一、新型清洁燃料——二甲醚(论文文献综述)
于凡[1](2021)在《燃料特性对双燃料发动机燃烧及排放的影响》文中研究指明为保障国家的能源安全,我国积极实施能源多元化战略来调整能源结构、构建多种能源形式相互转化的体系,同时为应对超高效率、近零排放的需求,针对内燃机先进燃烧模式的特点应用与之匹配的清洁替代燃料实现高效清洁燃烧势在必行。本文采用热力学试验和模拟仿真的手段研究了煤基合成柴油/汽油双燃料发动机的燃烧过程及污染物生成历程,并与传统石化柴油/汽油双燃料发动机进行了对比。针对煤基合成柴油/汽油双燃料发动机存在的问题,进一步采用正丁醇和聚甲基二甲醚(PODE)两种含氧燃料作为煤基合成柴油的添加剂调整直喷燃料理化特性探索其降低污染物排放的潜力。并通过燃料特性与燃烧边界条件协同控制探索含氧燃料添加剂对于降低双燃料发动机污染物的潜力。主要研究内容及结论如下:(1)通过仿真计算的手段研究了煤基合成柴油作为直喷燃料对双燃料喷射发动机燃烧及排放的影响规律。结果表明,直喷煤基合成柴油能在传统石化柴油的基础上继续提高热效率。此外在煤基合成柴油/汽油发动机的燃烧过程中存在明显高反应活性燃料的预混压燃和低反应活性燃料的多点自燃为主导的两阶段燃烧现象。在双喷射模式下直喷煤基合成柴油相较直喷柴油的燃烧持续期更短、低反应活性燃料的多点自燃占比更大,微粒排放量高于传统石化柴油,NOx排放量低于传统石化柴油。在煤基合成柴油/汽油双燃料发动机热效率最高的汽油比例下,提前直喷燃料的喷油正时使得第二阶段放热逐渐占据主导,指示热效率提高,NOx排放量明显升高,微粒排放量变化不大。(2)在仿真计算的基础上,试验研究了在煤基合成柴油中添加正丁醇和聚甲基二甲醚对双燃料喷射发动机燃烧及排放的影响规律。结果表明,在双燃料发动机上使用正丁醇和聚甲基二甲醚作为直喷燃料添加剂均可以有效降低污染物排放量,其中添加聚甲基二甲醚后微粒、NOx和HC排放均有所降低。添加正丁醇后微粒和CO排放量降低,其中降低微粒效果比聚甲基二甲醚更明显,NOx变化不大。(3)在研究直喷燃料中正丁醇掺混比对污染物生成的影响规律时发现,随直喷燃料中正丁醇掺混比增加,HC排放略微增加、NOx排放增加、CO和微粒排放降低。(4)通过燃料特性和燃烧边界条件协同控制探索高效清洁燃烧时发现,喷油正时6.5℃ABTDC~7℃ABTDC、直喷燃料中正丁醇掺混比25%~30%区域为最优区域。在此区域内指示热效率超过52%,压力升高率低于15 bar/°CA,与相同喷油正时的煤基合成柴油相比,在微粒质量浓度降低50%~55%、CO排放量降低10%~20%、HC排放量增加20%~25%,NOx增加40%~45%。
蒋状[2](2021)在《燃油喷射参数对柴油机燃用不同含氧燃料燃烧及排放影响研究》文中研究指明内燃机给人类的工作生活方式带来巨大便利的同时也带来了环境治理的压力和能源危机。含氧燃料作为极具发展潜力的清洁代用燃料因其良好的物理化学性质受到相关学者的关注与研究。本文从相同含氧量、不同含氧官能团的酯类(DMC)和醚类(PODE)含氧添加剂入手,结合燃油的喷射参数,研究不同类型的含氧燃料在不同喷射参数的条件下,含氧燃料自身含有氧原子以及不同的含氧官能团在优化缸内燃烧状况以及使碳烟排放下降的潜力,以实现高效可靠的压燃模式。并利用正交试验方法得到了试验数据,建立了NOx和soot关于喷油参数的回归模型,并结合多目标粒子群优化,探索优化后的NOx和soot排放。研究结果如下:在柴油中加入PODE会使缸内压峰值和瞬时放热率峰值相比于纯柴油后有所降低,而添加DMC却使二者均升高,使用PODE作为含氧燃料添加剂相比于DMC会使NOx略有降低,两种含氧燃料均使soot降低。相同条件下,PODE降低soot的幅度更大。在添加含氧燃料后,核膜态颗粒物数量浓度峰值会增加,但积聚态颗粒物数量浓度峰值,颗粒物质量量浓度、GMD降低,颗粒物会偏向小粒径方向。添加PODE相比于添加DMC的颗粒物质量浓度和GMD进一步降低,即PODE在降低颗粒物的潜力更大。结合改变喷油策略,发现单次喷射时,适当早喷或晚喷以及提高喷油压力均会使三种燃料的soot排放和颗粒的质量浓度降低,颗粒物偏向小粒径,但同时会升高NOx和颗粒物的数量浓度。在采用带有预喷策略的两次喷油策略下,发现预喷油量占比小以及主-预喷间隔的大的条件下,会更利于碳烟和NOx的排放,提高预喷油量占比会使积聚态颗粒物数浓度峰值、总颗粒物质量浓度和GMD增加,而核膜态颗粒物数浓度的降低。在增加主-预喷之间的间隔条件下,会使三种燃料的积聚态颗粒物的峰值降低,而核膜态颗粒物的峰值增加。使用含氧燃料PODE柴油添加剂条件下,进行了四种喷油参数的五水平因素正交试验,利用正交试验结果建立了关于NOx和soot的回归模型,发现正交试验结果与回归模型得到的标准化残差都在(-2,2)之间,R-sq为99.0%和94.3%,即模型是可靠的。利用粒子群算法,找到了NOx和soot的两目标优化模型的帕累托前端。得到了在此工况下能获得最低的NOx排放浓度为95.98ppm、soot排放最低为0.56mg/cm3,二者相对折衷的NOx和soot值分别239.76ppm为1.87mg/cm3。
司传煜[3](2021)在《环境规制、政府扶持与工业企业发展 ——以中国煤化工行业为例》文中研究表明政府政策对产业发展的影响一直是国内外学术研究的重点领域。按照政策初衷划分,政府政策大体可以分为鼓励类政策和抑制类政策。其中,鼓励类政策多见于我国的各类产业政策,抑制类措施以化解产能过剩和防治污染为主。两类政策初衷迥异,影响机制比较复杂,如何理解复杂组合下的政府政策对产业发展的影响,是本研究的出发点和落脚点。煤化工行业的演化历史,与中国工业化进程和各类政府政策都密切相关。近年来,产业扶持类政策、环保政策等政府政策均有涵盖到煤化工业,为在统一框架下分析不同类政府政策影响机制提供了合适的研究样本。本文以煤化工业为例,从理论和实证层面深入探讨了政府政策如何影响工业企业发展,共分为七章。第一章是引言,主要内容是给出当前的选题背景及意义,主要的创新点和技术路线图。第二章是文献综述,主要内容是通过梳理现有文献找到现有研究的不足并确定研究起点。研究发现,对于产业政策和环境规制对行业发展的影响尚未形成一致观点,这与产业异质性、区域发展水平和阶段性差异等因素密切相关。第三章是我国煤化工业发展历程中的政策演变及影响,通过对我国传统煤化工的发展历史和不同阶段产业政策演变进行归纳性梳理,得到如下启示:(1)我国煤化工产业经历了引进—吸收—改进—再创新的发展历程,在技术和装备方面均较初期的依赖进口有巨大进步,自主创新能力不断加强,目前进入到由传统煤化工向新型煤化工转型的阶段。(2)当前我国煤化工产业仍处于转型初期,未来发展仍然面临诸多挑战和机遇。第四章是环境规制对煤化工企业的影响机制研究,构建政府部门、治污企业、排污企业之间的博弈模型,分析博弈过程和博弈结果。在长期随着环境规制强度的提升,排污企业成本上升、市场份额缩减,治污企业获得更好的发展。依据理论结果进一步构建计量模型,用实证的方法考察政府部门环境规制强度、企业环保行为和煤化工企业发展之间的关系。研究发现,在环境规制较弱时,由于环保设备投资额大、回报周期长等原因,环保表现好的大型企业难以获得良好的市场表现,而环保表现一般的中小型企业由于成本较低能够获得更高的收入和利润;当政府部门加强环境规制,在全国范围内实施中央环保督察以后,对环保方面表现好的大型煤化工企业发展有显着的正向影响,但加大了环保方面表现一般的中小型企业的压力,对其收入和利润有显着的负向影响。第五章的重点是研究政府扶持对煤化工企业发展的影响。本部分构建计量模型实证考察参与煤化工示范项目对企业研发创新活动和转型升级的具体影响。首先,从国家发展和改革委员会、国家能源局、国家工信部网站、上市公司年报、上市公司和试点地区的新闻报道等多种渠道获取信息确定企业是否参与煤化工示范项目及参与时间,尽可能全面地搜集参与煤化工示范项目的企业信息,形成政府扶持(示范项目)的变量数据;其次,实证检验政府扶持(示范项目)对煤化工企业研发创新活动(用研发投入占营业收入的比重衡量)的影响;最后,实证检验政府扶持(示范项目)对煤化工企业转型升级(用全要素生产率衡量)的影响。研究发现:一方面,若样本企业参与了煤化工示范项目,将投入更多的经费用于支持研发创新活动,而且对申请专利数量有显着的正向影响;另一方面,由于转型升级是个长期过程,企业参与煤化工示范项目对全要素生产率的影响具有滞后性,滞后3期时有显着的正向影响。第六章是世界煤化工行业发展历史及政策经验,研究表明全球煤化工产业和经历了兴衰起伏,当前仍处于不断优化升级的过程中,尤其是未来在全球环保共识不断提升的情况下,新煤化工产业未来将遇到环保标准的巨大考验。目前,南非、美国、日本和欧盟均出台了一系列扶持煤化工行业走向高端化的政策。值得我国借鉴的是,国家未来可持续的能源发展战略规划应当立足于本国的能源现状和产业结构调整方向,选择最适宜本国中长期发展的战略方案,并能够有计划的持续下去,鼓励技术创新和人才培养,才能在满足国内能源需求的基础上,实现经济的发展和社会的进步。第七章是研究结论与政策建议,总结了本文的三点主要研究结论。分别是:(1)国内外煤化工产业的发展都离不开产业政策的支持。未来,清洁能源是全球各国发展的重点,中国“碳达峰、碳中和”的战略目标对煤化工业走向产业高端化提出了更高的要求。(2)阶段性的环保政策不会显着影响市场效率和减少排污,只有强力且持续的环保政策才会加强企业的治污行为,让环境友好型企业获得更好的发展前景。(3)政府扶持政策通过鼓励企业增加科技研发投资来提高企业生产率,从而促进产业转型升级,但这种影响有比较明显的滞后效应,对产业政策的正面影响要同时有信心和耐心。
李晓光,肖松[4](2021)在《清洁燃料二甲醚的燃烧特性研究》文中指出通过对二甲醚燃烧特性研究,获得了二甲醚低位发热值、燃烧理论空气量与烟气量及理论燃烧温度。通过与其他三种传统燃气液化石油气、天然气以及发生炉煤气对比,二甲醚作为新型清洁能源具有燃烧温度高、燃烧理论空气量及烟气量低的特点,为二甲醚替代传统燃料用于燃烧系统提供了理论依据。
王式兴[5](2020)在《压力条件下气体火焰燃烧特性的热流量法测量及机理研究》文中研究指明在化石燃料的气化利用过程中,由于原料的不同及气化方式的差异,气体燃料的组成存在着很宽的变化范围,如煤和生物质气化气的主要成分为氢气和一氧化碳,甲烷还包含氮气和二氧化碳等稀释气体。燃气组成的不确定性对燃烧室设备稳定运行和高效清洁燃烧提出了更高的要求。同时,发展多种高效燃烧方式如富氧燃烧结合CO2捕集与排放技术,燃气轮机贫预混稀薄燃烧技术对降低碳排放,控制污染物生成具有重要意义。化石燃料气化气还可以进一步合成为各种清洁替代能源,这其中,发展醇醚类含氧燃料和氨气无碳燃料对海陆空运输及电力生产具有重要意义。实际的工业燃烧设备包括燃气轮机,内燃机和增压锅炉等多为高温高压的燃烧环境。涉及到燃烧稳定性的燃料组分的变化,回火,熄火,自点火现象和高压下的可燃极限与预混火焰的固有参数层流火焰速度密切相关。为了进一步增加对不同燃料燃烧特性的了解,开展高压下实验室尺度的基础层流燃烧特性研究可以为机理发展和燃烧器设计提供实验基础。同时测量污染物的排放特性有利于选择合适的操作区间,对新型替代燃料在工业燃烧设备中的应用提供理论指导。本文搭建了高压层流燃烧试验台,结合光学测量方法,烟气测量方法和数值模拟手段对不同燃料和燃烧方式在压力条件下的层流燃烧特性进行了系统性的研究。首先,搭建了基于热流量炉的高温高压层流燃烧试验台,用于获得高压下一维绝热无拉伸平面火焰。首先研究了甲烷在高压下的富氧燃烧特性,测量了0.5MPa下的CH4/O2/N2和CH4/O2/CO2的层流火焰速度,系统研究了压力当量比,氧含量和二氧化碳稀释对层流火焰速度的影响。当前实验测量结果与文献值以及模拟结果具有良好的一致性,验证了高压试验台的可靠性。接着用一维火焰模型分析了CO2稀释的热扩散和化学反应作用。在常压和高压情况下,由CO2稀释导致的层流火焰速度降低,热扩散效应在起主要作用。然后用实验获得的火焰速度拟合了压力幂指数β,可以预测更高压力下的火焰速度,结果表明β随着氧摩尔分数的增加而增加。并且观察到压力幂指数在富燃区的先增加后减小行为和超绝热火焰温度现象,表示了富燃区反应路径发生变化。其次,研究了合成气贫燃高压层流燃烧特性及荧光测量。为了抑制细胞火焰,在O2/He氧化剂中测量了1.1 MPa下的稀薄预混H2-CO和H2-N2合成气的各种燃料掺混比的层流火焰速度,根据获得的实验结果,测试了五种合成气高温高压反应机理,并对其不同的准确性做出评价。不同机理的反应路径相同而选取速率常数不同是造成不同敏感性及不同预测结果的原因尤其是HO2链增长反应。随着压力的升高,层流燃烧速度降低,对于燃料中氢含量较高或氧化剂中稀释剂含量较高的合成气,质量燃烧率先增大后减小。这表明绝热火焰温度降低是导致质量燃烧速率的负压依赖性的原因,并降低了整体反应级数,总体反应级数对于火焰温度较低的合成气又会随着压力继续增加。另外研究了CO2稀释和甲烷添加对生物质合成气H2/CO/CH4/O2/稀释气的层流燃烧特性的影响。OH*化学发光的测量结果表明,随着压力的增加,火焰前锋高度先减小然后增大,这与质量燃烧速率的非单调变化相对应,并且可以用作机理验证的目标之一。最后,研究了氨气,二甲醚层流燃烧及污染物排放特性。首先进行了常压下甲烷/二甲醚/氢气/空气不同当量比的层流火焰速度测量,对比了氢气添加对二甲醚的氧化路径的影响。反应路径分析表明CH3是在C2路径和DME分解路径中重要的自由基。并由此推出层流火焰速度与自由基峰值摩尔分数呈线性相关。对于新型无碳燃料氨气,通过热流量炉法和烟气分析仪,获得了不同当量比,不同氨含量下压力0.5 MPa下的氨气/甲烷,氨气/氢气,氨气/一氧化碳和氨气/合成气的层流火焰速度和详细NOx排放数据。提高的氨质量燃烧率引入了较大的预测不确定度。然后用实验获得的火焰速度拟合了压力幂指数β,并且在中等氨含量的条件下β存在最小值导致了火焰速度在该范围内对压力变化十分敏感。压力指数可以作为是验证和发展氨化学的独立指标。敏感性和反应路径分析表明氨化学在富燃工况下比在贫燃工况下的重要性更强,尤其是通过再结合反应形成N2Hi的路径影响火焰速度。N2Hi反应路径和H2NO,N2O反应路径是决定贫燃和富燃侧火焰速度预测差别的原因,指出了后期机理优化调整的方向。氨气和不同成分的合成气掺混具有相似的NOx排放特性尽管它们的火焰速度相差很大。对于氨/氢气和氨/甲烷在高压下的详细NOx排放测量结果表明,NH3,HCN和NOx的生成分别在富燃和贫燃,高氨含量和低氨含量得到促进,提高压力降低了NOx排放水平,并给出了实际应用氨燃料推荐的掺混比和当量比。
王树成[6](2020)在《分布式供能系统中的联合循环特性研究》文中进行了进一步梳理我国已成为世界上最大的能源生产国和消费国,为了保证持续的能源供应和能源安全,国家发改委、国家能源局制定了重点发展“分布式能源、电力储能、工业节能、建筑节能、交通节能、智能电网、能源互联网等技术”的《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》。此外,分布式供能系统是国家中长期科学和技术发展规划纲要中能源领域四项前沿技术之一的新型供能方式,集节能、环保、经济、可靠等优势于一体,得到了越来越广泛的关注。本文依托北京市自然基金、中央高校基金、中丹国际合作、留学基金等项目,利用理论研究、模拟仿真,实验/试验,技术集成等方法对以燃气轮机为原动机的大型分布式供能系统、船用中型分布式供能系统以及基于二甲醚内燃机的小型分布式供能系统中联合循环的耦合特性、能的梯级利用进行研究。主要研究内容如下:首先,研究了分布式供能系统中的主要部件及主要循环单元的工作原理。分析了分布式供能系统的集成原则,即:能量的梯级利用及物理能与化学能的梯级利用。阐述了系统中的高品位、中品位、低品位热能的耦合机理。其次,采用(?)分析方法对以燃气轮机为原动机的大型分布式供能系统中主要部件的(?)损进行分析,揭示了系统各主要部件能量损失的不可逆程度。结果表明,(?)损占比最大的部件为燃烧室,58.8%;其次是太阳能集热器,14.3%。采用先进(?)分析方法将系统主要部件的(?)损划分为:内补(?)损/外部(?)损,可避免(?)损/不可避免(?)拟。从系统部件的自身结构和拓扑结构两个角度揭示了(?)损产生的原因。提出“瞬时(?)损”的概念,对所提出的大型分布式供能系统各主要部件的(?)损进行了逐时分析。再次,阐述了二甲醚在未来能源领域中的重要地位及采用二甲醚作为系统燃料的原因。介绍了二甲醚的生产流程,并对原有生产流程进行优化设计,提出基于生物质气化技术的新型二甲醚的绿色生产流程,将生物质中碳元素的转化率提高到90%。分析了基于绿色燃料甲醚的船用分布式系统特性。对系统在不同工况下,采用不同有机工质,不同燃料下的特性进行对比分析。总结出了适用于该船用分布式系统的有机工质。此外,对斯特林热机和有机朗肯循环在回收烟气余热方面的能力进行了对比研究。研究结果表明:在较高内燃机负荷及排烟温度下,斯特林发动机回收烟气余热的性能优于有机朗肯循环。然后,介绍了基于燃用一甲醚内燃机的小型分布式供能系统中冷热电的供能方式。通过实验的方法获得了系统中内燃机在非满负荷工况下的主要热力学参数,并建立了系统中其它主要部件的数学模型。以上海地区某宾馆作为研究对象,分析了小型分布式供能系统在典型夏至日和冬至日时的运行特性。最后,以系统年运行收益和年净现值作为评价指标,对小型分布式供能系统中使用的内燃机和燃气轮机的适用性及各自的经济性进行研究。表明当原动机功率小于2.8MW时,选用内燃机作为原动机是比较好的选择。采用多目标优化的方法,以系统年均投资、一次能源节约率、二氧化碳减排率为目标函数,对小型分布式供能系统中集热器面积进行优化,得到了在该案例下的最佳的集热器面积数值,为类似系统的设计提供了理论依据。给出了二甲醚替代柴油和天然气时的燃料替代价格比系数:rD=1.47,rN=1.69。分析了二甲醚作为分布式供能系统的燃料时在价格上的优势。
孙英淇[7](2020)在《新型植入式铜基双功能催化剂的制备及催化合成气一步法制二甲醚研究》文中认为二甲醚被视为是工业上重要的有机中间体和清洁替代燃料,开发高效的合成气制二甲醚用双功能催化剂非常重要,但仍然是一个挑战。因而,相关研究受到广泛关注。合成气一步法合成二甲醚双功能催化剂由甲醇合成催化剂和甲醇脱水固体酸催化剂组成。然而,先前的研究更加关注两种催化剂简单的机械混合和负载,合成气制甲醇活性位与固体酸活性位之间的距离太远等问题是无法避免的,从而导致在生产过程中二甲醚的选择性较低。近年来,具有封闭结构的核-壳双功能催化剂已经被研究。由于这种植入型封闭结构特征,其二甲醚的选择性大大超过了物理混合催化剂和负载型催化剂。但是,铜锌铝核上包覆H-ZSM-5外壳的过程中,会导致Cu严重的破坏,从而降低了双功能催化剂的活性。因此,寻找一种简单、有效的方法,来制备这种铜基甲醇合成单元植入到固体酸甲醇脱水单元的植入型双功能催化剂而又可以减少或避免活性组分铜的破坏,具有重要学术价值和现实意义。为此,本文采用不同的制备方法,合成了两种新型植入式铜基双功能催化剂,并研究了其催化合成气直接制二甲醚催化性能和构效关系,获得了良好的合成气直接制二甲醚催化性能,并发现了一些有价值的规律,为后续研究提供了有价值的参考。具体研究内容如下:(1)以毫米尺寸的铜锌铝草酸盐(CZA-oa)替代铜锌铝氧化物为核,水热包覆H-ZSM-5壳来制备新型核壳结构铜锌铝双功能催化剂(CZA-oa@H-ZSM-5)。从表征和反应结果看,直接使用CZA-oa代替铜锌铝氧化物为核来包覆分子筛制备双功能催化剂,可以有效的抑制包覆过程中Cu的破坏。而且,由于铜锌铝草酸盐的亲水性高,无需使用旋转烘箱,就可以将H-ZSM-5外壳完整包覆在核上。所制备的新型核-壳型双功能催化剂展示了优良的合成气一步制二甲醚催化性能。相对于铜锌铝氧化物为核制备的双功能催化剂CZA-oxi@H-ZSM-5 R,CO转化率从5.9%提高到了13.2%,并获得了93.7%的二甲醚选择性。由于催化剂CZA-oa@H-ZSM-5的适宜的Cu-Zn相互作用,获得了1.5min-1的转换频率(TOF),是CZA-oxi@H-ZSM-5 R催化剂的5.0倍。此外,采用CZA-oa@H-ZSM-5催化剂,获得了0.122 mmol mCu-2 h-1的高的二甲醚生成率,而在CZA-oxi@H-ZSM-5 R催化剂上,二甲醚的生成率仅能达到0.031 mmol mCu-2 h-1。(2)采用蒸汽诱导法,在介孔氧化铝的前体溶液中加入预先制备好的铜锌草酸盐的颗粒,成功制备铜锌纳米粒子植入介孔氧化铝基质新型限域双功能催化剂(CuZn@m-Al2O3)。采用该方法,铜锌纳米粒子被植入到介孔氧化铝的基质,产生封闭的限域空间。采用蒸汽诱导蒸发法制备介孔氧化铝,其前驱体是近中性的,从而避免了在氧化铝制备过程中反应体系对铜锌甲醇合成催化剂的破坏。合成气在铜锌纳米颗粒上加氢生成甲醇,甲醇在离开催化剂之前,必须穿越具有适宜酸性质的介孔氧化铝,实现甲醇的脱水,并可以减少强酸中心造成的甲烷化反应。结果表明,所制备的CuZn@m-Al2O3催化剂展示优良的合成气直接制二甲醚催化性能。获得了15.5%的CO转化率和89.0%的二甲醚选择性,二甲醚生成率达到0.16mmol mCu-2h-1。
王超[8](2020)在《二甲醚/汽油复合喷射对发动机排放的影响》文中研究指明为了应对能源危机以及环境污染等问题,以及更加严苛的法律法规要求,寻找车用燃油的可替代燃料、改善发动机的燃烧和降低排放显得尤为重要。二甲醚是一种新兴的二次能源,被誉为“21世纪的清洁燃料”,具有可再生,价格便宜,燃烧速度快无污染等优点,并且二甲醚易液化、易存储,非常适合作为车用燃料的替代燃料,对提高发动机的热效率,降低排放有着较高的潜力以及应用价值。本文在一台复合喷射汽油机上,针对二甲醚不同喷射策略,对汽油进气道喷射与DME缸内直喷不同喷射比下对发动机常规排放和微粒排放的影响进行了研究,实验过程中涉及的主要参数有DME掺混比、点火正时、喷射时刻、过量空气系数、转速、负荷。常规气体排放主要以尾气中CO、HC、NOx的含量作为指标,微粒排放指标主要以微粒数量浓度和微粒粒径分布来衡量,本文通过实验获得的结论如下:(1)DME直喷时刻对微粒排放影响较大。混合气掺混DME之后,颗粒物排放大幅下降。当DME在混合气中的占比有所增加,颗粒物排放浓度对DME直喷时刻的敏感度有所降低。(2)λ=1时,掺混DME对颗粒物排放的影响相较于λ=1.1、1.2、1.3时小。随着过量空气系数的增加以及DME掺混比的升高,微粒排放表现出随之下降的趋势。DME掺混比升高,在相同工况下,APN、NPN的数量会减少,且APN的降幅较大。(3)随着点火正时的推迟,CO、HC、NOx排放有所降低,但三类气体排放物对点火正时并不敏感。在固定某一点火正时下,随着DME掺混比的增加,CO、HC、NOx皆呈现下降的趋势。微粒数粒径分布图主要呈现出单峰分布的特点,峰值在15nm附近,随着DME掺混比的提高,APN、NPN总体上排放呈现下降的趋势且同时对点火正时的敏感度降低。在固定的掺混比下,随着点火时刻从10°CA BTDC提前到30°CA BTDC,核模态微粒、积聚态微粒大致上呈现出先略有下降再上升的趋势,在15°CA BTDC左右时有最低微粒数量浓度排放。(4)在不同转速下,随着DME掺混比的增加CO、HC排放呈现逐渐降低的趋势,并且随着转速的升高,DME掺混比越高,CO、HC下降的趋势越明显,微粒数量峰值呈现逐渐减小的趋势,APN、NPN总体趋于下降。对于NOx排放,在固定转速下,随着DME掺混比的增加,NOx排放会逐渐降低。在固定某一DME掺混比下,随着转速的增加,NOx排放呈现先减少,后增加的趋势。在DME掺混为5%时,微粒数量排放下降趋势最为明显,混合气掺混少量的DME,就可明显的减低微粒排放。在DME掺混比为20%时,微粒排放数量较PFI模式下降的最多。(5)随着负荷的增加,CO、HC排放皆有所降低。对于CO排放,进气歧管压力为40kPa时下降幅度最大,50kPa时下降幅度最小,进气歧管压力上升至60kPa时CO排放又呈现下降的趋势。对于HC排放,在进气歧管压力为40kPa和50kPa时,掺混DME可以使HC排放降低,但掺混DME对60kPa时HC排放影响不大。对于NOx来说,随着负荷的增加,呈现出逐渐增长的趋势,而对应每一种负荷,NOx排放随着DME掺混比的提升呈现逐渐下降的趋势,趋势并不明显。微粒数粒径分布呈现先增加后减少的单峰规律,峰值区间为10nm-30nm。随着负荷的增加,排气微粒数量浓度峰值有所增长,微粒数量排放中以NPN为主。随着DME掺混比的增加,APN、NPN、TPN逐渐下降,随着负荷的增加,掺混DME对降低微粒排放的作用在降低。
石磊[9](2019)在《掺二甲醚汽油机燃烧与排放特性的试验研究》文中研究指明汽油机在中小负荷及怠速条件下存在热效率低、排放高的问题,改善混合气在低速、低负荷工况下的着火与燃烧特性对于实现汽油机的高效、清洁燃烧具有重要意义。二甲醚具有较高的十六烷值,向汽油机中掺入二甲醚并根据工况特点调整其掺混比例能够实现对混合气十六烷值和辛烷值的控制,从而通过对混合气着火与燃烧特性的改善提高汽油机不同工况下的燃烧与排放特性。目前针对在点燃式汽油机上燃料与二甲醚混合气燃烧过程的研究开展偏少。本文首先利用了二甲醚/异辛烷混合燃料机理开展了化学反应动力学模拟研究,从微观方面探究了二甲醚对异辛烷燃烧的促进作用。然后在气道喷射式汽油机中开展二甲醚与汽油预混燃烧,通过不同掺混比例调整燃料辛烷值探究缸内点火与燃烧特性的影响。此外,建立内燃机三维模型,探究了二甲醚的掺混对汽油机缸内混合气流动与燃烧过程的影响。最后,通过点火与喷射策略的耦合,优化缸内混合气的形成,从而在不同工况下提升二甲醚/汽油复合喷射内燃机的性能。基于二甲醚/异辛烷混合燃料预混层流火焰模型,分析了二甲醚/异辛烷混合燃料预混层流火焰特性随二甲醚摩尔分数增加的变化规律。结果表明,随着二甲醚摩尔分数的增加,火焰中大分子的分解速率及H、O和OH自由基浓度均有所提高,进而使混合气的层流火焰速度与绝热火焰温度增加。然后,在气道喷射式汽油机上开展了不同工况下二甲醚/汽油双燃料预混燃烧过程的试验研究。结果表明,纯二甲醚内燃机在低圧缩比条件下,同样存在明显的低温氧化放热过程,这使得纯二甲醚内燃机在稀燃条件下可以获得较纯汽油机更高的燃烧温度、更高的热效率及更快的放热速率。而气道预混二甲醚能够提高燃油经济性,增强缸内混合燃料的燃烧,从而降低循环波动,拓宽了其稳定的燃烧范围,HC与NOx排放得到有效控制。此外,点火时刻的合理选择能够使得燃烧相位缩短,有效热效率升高,排放降低。利用计算流体动力学软件建立了进气道/缸内复合喷射内燃机仿真模型。通过数值模拟的方式探究了二甲醚/汽油复合喷射内燃机缸内流体湍动能、速度场、火焰前锋面及缸内平均燃烧温度随着曲轴转角的变化过程的微观作用机制。结果表明,掺入二甲醚可以使缸内混合气流动过程的湍动能提升,缸内冷态流体速度场增强,缸内湍流火焰传播速率与平均燃烧温度升高。在上述研究基础之上,通过直喷机台架试验研究了不同喷射与点火策略对二甲醚/汽油复合喷射内燃机稀燃特性的影响。原机燃油喷射时刻较早,导致点火不稳定,燃烧循环波动较高,放热速率较慢,从而产生较低的有效热效率。采用合理的二次喷射能够组织好缸内混合气的分布,缩短燃烧相位,从而提高了内燃机的有效热效率,降低了缸内的循环波动与HC排放。而调整两次燃油喷射比例,使火花塞周围的燃油浓度分布较为合理,保证了火焰内核燃烧稳定可靠,使得缸内燃烧更加充分,从而提高有效热效率并降低排放。当喷射策略不变时,优化点火时刻能够改善燃烧,降低缸内循环波动,从而降低排放,有利于二甲醚/汽油复合喷射内燃机获得最佳的有效热效率。汽油机在稀薄燃烧条件下采取合理的喷油与点火策略对缸内混合气形成过程有所改善,但是由于缸内温度较低,燃烧较为缓慢,导致排放较差。而气道喷射二甲醚能够通过提高燃烧氧化反应速率进而提升汽油直喷的燃烧特性。随着二甲醚能量分数的增加,二甲醚/汽油复合喷射内燃机的有效热效率上升,燃烧相位更加合理,HC与颗粒物排放均降低。此外,通过不同负荷的对比试验结果可以看出,在低负荷条件下的缸内燃烧缓慢,循环波动较大,排放较高。随着负荷的逐渐升高,缩短燃烧持续期,减小循环波动,增加内燃机有效热效率,降低CO与HC浓度。而且,二甲醚的掺混能够进一步提升汽油机动力性与经济性,并降低排放。
田莎[10](2019)在《合成气一步法制二甲醚催化剂的设计与改性研究》文中认为二甲醚(DME)作为一种环境友好型的清洁燃料,可以由煤基合成气出发,在双功能催化剂的作用下一步制得。本文将硬脂酸(SA)改性的Cu Zn催化剂(CZ-x SA)与ZSM-5物理混合得到的双功能催化剂CZ-x SA/ZSM-5,以及一步制备的以水滑石为前驱体的(Cu Zn)xAly双功能催化剂分别应用于合成气一步法制二甲醚反应中,得出如下结论:(1)利用硬脂酸(SA)对传统的Cu Zn甲醇合成催化剂进行疏水改性,随着处理浓度的增大,接触角增大,成功构造了疏水表面。(2)利用XRD、FT-IR、TG、氮气吸脱附、H2-TPR、XPS等表征手段,研究了硬脂酸对铜锌催化剂的疏水改性机理及疏水后的催化剂的表面结构性质,结果表明,硬脂酸主要通过与Cu Zn中的Zn O结合,将长碳氢链暴露在外从而形成了疏水表面,且其热稳定较好,可达350℃。(3)将改性后的双功能催化剂CZ-x SA/ZSM-5应用于合成气一步法制二甲醚反应中,反应评价结果表明,疏水处理的催化剂对水煤气变换副反应起到了一定的抑制作用,而且适当浓度硬脂酸处理的催化剂其甲醇合成的性能并没有受到影响,取得了更高的甲醇和DME选择性,并且CO2的选择性降低。CO/H2O-TPSR-MS表征显示经硬脂酸改性后的催化剂确实有效抑制了水煤气变换副反应的发生。(4)采用沉淀回流法在较宽M2+/M3+范围内设计制备出了具有水滑石结构的(Cu Zn)xAly-LDH前驱体,焙烧后得到同时具有甲醇合成与甲醇脱水两种活性组分的双功能催化剂,成功应用于合成气一步法制二甲醚反应中。(5)利用XRD、SEM、TEM、BET、H2-TPR、NH3-TPD等表征手段对制备的系列催化剂进行了表征,结果表明(Cu Zn)xAly-LDH水滑石前驱体中(Cu Zn)/Al的比值,即Al的含量对其结构有着很大的影响,并进一步影响了焙烧后催化剂的结构性质。随着Al含量的增加,前驱体薄片逐渐减小,焙烧后催化剂比表面积逐渐增大,提高了活性物种Cu的分散性,同时催化剂中强酸性位点及总酸量增多,系列变化导致暴露在外的活性中心增多,活性物种Cu与Al2O3的协同作用增强,从而使得催化剂的催化活性及二甲醚选择性都不断提高。
二、新型清洁燃料——二甲醚(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、新型清洁燃料——二甲醚(论文提纲范文)
(1)燃料特性对双燃料发动机燃烧及排放的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 内燃机高效清洁燃烧模式 |
1.2.1 内燃机新型高效清洁燃烧模式的提出 |
1.2.2 HCCI燃烧模式的研究及发展现状 |
1.2.3 RCCI燃烧模式研究及发展现状 |
1.3 煤基合成柴油的研究现状 |
1.3.1 煤基合成柴油的特性 |
1.3.2 煤基合成柴油的国内外研究 |
1.4 燃料设计的研究现状 |
1.4.1 燃料设计概念的提出 |
1.4.2 含氧燃料的研究 |
1.4.2.1 醇类 |
1.4.2.2 醚类燃料 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 三维仿真平台和试验平台的建立 |
2.1 三维数值仿真平台的建立 |
2.1.1 三维几何模型建立 |
2.1.2 化学反应动力学模型的建立 |
2.1.3 计算网格划分及求解器设置 |
2.1.4 控制方程与计算模型 |
2.1.4.1 基本控制方程 |
2.1.4.2 湍流模型 |
2.1.4.3 喷雾模型及燃烧模型 |
2.1.5 边界条件与初始条件 |
2.1.6 数值仿真模型的验证 |
2.2 试验平台的搭建 |
2.2.1 发动机燃油喷射控制系统 |
2.2.2 燃烧采集分析系统 |
2.3 本章小结 |
第3章 煤基合成柴油/汽油双燃料发动机数值模拟 |
3.1 直喷煤基合成柴油对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
3.1.1 直喷煤基合成柴油对燃烧的影响 |
3.1.2 直喷煤基合成柴油对排放的影响 |
3.2 喷油正时对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
3.2.1 喷油正时对燃烧的影响 |
3.2.2 喷油正时对排放的影响 |
3.3 本章小结 |
第4章 含氧燃料改善煤基合成柴油/汽油双燃料发动机性能研究 |
4.1 不同官能团的含氧燃料对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
4.1.1 不同官能团的含氧燃料对燃烧的影响 |
4.1.2 不同官能团的含氧燃料对排放的影响 |
4.2 正丁醇掺混比对双燃料发动机燃烧及排放的影响 |
4.2.1 正丁醇掺混比对燃烧的影响 |
4.2.2 正丁醇掺混比对排放的影响 |
4.3 燃烧边界条件优化 |
4.4 本章总结 |
第5章 全文总结及工作展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 未来工作展望 |
参考文献 |
作者简介 |
致谢 |
(2)燃油喷射参数对柴油机燃用不同含氧燃料燃烧及排放影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
绪论 |
1 引言 |
1.1 柴油机排放物生成机理及危害 |
1.1.1 气态排放物生成机理及危害 |
1.1.2 颗粒物生成机理及危害 |
1.2 含氧燃料研究现状 |
1.2.1 醇类含氧燃料 |
1.2.2 醚类燃料 |
1.2.3 酯类燃料 |
1.3 研究内容 |
2 试验系统及装置 |
2.1 试验发动机 |
2.2 测控系统和主要设备 |
2.3 燃油喷射控制系统 |
2.4 采集系统及燃烧分析系统 |
2.5 排放测量系统 |
2.6 试验燃料 |
2.7 试验条件和方法 |
2.8 本章小结 |
3 不同含氧燃料对发动机燃烧及排放特性的影响 |
3.1 主喷正时对发动机燃烧和排放特性的影响 |
3.1.1 主喷正时对含氧燃料燃烧的影响 |
3.1.2 主喷正时对含氧燃料常规气体排放的影响 |
3.1.3 主喷正时对含氧燃料颗粒物排放的影响 |
3.2 喷油压力对含氧燃料燃烧和排放的影响 |
3.2.1 喷油压力对含氧燃料燃烧的影响 |
3.2.2 喷油压力对含氧燃料常规气体排放的影响 |
3.2.3 喷油压力对含氧燃料颗粒物排放的影响 |
3.3 预喷策略对含氧燃料燃烧和排放的影响 |
3.3.1 预喷策略对含氧燃料燃烧的影响 |
3.3.2 预喷策略对含氧燃料常规气体排放的影响 |
3.3.3 预喷策略对含氧燃料颗粒物粒径分布的影响 |
3.4 本章小结 |
4 基于粒子群算法的燃油喷射参数优化研究 |
4.1 粒子群算法理论基础 |
4.2 基于遗传算法的燃油喷射参数优化 |
4.2.1 正交实验方案设计 |
4.2.2 基于NO_x和soot回归模型的建立 |
4.2.3 优化结果 |
4.3 本章小结 |
5 全文总结及工作展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间参与科研项目与发表论文 |
致谢 |
(3)环境规制、政府扶持与工业企业发展 ——以中国煤化工行业为例(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 引言 |
一、选题背景 |
(一)宏观背景:中国正进入工业化后期,高质量发展是主要逻辑 |
(二)产业背景:产业集中度提升是各行业的普遍现象 |
(三)政策背景:“碳达峰、碳中和”的长期目标 |
二、选题意义 |
(一)理论意义 |
(二)现实意义 |
三、主要创新点、研究方法及技术路线图 |
(一)主要创新点 |
(二)研究方法 |
(三)技术路线图 |
第二章 文献综述 |
一、煤化工行业的相关研究进展 |
二、产业政策对行业发展的影响 |
(一)产业政策的概念 |
(二)产业政策的有效性 |
(三)产业政策对行业的鼓励性和抑制性作用 |
三、环境规制对行业发展的影响 |
(一)环境规制的概念及类型 |
(二)关于环境规制强度设定的研究 |
(三)环境规制对行业发展的可能性影响 |
(四)环境规制对企业影响的研究方法 |
四、文献评述 |
第三章 中国煤化工业发展历程及政策影响 |
一、煤化工产业的发展历史阶段 |
(一)初创时期(1914 年至20 世纪50 年代之前) |
(二)全面发展时期(20 世纪50 年代至70 年代之前) |
(三)“从量到质”的转型期(20 世纪70 年代至21 世纪之前) |
(四)高质量发展阶段(21 世纪以来) |
二、煤化工产业发展现状 |
(一)传统煤化工产业发展现状 |
(二)新型煤化工产业发展现状 |
三、当前煤化工产业发展过程中存在的制约因素 |
(一)新型煤化工产业发展受到环境保护的制约和水资源短缺的限制 |
(二)新型煤化工产业发展受到投资结构不合理和产业布局混乱的制约 |
(三)新型煤化工产业发展受到潜在技术风险和经济风险的影响 |
四、煤化工产业法律法规及产业政策环境 |
(一)煤化工行业主管部门职能及相关法律法规 |
(二)煤化工产业政策演变 |
五、本章小结 |
第四章 环境规制对煤化工企业的影响机制研究 |
一、博弈模型:政府部门、治污企业、排污企业 |
(一)博弈主体的决策目标和决策变量 |
(二)博弈过程和结果 |
二、实证模型:环境规制、环保行为与煤化工企业发展 |
(一)样本与数据 |
(二)模型与变量 |
(三)描述性统计和相关分析 |
(四)实证结果 |
三、实证结论的稳健性检验 |
四、环保督察的动态影响和异质性影响研究 |
五、环境规制对全要素生产率的实证检验 |
六、本章小结 |
第五章 政府扶持对煤化工企业发展的影响 |
一、政府扶持对煤化工企业研发创新的影响 |
(一)样本与数据 |
(二)模型与变量 |
(三)描述性统计和相关分析 |
(四)实证结果分析 |
(五)稳健性检验 |
二、政府扶持对煤化工企业转型升级的影响 |
(一)样本与数据 |
(二)模型与变量 |
(三)描述性统计和相关分析 |
(四)实证结果分析 |
(五)稳健性检验 |
三、环境规制和政府扶持对煤化工企业发展的共同影响 |
(一)环境规制和政府扶持对煤化工企业研发创新的共同影响 |
(二)环境规制和政府扶持对煤化工企业生产率的共同影响 |
四、本章小结 |
第六章 世界煤化工发展历史和政策经验 |
一、世界煤化工产业发展历史 |
(一)初始阶段(18 世纪后半叶~1930) |
(二)全面发展时期(1930~1945) |
(三)萧条时期(1945~1970) |
(四)新型煤化工技术发展时期(1970 至今) |
二、世界煤化工产业发展现状及未来趋势 |
(一)世界煤化工产业发展现状及特点 |
(二)世界煤化工产业发展的未来趋势 |
三、世界主要国家和地区煤化工产业发展状况及政策经验 |
(一)南非 |
(二)美国 |
(三)日本 |
(四)欧盟 |
四、本章小结 |
第七章 结论与建议 |
一、研究结论 |
二、对策建议 |
(一)加强顶层设计,进行统筹规划 |
(二)提升环保标准,引导绿色发展 |
(三)加大政府扶持,鼓励转型升级 |
主要参考文献 |
(4)清洁燃料二甲醚的燃烧特性研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 二甲醚低位发热值计算 |
2 二甲醚燃烧理论空气量与烟气量 |
3 二甲醚理论燃烧温度 |
4 结束语 |
(5)压力条件下气体火焰燃烧特性的热流量法测量及机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 压力条件下火焰燃烧及应用 |
1.2.1 整体煤气化联合循环关键技术 |
1.2.2 富氧燃烧技术 |
1.2.3 新型替代燃料 |
1.3 层流预混火焰特性 |
1.3.1 层流预混火焰结构 |
1.3.2 火焰速度定义 |
1.3.3 压力条件下火焰速度测量方法 |
1.3.3.1 球形爆炸法 |
1.3.3.2 对冲火焰法和停滞流火焰法 |
1.3.3.3 锥形火焰/本生灯法 |
1.3.3.4 热流量法 |
1.4 压力条件下层流火焰燃烧特性研究现状 |
1.4.1 含氧燃料及富氢燃料层流燃烧特性 |
1.4.2 甲烷富氧层流燃烧特性 |
1.4.3 合成气高压层流燃烧特性 |
1.4.4 氨气高压层流燃烧特性 |
1.5 压力条件下多组分测量研究现状 |
1.5.1 烟气测量方法 |
1.5.2 光学测量方法 |
1.6 本文研究内容及结构 |
2 试验仪器及系统 |
2.1 热流量炉燃烧器 |
2.2 高压燃烧试验台 |
2.2.1 高压腔腔体 |
2.2.2 压力及排气控制 |
2.2.3 数据采集及软件 |
2.3 实验不确定度分析 |
2.4 像增强型CCD相机(ICCD) |
2.5 烟气分析仪 |
3 常压下氢气掺混甲烷/二甲醚的层流火焰速度测量及机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法和模拟手段 |
3.2.1 实验方法 |
3.2.2 动力学模拟 |
3.3 实验结果和机理验证 |
3.4 甲烷/二甲醚掺混比和氢气含量的影响 |
3.5 敏感性和动力学分析 |
3.6 H,OH和CH_3的自由基行为 |
3.7 本章小结 |
4 加压条件下甲烷富氧燃烧层流火焰速度及机理研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法和模拟手段 |
4.2.1 实验方法 |
4.2.2 模拟手段 |
4.3 当量比和压力对CH_4/O_2/N2层流火焰速度的影响 |
4.4 当量比和压力对CH_4/O_2/CO_2层流火焰速度的影响 |
4.5 CO_2稀释的热扩散作用和化学反应作用 |
4.6 敏感性和动力学分析 |
4.7 富燃区非单调行为 |
4.8 本章小结 |
5 高压下合成气层流火焰燃烧特性及化学荧光分析 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法和模拟手段 |
5.2.1 实验方法 |
5.2.2 模拟手段 |
5.3 当量比对合成气层流火焰速度的影响 |
5.4 压力对合成气层流火焰速度的影响 |
5.5 H_2-CO比例对合成气层流火焰速度的影响 |
5.6 CO_2稀释对合成气层流火焰速度的影响 |
5.7 甲烷添加对合成气层流火焰速度的影响 |
5.8 质量燃烧率 |
5.9 敏感性和动力学分析 |
5.9.1 不同压力下的敏感性和自由基生成速率 |
5.9.2 不同CO_2稀释的敏感性和反应速率 |
5.9.3 不同CH_4添加的组分场 |
5.10 火焰前锋高度变化 |
5.11 本章小结 |
6 高压下氨气层流火焰燃烧特性及NO_x排放测量 |
6.1 引言 |
6.2 火焰不稳定分析及模拟手段 |
6.2.1 火焰不稳定性对SL测量的影响 |
6.2.2 辐射对SL测量的影响 |
6.2.3 金属盘片的催化对SL测量的影响 |
6.2.4 烟气测量方法 |
6.2.5 模拟手段及机理发展 |
6.3 氨/合成气层流火焰速度 |
6.3.1 氨气含量对层流火焰速度的影响 |
6.3.2 当量比对层流火焰速度的影响 |
6.4 氨/甲烷层流火焰速度及机理发展 |
6.4.1 氨/甲烷机理发展 |
6.4.2 氨/甲烷及氨/氢气火焰速度 |
6.5 压力对氨气层流火焰速度的影响 |
6.6 火焰速度动力学及敏感性分析 |
6.6.1 NH_3/合成气/空气火焰 |
6.6.2 NH_3/氢气/空气火焰 |
6.7 NO_x排放特性 |
6.7.1 合成气掺混对氨火焰NO生成的影响 |
6.7.2 烟气NO_x测量结果分析 |
6.7.3 NO_x生成的动力学分析 |
6.8 本章小结 |
7 全文总结 |
7.1 主要内容及结论 |
7.2 本文主要创新点 |
7.3 未来工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间主要研究成果 |
(6)分布式供能系统中的联合循环特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 国外分布式供能系统发展 |
1.1.2 国内分布式供能系统发展 |
1.2 分布式供能系统研究动态 |
1.2.1 燃气轮机为核心的大型分布式供能系统 |
1.2.2 内燃机为核心的小型分布式供能系统 |
1.2.3 有机朗肯循环和斯特林热机在余热回收中的应用 |
1.2.4 分布式供能系统中不同原动机的特点 |
1.3 分布式供能系统发展趋势 |
1.3.1 耦合可再生能源的分布式供能系统 |
1.3.2 基于生物质气化的分布式供能系统 |
1.4 本文研究主要内容 |
第2章 分布式供能系统中的循环单元及能量转换机理 |
2.1 引言 |
2.2 分布式供能系统的组成部件 |
2.3 分布式供能系统的循环单元 |
2.3.1 布雷顿循环 |
2.3.2 狄赛尔循环 |
2.3.3 朗肯循环 |
2.3.4 有机朗肯循环 |
2.3.5 斯特林循环 |
2.3.6 压缩式制冷循环 |
2.3.7 吸收式制冷循环 |
2.4 分布式供能系统的集成原则及耦合机理 |
2.4.1 热能的梯级利用 |
2.4.2 物理能与化学能的梯级利用 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于燃气轮机的大型分布式供能系统 |
3.1 引言 |
3.2 基于燃气轮机的大型分布式供能系统 |
3.2.1 系统设计参数 |
3.2.2 系统数学模型 |
3.2.3 系统性能评价准则 |
3.3 系统联合循环热力学特性 |
3.4 系统静态(?)特性 |
3.4.1 传统(?)分析 |
3.4.2 先进(?)分析 |
3.4.3 瞬时(?)损 |
3.5 系统逐时(?)特性 |
3.5.1 系统整体逐时(?)特性 |
3.5.2 布雷顿循环逐时(?)特性 |
3.5.3 朗肯循环逐时(?)特性 |
3.5.4 太阳能集热器逐时(?)特性 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于绿色燃料的船用中型分布式供能系统 |
4.1 引言 |
4.2 分布式供能系统中二甲醚燃料的制备 |
4.2.1 二甲醚燃料特性 |
4.2.2 二甲醚燃料制备系统 |
4.2.3 系统能量流动分析 |
4.3 基于绿色燃料的船用分布式联合循环系统 |
4.3.1 系统设计参数 |
4.3.2 有机朗肯循环回收烟气余热性能分析 |
4.4 有机朗肯循环与斯特林发动机余热回收对比 |
4.4.1 所需热源温度及热效率对比 |
4.4.2 输出功率对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于二甲醚内燃机的小型分布式供能系统 |
5.1 引言 |
5.2 以内燃机为原动机的小型分布式供能系统 |
5.3 分布式供能系统中内燃机的实验特性 |
5.3.1 内燃机实验台 |
5.3.2 实验测量设备 |
5.3.3 实验台控制设备 |
5.4 内燃机的性能指标 |
5.4.1 指示指标 |
5.4.2 有效指标 |
5.5 实验工况及结果 |
5.6 分布式供能系统研究方法 |
5.6.1 部件数学模型 |
5.6.2 能量平衡方程 |
5.6.3 系统评价准则 |
5.6.4 系统计算流程 |
5.7 本章小结 |
第6章 小型分布式供能系统特性及优化分析 |
6.1 引言 |
6.2 小型分布式供能系统特性 |
6.2.1 用户建筑能耗分析 |
6.2.2 系统能源供应逐时分析 |
6.2.3 系统性能逐时分析 |
6.3 分布式供能系统中内燃机与燃气轮机对比 |
6.3.1 主要设备参数计算 |
6.3.2 原动机对比分析 |
6.4 分布式供能系统集热器面积优化 |
6.4.1 优化理论 |
6.4.2 结果分析 |
6.5 系统敏感性分析 |
6.5.1 能源价格对投资回收期影响 |
6.5.2 不同燃料价格对比分析 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(7)新型植入式铜基双功能催化剂的制备及催化合成气一步法制二甲醚研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 二甲醚的性质及应用介绍 |
1.2.1 二甲醚的性质 |
1.2.2 二甲醚的应用 |
1.3 二甲醚的生产工艺介绍 |
1.3.1 二甲醚两步法生产工艺 |
1.3.2 二甲醚一步法生产工艺 |
1.3.3 生物质合成二甲醚工艺 |
1.4 合成气制二甲醚催化剂体系研究 |
1.4.1 甲醇合成催化剂 |
1.4.2 甲醇脱水催化剂 |
1.4.3 双功能催化剂的制备 |
1.5 论文选题及研究内容 |
2 实验部分 |
2.1 实验药品和仪器名称 |
2.2 核壳型双功能催化剂和植入型双功能催化剂的制备 |
2.2.1 核壳型双功能催化剂的制备 |
2.2.2 植入型双功能催化剂的制备 |
2.3 核壳型双功能催化剂和植入型双功能催化剂的表征 |
2.3.1氮气吸附-脱附实验 |
2.3.2 X-射线衍射分析(XRD) |
2.3.3 电镜分析 |
2.3.4 X-射线光电子能谱分析(XPS) |
2.3.5 NH_3 程序升温脱附(NH_3-TPD) |
2.3.6 H_2程序升温还原分析(H_2-TPR) |
2.3.7 Cu比表面积测量 |
2.4 催化剂评价装置及条件 |
3 H-ZSM-5直接包覆草酸铜锌铝制备高效核-壳型双功能催化剂及性能的研究 |
3.1 多种核壳结构催化剂的制备 |
3.2 催化剂的表征 |
3.2.1 催化剂结构的表征 |
3.2.2 催化剂的氮气吸附-脱附表征 |
3.2.3 催化剂的X-射线衍射分析 |
3.2.4 催化剂的XPS、H_2-TPR和NH_3-TPD表征 |
3.3 催化剂性能评价 |
3.4 本章小结 |
4 铜锌纳米粒子植入到介孔氧化铝的植入型双功能催化剂的制备及性能研究 |
4.1 植入型催化剂的制备 |
4.2 植入型双功能催化剂的表征 |
4.2.1 催化剂结构的表征 |
4.2.2 催化剂的氮气吸附-脱附表征 |
4.2.3 植入型催化剂的XRD、H_2-TPR和 NH_3-TPD表征 |
4.3 植入型催化剂的催化性能分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(8)二甲醚/汽油复合喷射对发动机排放的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 能源危机 |
1.1.2 环境污染 |
1.1.3 排放法规 |
1.2 复合喷射发动机的研究 |
1.2.1 喷射方式的演化 |
1.2.2 复合喷射技术的研究 |
1.3 点燃式发动机排放特性的研究 |
1.3.1 点燃式发动机气体排放研究 |
1.3.2 点燃式发动机颗粒物排放研究 |
1.4 二甲醚的应用研究 |
1.4.1 二甲醚的制取 |
1.4.2 二甲醚在发动机上的应用 |
1.5 本文的研究内容以及意义 |
第2章 试验平台搭建及实验方法 |
2.1 试验台架介绍 |
2.2 测试设备介绍 |
2.2.1 测功机及监控系统 |
2.2.2 Lambda测量仪 |
2.2.3 燃烧分析仪 |
2.2.4 油耗仪 |
2.2.5 尾气分析仪 |
2.2.6 颗粒物排放采集设备 |
2.3 电子控制系统介绍 |
2.4 试验方案及试验方法介绍 |
2.4.1 热值损耗分析和试验参数定义 |
2.4.2 试验方案介绍 |
2.5 本章小结 |
第3章 DME/汽油复合喷射对发动机常规气体排放的影响 |
3.1 不同点火正时下DME掺混比对常规气体排放的影响 |
3.1.1 对CO排放的影响 |
3.1.2 对HC排放的影响 |
3.1.3 对NO_x排放的影响 |
3.2 不同转速下DME掺混比对常规气体排放的影响 |
3.2.1 对CO排放的影响 |
3.2.2 对HC排放的影响 |
3.2.3 对NO_x排放的影响 |
3.3 不同负荷下DME掺混比对常规气体排放的影响 |
3.3.1 对CO排放的影响 |
3.3.2 对HC排放的影响 |
3.3.3 对NO_x排放的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 DME/汽油复合喷射对汽油机颗粒物排放的影响 |
4.1 DME掺混比在不同点火正时下对微粒粒径和数量的影响 |
4.1.1 微粒数量浓度特性 |
4.1.2 微粒粒径分布特性 |
4.2 DME掺混比在不同喷射时刻对微粒数量的影响 |
4.2.1 微粒数量浓度特性 |
4.2.2 微粒粒径分布特性 |
4.3 DME掺混比在不同过量空气系数对微粒数量的影响 |
4.3.1 微粒数量浓度特性 |
4.3.2 微粒粒径分布特性 |
4.4 DME掺混比在不同转速下对微粒数量的影响 |
4.4.1 微粒数量浓度特性 |
4.4.2 微粒粒径分布特性 |
4.5 DME掺混比在不同负荷下对微粒数量的影响 |
4.5.1 微粒数量浓度特性 |
4.5.2 微粒粒径分布特性 |
4.6 本章小结 |
第5章 全文工作总结及展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(9)掺二甲醚汽油机燃烧与排放特性的试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号及变量 |
第1章 绪论 |
1.1 全球能源需求发展趋势 |
1.2 汽油机相关技术发展 |
1.2.1 气道喷射式汽油机 |
1.2.2 缸内直喷式汽油机 |
1.2.3 复合喷射式汽油机 |
1.2.4 稀薄燃烧技术 |
1.3 代用燃料的研究现状 |
1.4 二甲醚的研究现状 |
1.4.1 二甲醚的物化特性 |
1.4.2 二甲醚在国内外的研究现状 |
1.5 内燃机数值模拟 |
1.6 掺二甲醚汽油机研究存在的问题 |
1.7 本文的主要研究内容 |
第2章 二甲醚/汽油混合燃料化学反应动力学分析 |
2.1 燃烧理论及模型 |
2.1.1 预混层流火焰速度理论 |
2.1.2 化学反应速率模型 |
2.1.3 绝热火焰温度模型 |
2.1.4 敏感度模型 |
2.2 参数输入及计算结构 |
2.2.1 化学反应动力学机理模型介绍 |
2.2.2 敏感度分析及产率分析简介 |
2.3 汽油替代机理 |
2.4 二甲醚/异辛烷混合燃料预混层流火焰特性 |
2.4.1 混合燃料对绝热火焰温度的影响 |
2.4.2 混合燃料对层流火焰速度的影响 |
2.4.3 混合燃料对层流火焰速度质量流量灵敏度的影响 |
2.4.4 混合燃料对火焰结构的影响 |
2.4.4.1 混合燃料对主要反应物摩尔数及反应路径的影响 |
2.4.4.2 混合燃料对中间反应物摩尔数及反应路径的影响 |
2.4.4.3 混合燃料对主要产物摩尔数及反应路径的影响 |
2.5 本章小结 |
第3章 二甲醚/汽油双燃料内燃机的燃烧与排放特性分析 |
3.1 台架系统的搭建 |
3.2 燃烧与放热基本计算公式 |
3.3 试验方法 |
3.4 怠速工况下二甲醚对汽油机燃烧过程的研究 |
3.4.1 二甲醚低温氧化放热效应对缸内平均温度的影响 |
3.4.2 二甲醚低温氧化放热效应对放热率的影响 |
3.4.3 二甲醚低温氧化放热效应对累积放热分数的影响 |
3.4.4 掺二甲醚对汽油机缸内燃烧过程的影响 |
3.5 怠速工况下掺二甲醚汽油机燃油经济性与排放的研究 |
3.5.1 掺二甲醚对燃油经济性的影响 |
3.5.2 掺二甲醚对燃烧过程的影响 |
3.5.3 掺二甲醚对循环波动的影响 |
3.5.4 掺二甲醚对HC、CO及 NOx的影响 |
3.6 部分负荷掺二甲醚对汽油机燃烧及排放的研究 |
3.6.1 掺二甲醚对动力性与燃油经济性的影响 |
3.6.2 掺二甲醚对燃烧过程的影响 |
3.6.3 掺二甲醚对循环波动的影响 |
3.6.4 掺二甲醚对有害排放的影响 |
3.7 部分负荷点火时刻对二甲醚/汽油双燃料内燃机性能的研究 |
3.7.1 点火时刻对动力性的影响 |
3.7.2 点火时刻对燃烧过程的影响 |
3.7.3 点火时刻对缸内循环波动的影响 |
3.7.4 点火时刻对排放的影响 |
3.8 本章小结 |
第4章 二甲醚/汽油混合燃料内燃机燃烧特性数值模拟研究 |
4.1 数值模拟理论与仿真模型的建立 |
4.1.1 控制方程 |
4.1.2 湍流模型 |
4.1.3 喷雾模型 |
4.1.4 燃烧模型 |
4.1.5 排放模型 |
4.2 仿真模型的建立 |
4.2.1 台架系统的搭建 |
4.2.2 几何模型的建立 |
4.2.3 计算网格的生成 |
4.2.4 初始条件与边界条件参数选择 |
4.2.5 喷油器标定 |
4.2.6 模型准确性分析 |
4.3 缸内燃烧过程分析 |
4.3.1 湍动能分析 |
4.3.2 冷态速度流场的分析 |
4.3.3 湍流火焰传播速率分析 |
4.3.4 缸内平均燃烧温度的分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 二甲醚/汽油复合喷射内燃机的燃烧与排放特性分析 |
5.1 台架系统的搭建 |
5.2 试验方案 |
5.3 不同喷射策略对二甲醚/汽油复合喷射内燃机性能特性的分析 |
5.3.1 喷射策略对动力性的影响 |
5.3.2 喷射策略对缸内燃烧的影响 |
5.3.3 喷射策略对循环波动的影响 |
5.3.4 喷射策略对排放的影响 |
5.4 喷射比例对二甲醚/汽油复合喷射内燃机性能特性的分析 |
5.4.1 喷射比例对燃油经济性的影响 |
5.4.2 喷射比例对缸内燃烧过程的影响 |
5.4.3 喷射比例对循环波动的影响 |
5.4.4 喷射比例对排放的影响 |
5.5 点火提前角对二甲醚/汽油复合喷射内燃机性能特性的分析 |
5.5.1 点火提前角对燃油经济性的影响 |
5.5.2 点火提前角对内燃机燃烧过程的影响 |
5.5.3 点火提前角对循环波动的影响 |
5.5.4 点火提前角对内燃机HC、NOx、CO与颗粒物排放的影响 |
5.6 二甲醚能量分数对缸内直喷汽油机燃烧与排放特性的分析 |
5.6.1 二甲醚能量分数对燃油经济性的影响 |
5.6.2 二甲醚能量分数对燃烧的影响 |
5.6.3 二甲醚能量分数对循环波动的影响 |
5.6.4 二甲醚能量分数对排放的影响 |
5.7 不同负荷对二甲醚/汽油复合喷射内燃机燃烧与排放特性分析 |
5.7.1 不同负荷对动力性的影响 |
5.7.2 不同负荷对燃烧的影响 |
5.7.3 不同负荷对循环波动的影响 |
5.7.4 不同负荷对HC、NOx、CO与颗粒物排放的影响 |
5.8 本章小结 |
结论与展望 |
创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文 |
致谢 |
(10)合成气一步法制二甲醚催化剂的设计与改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 二甲醚的性质及其应用 |
1.1.1 二甲醚的性质 |
1.1.2 二甲醚的应用 |
1.2 二甲醚的合成工艺 |
1.2.1 合成气两步法制二甲醚 |
1.2.2 合成气一步法制二甲醚 |
1.2.3 二氧化碳制二甲醚 |
1.2.4 生物质合成二甲醚 |
1.3 一步法合成二甲醚催化剂 |
1.3.1 甲醇合成催化剂 |
1.3.2 甲醇脱水催化剂 |
1.3.3 二甲醚合成双功能催化剂 |
1.3.4 双功能催化剂的失活 |
1.3.5 水煤气变换反应的研究 |
1.4 研究内容及意义 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验仪器与试剂 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验试剂 |
2.2 催化剂制备 |
2.2.1 Cu/Zn催化剂的制备 |
2.2.2 CuZnAl水滑石的制备 |
2.3 催化剂性能评价 |
2.3.1 实验流程图 |
2.3.2 催化剂评价过程 |
2.4 催化剂表征 |
2.4.1 XRD表征 |
2.4.2 NH_3-TPD表征 |
2.4.3 H_2-TPR表征 |
2.4.4 FT-IR表征 |
2.4.5 氮气吸脱附表征 |
2.4.6 SEM表征 |
2.4.7 TEM表征 |
2.4.8 XPS表征 |
2.4.9 CO/H_2O-TPSR-MS表征 |
第3章 催化剂的疏水改性 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 催化剂制备 |
3.2.2 催化剂表征 |
3.2.3 催化剂性能评价 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 接触角测试 |
3.3.2 XRD表征 |
3.3.3 氮气吸脱附表征 |
3.3.4 FT-IR表征 |
3.3.5 热重分析 |
3.3.6 XPS表征 |
3.3.7 H_2-TPR表征 |
3.3.8 催化剂性能 |
3.3.9 CO/H_2O-TPSR-MS |
3.3.10 疏水机理 |
3.4 小结 |
第4章 水滑石为前驱体的双功能催化剂 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 催化剂制备 |
4.2.2 催化剂表征 |
4.2.3 催化剂性能评价 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 XRD表征 |
4.3.2 SEM表征 |
4.3.3 TEM表征 |
4.3.4 氮气吸脱附表征 |
4.3.5 催化剂性能 |
4.3.6 H_2-TPR表征 |
4.3.7 NH_3-TPD表征 |
4.4 反应条件的考察 |
4.4.1 反应温度的影响 |
4.4.2 反应空速的影响 |
4.5 小结 |
第5章 本文总结与展望 |
5.1 本文总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
四、新型清洁燃料——二甲醚(论文参考文献)
- [1]燃料特性对双燃料发动机燃烧及排放的影响[D]. 于凡. 吉林大学, 2021(01)
- [2]燃油喷射参数对柴油机燃用不同含氧燃料燃烧及排放影响研究[D]. 蒋状. 西华大学, 2021(02)
- [3]环境规制、政府扶持与工业企业发展 ——以中国煤化工行业为例[D]. 司传煜. 中国社会科学院研究生院, 2021(12)
- [4]清洁燃料二甲醚的燃烧特性研究[J]. 李晓光,肖松. 应用能源技术, 2021(01)
- [5]压力条件下气体火焰燃烧特性的热流量法测量及机理研究[D]. 王式兴. 浙江大学, 2020(01)
- [6]分布式供能系统中的联合循环特性研究[D]. 王树成. 华北电力大学(北京), 2020
- [7]新型植入式铜基双功能催化剂的制备及催化合成气一步法制二甲醚研究[D]. 孙英淇. 大连理工大学, 2020(02)
- [8]二甲醚/汽油复合喷射对发动机排放的影响[D]. 王超. 吉林大学, 2020(08)
- [9]掺二甲醚汽油机燃烧与排放特性的试验研究[D]. 石磊. 北京工业大学, 2019(03)
- [10]合成气一步法制二甲醚催化剂的设计与改性研究[D]. 田莎. 中国石油大学(北京), 2019(02)