH_4、H_2和CO_2双气泡上浮过程中形态变化 |
(1) 气泡不同水平间距对CH_4双气泡在静水中上浮过程的影响 |
(2) 双气泡上浮过程中气泡融合及破碎过程流场变化 |
5.2.3 CH_4、H_2和CO_2三气泡上浮过程中形态变化 |
(1) 三个CH_4、H_2和CO_2气泡在静水中上浮运动形态变化 |
(2) 三气泡上浮过程中气泡融合及破碎过程流场变化 |
(3) 多个CH_4、H_2和CO_2气泡在静水中停留时间变化 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(3)脱硫废液在高温荒煤气中的热解特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 脱硫废液的产生 |
1.2.1 焦炉煤气脱除硫化氢的目的 |
1.2.2 HPF脱硫废液的生成 |
1.3 目前脱硫废液的处理方法 |
1.3.1 提盐法 |
1.3.1.1 蒸发结晶法 |
1.3.1.2 分步结晶法 |
1.3.1.3 离子交换法 |
1.3.1.4 膜分离法 |
1.3.1.5 沉淀法 |
1.3.2 昆帕库斯法(Compacs) |
1.3.3 希罗哈克斯法(Hirohax) |
1.3.4 配煤炼焦法 |
1.4 上升管荒煤气余热利用回收现状 |
1.4.1 上升管高温荒煤气特性 |
1.4.2 上升管汽化冷却技术回收荒煤气余热 |
1.4.3 导热油夹套技术回收荒煤气余热 |
1.4.4 换热技术回收荒煤气余热 |
1.4.5 直接利用荒煤气余热回收技术 |
1.5 脱硫废液的蒸发和热解研究 |
1.5.1 脱硫废液在荒煤气中的蒸发研究 |
1.5.1.1 液滴蒸发的数学模型 |
1.5.1.2 液滴群蒸发的分布模型 |
1.5.1.3 喷雾在流动气场中的蒸发 |
1.5.2 脱硫废液的热解研究 |
1.6 课题的选择、意义和研究内容 |
1.6.1 课题的选择和研究意义 |
1.6.2 研究内容 |
参考文献 |
第二章 脱硫废液的组成和性质 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 仪器与试剂 |
2.2.2 实验方法及实验流程 |
2.3 脱硫废液中混合盐的表征分析 |
2.3.1 脱硫废液固体混合盐的XRF分析 |
2.3.2 脱硫废液固体混合盐的XRD分析 |
2.3.3 脱硫废液固体混合盐的FT-IR分析 |
2.3.4 脱硫废液固体混合盐的SEM分析 |
2.4 脱硫废液中主要无机物与有机物组成 |
2.4.1 脱硫废液中主要无机物组成 |
2.4.2 脱硫废液中主要有机物组成 |
2.5 脱硫废液盐浓度与沸点的关系 |
2.6 脱硫废液盐的热稳定性 |
2.7 本章小结 |
参考文献 |
第三章 脱硫废液和煤共热解特性研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验装置 |
3.2.2 仪器与试剂 |
3.2.3 实验方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 热解终温对脱硫废液与煤共热解的影响 |
3.3.2 升温速率对脱硫废液与煤共热解的影响 |
3.3.3 脱硫废液掺配比例对脱硫废液与煤共热解的影响 |
3.3.4 煤的种类对脱硫废液与煤共热解的影响 |
3.3.5 脱硫废液与煤共热解时硫的迁移规律 |
3.3.6 热解动力学模型的建立 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 脱硫废液蒸发特性研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验装置 |
4.2.2 实验方法 |
4.3 数值模拟模型 |
4.3.1 模型的建立 |
4.3.2 气相模型 |
4.3.3 雾滴运动方程 |
4.3.4 雾滴蒸发方程 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 喷雾蒸发对上升管内流场的影响 |
4.4.2 荒煤气温度对蒸发的影响 |
4.4.3 喷雾流量对蒸发的影响 |
4.4.4 液滴粒径对蒸发的影响 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 单上升管热解脱硫废液基础研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 试剂和试样 |
5.2.2 实验装置 |
5.2.3 分析检测 |
5.3 脱硫废液混合盐在荒煤气中的热解特性 |
5.4 脱硫废液喷洒时间的优化 |
5.4.1 上升管中荒煤气的温度分布 |
5.4.2 喷洒时间对荒煤气温度的影响 |
5.4.3 喷洒时间对荒煤气中H2S和HCN含量的影响 |
5.5 脱硫废液喷洒位置的优化 |
5.6 脱硫废液喷洒量的优化 |
5.6.1 废液喷洒量对上升管荒煤气出口温度的影响 |
5.6.2 单上升管最大废液处理量的确定 |
5.6.3 废液喷洒量对硫氰酸铵浓度的影响 |
5.7 本章小结 |
参考文献 |
第六章 大型焦炉热解脱硫废液工艺的核心设备研制 |
6.1 引言 |
6.2 工艺流程 |
6.3 脱硫废液的精细过滤系统研制 |
6.4 脱硫废液恒压、连续输送系统开发 |
6.5 脱硫废液的喷射器及分喷射器控制系统研制 |
6.5.1 选用耐高温高压和耐高温腐蚀特种材料 |
6.5.2 定角度、精细雾化技术 |
6.5.3 高温高压防滴漏技术 |
6.5.4 介质自动切换连续喷射技术 |
6.5.5 系统自控技术 |
6.6 预热器及预热技术开发 |
6.7 上升管的高温切割和内衬砖无损伤打孔等改造设备研制 |
6.7.1 打孔技术 |
6.7.2 上升管改造 |
6.8 总控制系统研制 |
6.9 本章小结 |
参考文献 |
第七章 大型焦炉热解脱硫废液工业系统运行实践 |
7.1 前言 |
7.2 实验部分 |
7.2.1 试剂和试样 |
7.2.2 实验装置 |
7.2.3 分析检测 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 对煤气成分的影响 |
7.3.2 对焦油的影响 |
7.3.3 对脱硫液成分的影响 |
7.3.4 对生化系统的影响 |
7.3.5 对焦炭质量的影响 |
7.3.6 经济效益与技术优势 |
7.4 本章小结 |
参考文献 |
第八章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 论文主要创新点 |
8.3 展望和建议 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(4)油液黏度及压力脉动扰动下喷嘴挡板阀流致振动特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题背景及研究的目的和意义 |
1.3 流体控制阀噪声的研究概述 |
1.4 管道内非恒定流动研究概述 |
1.5 喷嘴挡板阀流场研究概述 |
1.5.1 冲击射流 |
1.5.2 钝体绕流 |
1.5.3 气穴现象 |
1.6 本文主要研究内容 |
第2章 喷嘴挡板阀流致振动数学模型 |
2.1 引言 |
2.2 液压系统压力脉动传播分析 |
2.3 喷嘴挡板阀流场分析 |
2.3.1 喷嘴挡板阀内的射流 |
2.3.2 挡板表面绕流的分离及脱落 |
2.3.3 挡板表面液流力 |
2.4 考虑侧向力的挡板组件动力学分析 |
2.5 适用于可压缩流体的流场数学模型 |
2.6 本章小结 |
第3章 油液黏度对喷嘴挡板阀流场特性影响仿真研究 |
3.1 引言 |
3.2 数值分析实施 |
3.2.1 数值分析模型 |
3.2.2 流体可压缩性仿真方法 |
3.2.3 数值分析模型的验证 |
3.3 管道的流场分析 |
3.4 油液黏度对喷嘴挡板阀流场特性的影响 |
3.4.1 不同油液黏度下的气穴演化分析 |
3.4.2 气穴演化与气体体积分数变化关系 |
3.4.3 不同油液黏度下的压力脉动分析 |
3.4.4 不同油液黏度下的挡板液流力分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 喷嘴压力脉动对喷嘴挡板阀流场特性影响仿真研究 |
4.1 引言 |
4.2 管道内压力脉动传播特性仿真研究 |
4.3 压力脉动频率对喷嘴挡板阀流场特性影响仿真研究 |
4.3.1 喷嘴不同压力脉动频率下气穴演化分析 |
4.3.2 喷嘴不同压力脉动频率下压力脉动分析 |
4.3.3 喷嘴不同压力脉动频率下挡板侧向力分析 |
4.4 压力脉动幅值对喷嘴挡板阀流场特性影响仿真研究 |
4.4.1 喷嘴不同压力脉动幅值下的气穴演化分析 |
4.4.2 喷嘴不同压力脉动幅值下的压力脉动分析 |
4.4.3 喷嘴不同压力脉动幅值下挡板侧向力分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 外界扰动对喷嘴挡板阀流致振动影响及抑制仿真研究 |
5.1 引言 |
5.2 喷嘴挡板阀的流致振动数值分析模型 |
5.2.1 挡板振动对喷嘴挡板阀流场的影响 |
5.2.2 单向流固耦合模型 |
5.3 挡板组件的流致振动特性仿真研究 |
5.3.1 油液黏度扰动下挡板组件振动分析 |
5.3.2 喷嘴压力脉动扰动下挡板组件振动分析 |
5.4 外界扰动对挡板组件流致振动抑制的仿真研究 |
5.4.1 喷嘴入口带有消振器的数值分析模型 |
5.4.2 消振器对管道内压力脉动的衰减分析 |
5.4.3 消振器对喷嘴挡板阀流场特性影响分析 |
5.4.4 消振器对喷嘴挡板阀流致振动影响分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 外界扰动对喷嘴挡板阀流场及流致振动特性影响实验研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验原理及组成 |
6.2.1 实验总体规划 |
6.2.2 气穴观测实验 |
6.2.3 测试实验 |
6.2.4 仿真与实验的一致性 |
6.3 喷嘴挡板阀气穴观测实验研究 |
6.3.1 不同油液黏度下的气穴观测 |
6.3.2 喷嘴不同压力脉动频率下的气穴观测 |
6.3.3 喷嘴不同压力脉动幅值下的气穴观测 |
6.4 测试实验研究 |
6.4.1 压力脉动特性实验 |
6.4.2 挡板组件流致振动实验 |
6.4.3 噪声实验 |
6.4.4 抑制实验 |
6.4.5 仿真与实验相对误差分析 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(5)聚光太阳能燃料转化机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 太阳能热化学研究的现状与趋势 |
1.2.1 中温太阳能热化学研究 |
1.2.2 高温太阳能热化学研究 |
1.3 室内太阳模拟器介绍 |
1.4 本文研究内容和目标 |
第2章 太阳能热化学过程能量损失分析与效率提升措施 |
2.1 引言 |
2.2 聚光太阳能热化学方法制燃料的理论效率分析 |
2.3 聚光太阳能直接热解水和二氧化碳制取燃料效率分析 |
2.3.1 二氧化碳直接热分解理论热效率分析 |
2.3.2 聚光太阳能直接热解二氧化碳理论效率分析 |
2.4 太阳能热化学循环热解二氧化碳的理论效率分析 |
2.4.1 “两步法”理想热化学循环 |
2.4.2 氧化温度对“两步法”热化学循环的影响 |
2.4.3 氧分压对“两步法”热化学循环的影响 |
2.4.4 等温“两步法”热化学循环分析 |
2.4.5 “两步法”氧化铈热化学循环效率分析 |
2.5 太阳能热化学甲烷干重整的理论效率分析 |
2.6 高温热化学效率提升瓶颈与解决措施 |
2.6.1 光线截止膜减少辐射损失 |
2.6.2 化学链方式降低除氧功耗 |
2.7 本章小结 |
第3章 太阳能甲烷重整热化学的理论与实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 太阳能甲烷重整反应系统 |
3.2.1 太阳能甲烷重整热力学性能分析 |
3.2.2 太阳能甲烷重整反应器 |
3.2.3 太阳能甲烷重整系统性能评价指标 |
3.3 甲烷重整钙钛矿催化剂的制备与性能分析 |
3.3.1 钙钛矿催化剂制备 |
3.3.2 催化剂性能实验研究 |
3.3.3 催化剂的表征 |
3.3.4 太阳能甲烷重整钙钛矿催化剂系统性能理论分析 |
3.3.5 本节小结 |
3.4 甲烷重整反应器的设计与理论研究 |
3.4.1 反应器设计准则 |
3.4.2 反应器优化措施 |
3.5 反应器数值模拟 |
3.5.1 系统光学模拟 |
3.5.2 反应器流场 |
3.5.3 反应器温度场 |
3.5.4 反应器化学场 |
3.5.5 反应器理论性能分析 |
3.5.6 本节小结 |
3.6 甲烷重整反应器的实验研究 |
3.6.1 反应器性能测试实验平台 |
3.6.2 反应器性能测试原理 |
3.6.3 主要实验步骤 |
3.6.4 运行参数对系统性能的影响 |
3.7 本章小结 |
第4章 太阳能热化学循环的理论与实验研究 |
4.1 引言 |
4.2 太阳能高温热化学循环理论研究 |
4.2.1 反应器的理论效率研究 |
4.2.2 新型除氧方式探究 |
4.2.3 本节小结 |
4.3 高温热化学反应器的设计与优化研究 |
4.3.1 反应器设计准则 |
4.3.2 反应器优化分析 |
4.3.3 反应器初步设计 |
4.4 高温热化学反应器的实验研究 |
4.4.1 多孔氧化铈材料制备 |
4.4.2 反应器性能测试实验平台 |
4.4.3 主要实验步骤 |
4.4.4 实验结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 通用太阳模拟器的设计与建造 |
5.1 引言 |
5.2 通用太阳模拟器的设计目标与用途 |
5.2.1 太阳模拟器的设计目标 |
5.2.2 太阳模拟器设计用途 |
5.3 太阳模拟器的设计与优化方法 |
5.3.1 太阳模拟器灯阵设计 |
5.3.2 太阳模拟器积分器与准直镜设计 |
5.4 太阳模拟器部件加工与安装 |
5.4.1 太阳模拟器反光镜加工 |
5.4.2 太阳模拟器灯阵安装 |
5.4.3 太阳模拟器积分器与准直镜安装 |
5.5 太阳模拟器性能测试 |
5.5.1 太阳模拟器点聚光部分性能测定 |
5.5.2 平行光场性能测定 |
5.6 本章小结 |
第6章 通用太阳能模拟平台的两个应用研究 |
6.1 引言 |
6.2 难熔金属熔化与超高温标定实验研究 |
6.2.1 高温测试实验平台简介 |
6.2.2 超高温度测量方法 |
6.2.3 金属熔化实验流程 |
6.2.4 金属片温度分布的数值模拟 |
6.2.5 实验结果分析 |
6.2.6 超高温标定可行性分析 |
6.2.7 本节小结 |
6.3 槽式集热器相似性准则分析 |
6.3.1 槽式集热器模型 |
6.3.2 槽式集热管的控制方程与边界条件 |
6.3.3 槽式集热器的相似准则和量纲分析 |
6.3.4 集热管太阳能流分布 |
6.3.5 数值模型验证 |
6.3.6 无量纲缩放模型性能分析 |
6.3.7 基于太阳模拟器的室内槽式集热器实验 |
6.3.8 本节小结 |
6.4 本章小结 |
第7章 全文总结和展望 |
7.1 论文的主要成果 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
作者简历 |
已发表的学术论文 |
申请或已获得的专利 |
参加的研究项目及获奖情况 |
(6)生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟及全生命周期碳足迹研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 生物质及生物质能 |
1.3 生物质制液体燃料转化技术发展现状 |
1.3.1 生物质制液体燃料技术概述 |
1.3.2 生物质生物发酵法制醇类燃料技术 |
1.3.3 生物质气化合成液体燃料技术 |
1.3.4 生物质快速热解提质制液体燃料技术 |
1.3.5 生物质制备液体燃料三种技术路线对比 |
1.4 产品碳足迹及其评价方法 |
1.4.1 温室气体及其全球变暖潜值当量因子 |
1.4.2 碳足迹概念演变 |
1.4.3 产品碳足迹核算方法 |
1.5 生命周期评价方法 |
1.5.1 生命周期评价方法介绍 |
1.5.2 生命周期评价在生物质能转化领域应用 |
1.6 课题的研究背景、目的、思路及内容 |
1.6.1 课题的研究背景与目的 |
1.6.2 课题的研究思路与内容 |
1.7 本章小结 |
第二章 生物质定向热解制多元醇系统设计和评价指标构建 |
2.1 引言 |
2.2 化工系统分析与集成基础理论 |
2.3 生物质定向热解制多元醇燃料工艺原理 |
2.4 生物质定向热解制多元醇燃料工艺系统设计 |
2.4.1 生物质快速热解制生物油子系统 |
2.4.2 油相生物油化学链制氢子系统 |
2.4.3 水相生物油超临界甲醇酯化-两级低中温催化加氢子系统 |
2.5 生物质定向热解制多元醇燃料系统主要过程单元及其模拟模型 |
2.5.1 生物质干燥过程单元及其模拟模型 |
2.5.2 生物质快速热解过程及其模拟模型 |
2.5.3 燃料燃烧过程及其模拟模型 |
2.5.4 铁基载氧体化学链制氢主要反应过程及其模拟模型 |
2.5.5 水相生物油提质过程模拟模块确定 |
2.5.6 CO_2、H_2与水蒸汽分离与压缩单元 |
2.5.7 流体压缩和蒸汽透平做功过程 |
2.5.8 产物分离提纯过程单元 |
2.6 生物质定向热解制多元醇工艺系统评价指标构建 |
2.6.1 产物产率指标 |
2.6.2 化学链制氢子系统性能指标 |
2.6.3 产品工艺系统能源利用指标 |
2.7 本章小结 |
第三章 生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟研究 |
3.1 引言 |
3.2 惰性载热体自热式生物质快速热解制生物油子系统流程模拟 |
3.2.1 生物质原料与生物油组分数据信息 |
3.2.2 生物质快速热解制备生物油子系统过程模拟 |
3.3 油相生物油铁基载氧体化学链制氢子系统工艺流程模拟 |
3.3.1 化学链制氢反应过程影响因素分析 |
3.3.2 化学链制氢子系统运行方案确定 |
3.3.3 油相生物油铁基载氧体化学链制氢子系统流程模拟 |
3.4 水相生物油超临界甲醇酯化-两级催化加氢制多元醇子系统流程模拟 |
3.4.1 水相生物油超临界甲醇酯化-两级催化加氢制多元醇子系统模拟流程 |
3.4.2 水相生物油超临界甲醇酯化-两级低中温催化加氢制多元醇子系统模拟结果 |
3.5 生物质定向热解制多元醇工艺系统性能评价 |
3.5.1 生物质定向热解制多元醇工艺系统碳元素代谢分析 |
3.5.2 生物质定向热解制多元醇工艺系统性能指标计算 |
3.6 本章小结 |
第四章 生物质基多元醇燃料全生命周期碳足迹评价模型 |
4.1 引言 |
4.2 产品LCA模型建立涉及的概念与规则说明 |
4.2.1 产品LCA模型建立涉及的概念界定 |
4.2.2 产品LCA模型建立涉及的计算规则说明 |
4.3 产品LCA模型组成与建立 |
4.3.1 产品LCA模型组成 |
4.3.2 LCA基础计算模型建立 |
4.3.3 多元醇和氢气产品LCA计算模型建立 |
4.4 本章小结 |
第五章 生物质基多元醇燃料全生命周期碳足迹研究 |
5.1 引言 |
5.2 LCA目的与范围确定 |
5.3 产品生命周期数据清单 |
5.3.1 共生产品负荷分配方法 |
5.3.2 产品生命周期数据清单分析 |
5.4 产品生命周期碳足迹研究 |
5.4.1 氢气产品生命周期碳足迹分析 |
5.4.2 多元醇产品全生命周期碳足迹分析 |
5.4.3 氢气和多元醇产品生命周期数据敏感性分析 |
5.4.4 不同氢气生产工艺供氢对多元醇生命周期化石能耗与碳足迹影响 |
5.4.5 剩余氢气产品替代对多元醇生命周期化石能耗与碳足迹影响 |
5.5 不同工艺路线生物质基液体燃料生命周期碳足迹分析 |
5.5.1 典型生物质基液体燃料生产技术路线 |
5.5.2 几种典型生物质基液体燃料生命周期碳足迹分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 全文总结及展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 论文创新点 |
6.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
作者简历 |
攻读博士学位期间学术成果 |
(7)冬季热电联供的和双压力蒸发的氨水动力循环性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 卡林纳循环流程改进和对热力性能的热力学优化研究 |
1.2.2 工质物性计算研究 |
1.2.3 动力/制冷/供热复合循环的研究 |
1.2.4 卡林纳循环的应用研究 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 氨水动力循环的热力学基础 |
2.1 氨水混合工质热物性状态参数计算模型编制 |
2.1.1 氨水溶液Schulz状态方程 |
2.1.2 PR(Peng-Robinson)方程 |
2.1.3 不同已知条件下氨水混合工质方程的求解方法 |
2.1.4 编程计算中注意的问题 |
2.2 卡林纳循环数学模型及热力学分析 |
2.2.1 三压力卡林纳循环工作原理 |
2.2.2 卡林纳循环基础数学模型与热力过程求解 |
2.3 本章小结 |
第三章 热电联供的卡林纳-氨水朗肯循环组合系统模型 |
3.1 AWKRC循环流程 |
3.2 AWKRC循环能分析 |
3.2.1 基本假设 |
3.2.2 循环的计算过程 |
3.2.3 循环的热力计算模型 |
3.2.4 循环性能的评价准则 |
3.3 AWKRC循环的?分析 |
3.3.1 ?分析的基本概念 |
3.3.2 循环各部件的?分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 卡林纳-氨水朗肯循环组合系统热力学分析 |
4.1 卡林纳循环参数优化与性能分析 |
4.1.1 基本浓度与工作浓度 |
4.1.2 循环倍率 |
4.1.3 蒸发器工质露点温度 |
4.2 朗肯循环的性能分析 |
4.3 AWKRC性能分析 |
4.3.1 AWKRC状态点参数 |
4.3.2 工质与热源和冷源的传热温差曲线 |
4.3.3 能流图 |
4.4 AWKRC?分析 |
4.4.1 卡林纳循环?分析 |
4.4.2 氨水朗肯循环?分析 |
4.4.3 AWKRC各设备?分析 |
4.4.4 AWKRC各设备?流图 |
4.5 本章小结 |
第五章 双压力蒸发卡林纳循环 |
5.1 串联双压力蒸发卡林纳循环(DPV-KC) |
5.2 DPV-KC系统性能分析模型 |
5.3 DPV-KC系统参数优化与性能分析 |
5.3.1 浓度的优化 |
5.3.2 第一蒸发器蒸发参数的确定 |
5.3.3 循环状态参数 |
5.4 DPV-KC系统与卡林纳循环的性能对比 |
5.4.1 卡林纳循环的参数优化 |
5.4.2 DPV-KC与卡林纳循环随热源温度变化的性能比较 |
5.5 串并联双压力蒸发卡林纳循环(DPV-KC2)流程和计算模型 |
5.6 DPV-KC2 系统性能分析 |
5.6.1 工作浓度与基本浓度 |
5.6.2 蒸发器参数 |
5.6.3 DPV-KC2 综合寻优 |
5.6.4 循环热力性能比较 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 主要研究结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间科研成果 |
(8)高温共电解水和二氧化碳合成甲烷反应特性与系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 不同电储能技术的特点 |
1.3 不同电解池技术的特点 |
1.4 固体氧化物电解池电制气储能 |
1.4.1 基本工作原理 |
1.4.2 发展历程简介 |
1.4.3 可逆化操作 |
1.4.4 能量转换过程 |
1.5 SOEC共电解H_2O/CO_2 合成甲烷研究现状 |
1.5.1 SOEC界面电化学反应机理研究现状 |
1.5.2 SOEC单元产物定向调控与动态特性研究现状 |
1.5.3 SOEC电制气储能系统集成研究现状 |
1.5.4 研究存在的主要问题 |
1.6 论文研究思路及研究内容 |
第2章 图案电极电化学反应机理研究 |
2.1 本章引论 |
2.2 图案电极CO2/CO电化学反应机理 |
2.2.1 实验介绍 |
2.2.2 电化学反应动力学参数 |
2.2.3 反应速率控制步骤分析 |
2.2.4 图案电极基元反应模型 |
2.2.5 图案电极CO2/CO电化学反应机理 |
2.3 图案电极H2O/H2 电化学反应机理 |
2.3.1 电化学反应动力学参数 |
2.3.2 反应速率控制步骤分析 |
2.3.3 图案电极基元反应模型 |
2.3.4 图案电极H2O/H2 电化学反应机理 |
2.4 本章小结 |
第3章 管式单元共电解H_2O/CO_2 定向合成CH4研究 |
3.1 本章引论 |
3.2 管式SOEC常压共电解H_2O/CO_2 直接合成CH4实验测试 |
3.2.1 工作温度和组分对电化学性能的影响 |
3.2.2 工作温度和组分对甲烷生成特性的影响 |
3.3 管式SOEC多物理场建模 |
3.3.1 管式单元模型计算域与假设 |
3.3.2 电化学反应动力学和电荷守恒方程 |
3.3.3 多相催化反应动力学和质量守恒方程 |
3.3.4 动量守恒方程 |
3.3.5 能量守恒方程 |
3.3.6 方程求解域和边界条件 |
3.3.7 模型参数、校准和验证 |
3.3.8 管式SOEC内部的基本分布情况 |
3.4 管式SOEC共电解H_2O/CO_2 直接合成CH4的热流设计 |
3.4.1 流动模式对管式SOEC温度分布和甲烷生成的影响 |
3.4.2 热流设计的实验验证 |
3.4.3 入口气流温度对甲烷生成的影响 |
3.5 加压管式共电解H_2O/CO_2 直接合成CH |
3.5.1 加压管式单元反应器 |
3.5.2 加压管式单元实验测试系统 |
3.5.3 实验步骤及内容 |
3.5.4 工作压力对电化学性能的影响 |
3.5.5 工作压力对甲烷生成特性的影响 |
3.6 中温管式SOEC共电解H_2O/CO_2 直接合成CH |
3.6.1 中温管式SOEC模型的实验验证 |
3.6.2 LSGM和 ZrO2材料体系管式SOEC对比 |
3.6.3 中温管式SOEC的热中性运行 |
3.6.4 中温管式SOEC热流设计优化 |
3.6.5 中温管式SOEC的加压化运行 |
3.7 本章小结 |
第4章 管式单元共电解H_2O/CO_2 动态特性研究 |
4.1 本章引论 |
4.2 管式单元动态特性实验 |
4.2.1 实验介绍 |
4.2.2 管式单元动态特性 |
4.3 管式单元动态模型分析 |
4.3.1 动态模型验证 |
4.3.2 电压阶跃变化的影响 |
4.3.3 入口气体阶跃变化的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 可再生能源电力制取CH4储能系统能效优化研究 |
5.1 本章引论 |
5.2 可再生能源电力合成甲烷储能系统建模 |
5.2.1 电解池模块 |
5.2.2 甲烷化反应器模块 |
5.2.3 换热器模块 |
5.2.4 压缩机/透平模块 |
5.2.5 其他模块 |
5.2.6 系统示意图 |
5.2.7 ?的计算 |
5.3 路线1:不同电解技术的能效对比分析 |
5.4 路线1 和路线2 的对比:不同SOEC电解模式的系统能效分析 |
5.4.1 电流密度的影响 |
5.4.2 工作温度的影响 |
5.4.3 工作压力的影响 |
5.5 路线3:SOEC共电解H_2O/CO_2 一步甲烷化的系统能效分析 |
5.5.1 等温型SOEC一步甲烷化反应器 |
5.5.2 温度梯度型SOEC一步甲烷化反应器 |
5.6 本章小结 |
第6章 风电与天然气融合的储能发电系统供能稳定性研究 |
6.1 本章引论 |
6.2 风电与天然气融合的分布式储能发电系统动态仿真建模 |
6.2.1 风电模块和用户负荷模块 |
6.2.2 可逆固体氧化物电解池堆模块 |
6.2.3 锂离子电池储能模块 |
6.2.4 燃气内燃机模块 |
6.2.5 系统动态仿真平台 |
6.2.6 系统评价参数的定义 |
6.3 RSOC的负荷跟随特性与分级调节 |
6.4 不同风电装机容量融入的系统供能稳定性 |
6.5 集成不同储能技术的系统供能稳定性 |
6.6 可再生能源与天然气的融合互补储能策略 |
6.6.1 风电分配模式的影响 |
6.6.2 RSOC和锂离子电池联合储能 |
6.7 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 主要特色及创新点 |
7.3 工作建议与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 图案电极基元反应建模方法 |
A.1 模型假设 |
A.2 基元反应与电荷转移反应动力学 |
A.3 电荷传递和质量传递 |
A.4 边界条件和模型求解 |
参考文献 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(9)太阳能吸收制冷与蒸汽压缩空调耦合循环机理与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景与现状 |
1.2.1 太阳能驱动溴化锂吸收式制冷 |
1.2.2 风冷溴化锂吸收式制冷 |
1.2.3 吸收式/蒸汽压缩式耦合系统 |
1.2.4 太阳能空调系统中溴化锂浓度差蓄冷 |
1.3 问题分析与研究思路 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第二章 吸收式与蒸汽压缩式耦合循环构建与分析 |
2.1 单效风冷绝热吸收式制冷循环 |
2.1.1 循环原理 |
2.1.2 绝热吸收与传统吸收过程比较 |
2.1.3 风冷绝热吸收制冷循环特性分析 |
2.2 风冷吸收式与蒸汽压缩式过冷却耦合循环 |
2.2.1 过冷却耦合循环原理 |
2.2.2 循环特点分析 |
2.3 风冷吸收式与蒸汽压缩式复叠耦合循环 |
2.3.1 复叠耦合循环原理 |
2.3.2 循环特点分析 |
2.4 蒸汽压缩式热泵驱动溴化锂浓度差蓄冷/制冷循环 |
2.4.1 浓度差蓄冷循环的冷热源温度匹配关系 |
2.4.2 蒸汽压缩式热泵驱动浓度差蓄冷循环构建 |
2.4.3 冷热量平衡分析 |
2.4.4 循环特点分析 |
2.5 性能评价指标 |
2.6 本章小结 |
第三章 吸收式与蒸汽压缩式耦合循环理论模型 |
3.1 风冷绝热吸收式制冷循环 |
3.1.1 数学模型建立 |
3.1.2 物性程序与边界条件 |
3.1.3 计算流程 |
3.2 蒸汽压缩式制冷循环 |
3.3 传热系数 |
3.3.1 管内传热系数 |
3.3.2 管外传热系数 |
3.4 吸收式/蒸汽压缩式耦合制冷循环 |
3.5 蒸汽压缩式热泵驱动溴化锂浓度差蓄冷循环 |
3.6 本章小结 |
第四章 风冷绝热吸收式制冷循环实验研究及循环改进 |
4.1 风冷吸收式制冷系统实验与结果分析 |
4.1.1 实验装置 |
4.1.2 测试系统 |
4.1.3 稳态试验与结果分析 |
4.1.4 模型校验 |
4.2 风冷吸收式制冷循环改进 |
4.2.1 引入绝热闪蒸流程的风冷吸收式制冷循环 |
4.2.2 结构设计 |
4.3 改进后风冷吸收式制冷系统性能测试与分析 |
4.3.1 实验流程 |
4.3.2 环境温度影响 |
4.3.3 热水进口温度影响 |
4.3.4 实际工作环境模拟实验 |
4.3.5 结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 吸收制冷与蒸汽压缩式耦合空调系统实验研究 |
5.1 复叠耦合循环实验研究 |
5.1.1 实验系统设计 |
5.1.2 结果分析与讨论 |
5.2 热泵/太阳能驱动浓度差蓄冷/制冷循环与系统设计 |
5.2.1 循环流程设计 |
5.2.2 系统设计 |
5.3 蒸汽压缩式热泵驱动浓度差蓄冷循环实验研究 |
5.3.1 实验系统 |
5.3.2 热泵驱动溴化锂浓度差蓄冷过程实验 |
5.3.3 冷量释放实验 |
5.4 本章小结 |
第六章 太阳能吸收式及其与热泵耦合系统性能分析与优化 |
6.1 太阳能驱动风冷吸收式制冷循环 |
6.1.1 冷却温度 |
6.1.2 蒸发温度 |
6.1.3 集热器匹配与参数优化 |
6.2 过冷却与复叠耦合系统性能分析与优化 |
6.2.1 过冷却耦合系统性能分析 |
6.2.2 复叠耦合系统性能分析 |
6.2.3 两种耦合系统性能比较与参数优化 |
6.3 蒸汽压缩热泵驱动浓度差蓄冷系统分析与优化 |
6.3.1 冷热量匹配与系统性能 |
6.3.2 热泵循环工作参数优化 |
6.3.3 吸收式循环工作参数优化 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 研究内容总结 |
7.2 论文创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表论文、申请专利和获奖 |
(10)电泵气举耦合举升设计及智能调参方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 研究现状及存在问题 |
1.2.1 气举电泵单举升研究现状 |
1.2.2 气举电泵组合举升研究现状 |
1.2.3 电泵生产调节研究现状 |
1.3 论文主要研究内容 |
1.4 技术路线 |
第2章 耦合举升数学模型研究 |
2.1 组合举升系统描述 |
2.1.1 气举-电泵组合举升系统 |
2.1.2 电泵-电泵组合举升系统 |
2.2 耦合举升数学模型 |
2.2.1 储层流入动态 |
2.2.2 井筒温度计算 |
2.2.3 井筒压力计算 |
2.3 耦合模型求解 |
2.3.1 模型求解约束条件 |
2.3.2 模型求解方法步骤 |
2.4 本章小结 |
第3章 组合举升生产参数设计方法研究 |
3.1 电泵-电泵组合举升生产参数设计 |
3.2 气举-电泵组合举升生产参数设计 |
3.2.1 利用外来气的气举-电泵组合举升设计方法 |
3.2.2 利用本井气的气举-电泵组合举升设计方法 |
3.3 本章小结 |
第4章 组合举升智能调参方法研究 |
4.1 电泵-电泵组合举升智能调参研究 |
4.2 气举-电泵组合举升智能调参研究 |
4.3 本章小结 |
第5章 软件编制及计算分析 |
5.1 软件编制 |
5.2 软件功能设计 |
5.3 计算分析 |
5.3.1 组合举升节能分析 |
5.3.2 组合举升提高产液量分析 |
5.3.3 组合举升适应地层能量变化分析 |
5.3.4 电泵-电泵井智能调参 |
5.3.5 气举-电泵井智能调参 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
四、间歇循环制气中泵出口压力调节系统的改进(论文参考文献)
- [1]太阳能氨水再吸收多重回热式热泵循环机理与实验研究[D]. 贾腾. 上海交通大学, 2020(02)
- [2]添加外源氢异位提高沼气中甲烷含量和产量的方法与模拟研究[D]. 李政伟. 北京化工大学, 2020
- [3]脱硫废液在高温荒煤气中的热解特性研究[D]. 李超. 太原理工大学, 2020
- [4]油液黏度及压力脉动扰动下喷嘴挡板阀流致振动特性研究[D]. 陈猛. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [5]聚光太阳能燃料转化机理研究[D]. 金健. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2019(08)
- [6]生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟及全生命周期碳足迹研究[D]. 衡丽君. 东南大学, 2019
- [7]冬季热电联供的和双压力蒸发的氨水动力循环性能研究[D]. 张治. 东南大学, 2018(05)
- [8]高温共电解水和二氧化碳合成甲烷反应特性与系统研究[D]. 罗宇. 清华大学, 2018(04)
- [9]太阳能吸收制冷与蒸汽压缩空调耦合循环机理与实验研究[D]. 陈金峰. 上海交通大学, 2018(01)
- [10]电泵气举耦合举升设计及智能调参方法研究[D]. 阚唱轩. 中国石油大学(北京), 2018(01)