TEPA调控AMP-DGDE水溶液相变吸收CO2性能及机理

相变吸收剂在降低CO₂捕集能耗方面具有较大优势,但现有吸收剂普遍存在再生性能差的问题。基于2-氨基-2-甲基-1-丙醇 (AMP) 的吸收剂再生性能优异,但通常难以发生相变。利用四乙烯五胺 (TEPA) 作为相变调控剂引入AMP-二乙二醇二甲醚 (DGDE) 水溶液,构建了具有良好再生性能的新型相变吸收剂AMP-DGDE-TEPA。在最佳配比下,AMP-DGDE-TEPA的吸收负荷可达0.88 mol∙mol⁻¹,其中97.6%的CO₂富集于溶液下层,下层体积仅占总体积51%。经7次吸收-解吸循环,吸收剂的吸收负荷仍能保持0.63 mol∙mol⁻¹,再生效率为71.6%。¹³C核磁共振结果表明,AMP与CO₂反应生成易于分解的碳酸氢盐,因而吸收剂具有良好的再生性能;而TEPA的引入可使系统中生成稳定的质子化TEPA和氨基甲酸盐。质子化TEPA和氨基甲酸盐具有高极性,可打破吸收剂原有的均相状态,促使吸收剂发生液-液相变。相比于DGDE,H₂O和极性反应产物之间具有更强的相互作用力,这些物质聚集形成CO₂富相,而DGDE则单独形成CO₂贫相。此外,AMP-DGDE-TEPA的再生显热和潜热仅为0.33和0.43 GJ∙t⁻¹ CO₂,具有良好的节能潜力。该研究结果可为高效低能耗碳捕集材料的制备提供参考。     

一种城市垃圾焚烧炉渣资源化利用的方法

该发明公开了一种城市垃圾焚烧炉渣资源化利用的方法。其工艺是：将垃圾焚烧炉渣原料经过去除金属和筛分预处理后,送入钢球磨中进行粉碎,然后再用微粉风选机分选,分选出的粗颗粒被送回钢球磨中继续粉碎,而细炉渣粉则随风选机的排风一起进入布袋式除尘器中,细炉渣粉被收集起来作为成品。该发明改变了炉渣仅作为路基材料或制砖材料的应用现状,作为炉渣资源化利用的一种新途径,提高了炉渣的经济附加值。     

蒸汽相变促进可溶PM2.5凝结增长的数值分析

为利用蒸汽相变原理促进氨法脱硫系统排放细颗粒物(PM2.5)的脱除,建立多分散颗粒的凝结增长动力学模型,利用数值模拟方法研究了可溶硫酸铵颗粒的凝结增长规律,并将典型粒径可溶与不可溶颗粒的凝结增长过程进行对比分析.结果表明:不同粒径硫酸铵颗粒的增长速率相近,等温系统的凝结增长效果优于绝热系统;对于同一初始粒径分布下的可溶和不可溶颗粒,微米尺度可溶颗粒的增长速率始终大于不可溶颗粒,亚微米尺度可溶颗粒的增长速率先大于而后小于不可溶颗粒,使得二者的增长曲线存在一个交叉点;蒸汽饱和度增大能显著促进硫酸铵颗粒的增长;等温系统中温度对硫酸铵颗粒的增长影响显著,绝热系统中温度的影响较弱.     

能源桩试验材料热力学参数测试研究

提出在传统混凝土能源桩的基础上加入相变材料和钢纤维来提高能源桩的换热效率,通过钢球封装相变材料不仅将相变材料应用于混凝土,而且钢纤维和钢球的高导热特性可以改善相变材料导热性能上的不足,提高相变储能混凝土的导热性,为相变材料在能源桩工程的应用提供参考依据。通过相变钢纤维混凝土材料不同热力学参数测试的具体过程和结果发现纤维增强型混凝土破坏时没有明显的碎块和崩落,是因为钢纤维与裂缝两边混凝土之间的粘结应力起着约束裂缝开展的作用,从而降低混凝土脆性破坏程度;另外钢纤维可以很好的补偿低导热的相变材料所带来的缺陷,使能源桩整体的导热性能得以提高;钢纤维会降低混凝土的比热容,但砂率对混凝土的比热容有明显的影响。此结果会为后续评估和优化能源桩热交换系统提供参数指导。     

液氮泡沫发生器内流动特性研究

低温液氮与泡沫混合液直接接触产生氮气泡沫是一种新型的掺混形式,利用液氮高汽化比的特点,搭建液氮泡沫可视化实验装置,进行氮气-水两相流及液氮泡沫流动特性的研究。结果表明,液氮相变产生大量氮气,其与泡沫液混合产生泡沫,温度有所回升,最终趋于泡沫混合液温度;管路沿程压降较小;液氮射流破碎及流动过程可分为6个区域:低温液氮区、向上循环翻滚区、滞留区、泡沫与泡沫混合液混合区、致密泡沫区、泡沫混合液区。流体向下游流动过程中持续发泡;为防止管路结冰,需合理控制泡沫混合液与液氮流量。     

冻融作用下非饱和土热水力耦合数值模拟

基于多孔介质力学建立非饱和土在冻结过程中的耦合方程并进行单向冻融过程的数值求解及模拟分析。把非饱和冻土当作固体土颗粒、未冻水、冰晶及孔隙气组成的多孔多相介质,在小变形假定下建立了考虑冰-水、水-水汽相变的非饱和冻土的质量守恒、动量守恒方程,以及能量方程、耗散不等式、热平衡方程。结合冻融过程中的渗透特性以及应力应变关系,对单向冻融条件下的非饱和土柱封闭系统进行了数值求解,计算结果表明冷端冻结温度的数值对非饱和土柱的顶部位移影响较大,而对温度场的分布规律以及冻结区的含水率分布影响较小。研究结果可为寒区非饱和土工程的设计和施工提供指导。     

浅析水轮机磨蚀中的冲击相变

水轮机的磨蚀由来已久并且非常普遍,通过阐述水轮机磨蚀的类型以及泥沙磨损、气蚀中的冲击相变,结合铁以及铁基合金的冲击相变特征,可看出冲击相变是水轮机磨蚀的一个微观过程。我国700MW的水轮机已经投入运行,1000MW的水轮机正在研制当中,随着大功率水轮机应用的不断增加,开展水轮机运行中的冲击相交研究有着很强的现实意义。     

相变微胶囊在节能环保中的应用研究进展

改性相变微胶囊作为新型环境功能材料,以其优良的保温性能、节能减排和吸附作用成为材料科学、环境科学等前沿学科的研究热点.本文首先介绍了相变微胶囊的结构、相变机理和形貌类型,并围绕喷射干燥法、静电结合法、原位聚合法、界面聚合法、凝聚-相分离法等5种制备方法对微胶囊制备技术进行了详细的阐述.根据芯材物理状态的差异列举了不同类型的微胶囊,并归纳总结目前微胶囊应用存在的问题.重点综述了碳材料、金属材料及导电聚合物对相变微胶囊改性的研究.结果表明,改性相变微胶囊不仅提高了微胶囊自身的性能而且对环境质量可以起到良好的改善作用,具体体现在大气、水质、噪声、辐射等众多领域的应用.     

某型波段开关瞬动动作特性及失效机理

目的 研究某型波段开关瞬动动作特性及磨损失效机理。方法 通过建立瞬动机构物理模型,进行瞬动机构滑动件受力分析、转动力矩随旋转角度变化分析,研究瞬动开关瞬动动作特性,分析并探讨瞬动机构的磨损失效机理。结果 在波段开关的瞬动角度范围内,瞬动力矩随着转动角度θ的增加呈先增大、后减小的趋势。在瞬动初始状态,旋转力矩为最小值1.2 kg·cm;当瞬动处于中间位置（瞬动角度为16°）时,转动力矩为最大值1.5 kg·cm;随着转动角度θ继续增大,转动力矩不断减小,最终恢复至初始值,与实物瞬动复位功能相符。瞬动机构滑动件受基座的正压力N随转动角度θ的增加而增大。基座塑料受过大压力产生磨损,使转动（复位）力矩降低,滑动件无法复位,导致瞬动功能失效。结论 某型波段开关瞬动功能由滑动件钢球、基座长弧形斜坡、接触压力保证,弧面磨损致使钢球所受接触压力分量不足,导致瞬动功能失效,该失效机制为疲劳磨损失效。可通过改变基座材料、滑动件结构或材料以及改善瞬动机构工作条件来提高瞬动寿命和可靠性。     

清淤底泥脱水干化研究Ⅰ：相变式真空预压技术

针对底泥如何快速脱水干化问题,提出了一种相变式真空预压技术,实现了原位、高效和纯物理特点的快速脱水干化。通过室内模拟实验、现场实验和工程示范,先后开展了真空负压下纯水、水砂混合物和疏浚底泥的激烈相变点模拟研究,确定了温度和真空负压之间的变化规律,以及不同介质激烈相变点的确定方法,并探究了温度对底泥脱水干化效果的影响及温压耦合加载模式。结果表明：水的激烈相变点在相同介质下,随着真空负压增加而降低,不同介质中水的激烈相变点有所差异,纯水最低,水砂混合物次之,淤泥最高;通过累计出水量、出水速率和孔隙水压力的变化规律与温度之间关系确定了底泥的激烈相变点温度为68.7 ℃,脱水干化后的含水率为16.1 %,较常规真空预压降低了34.2 %,较电渗式真空预压降低了26.5 %,体积压缩率达到60.5 %,固结度97.2 %;确定了温压耦合加载模式,工程应用中初始真空负压为20~30 kPa,持续时间为3 d,其次为50~60 kPa,持续时间为5 d,然后真空满载 (80 kPa以上) ,真空满载后开始持续加载温度至底泥激烈相变点附近,并采用温控电箱进行间歇式加载,保证底泥温度一直处于激烈相变点附近,脱水速率最大化,节约能耗。该研究成果为底泥快速脱水干化提供一种新技术,并为此类工程的实施提供技术指导。