煤基及生物质基燃料研究进展

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作者 杨国辉 陈瑞华 +6 位作者 王诗桥 李涛 赵梅梅 张西标 王振华 邢涛 隋建才 《煤化工》 2024年第6期84-88,共5页

阐述了煤基及生物质基燃料的研究现状、生产方法及发展趋势。以煤基合成气为原料制备燃料的方向有燃料乙醇、特种燃料、纳米碳氢燃料等。其中,燃料乙醇的醋酸、醋酸酯合成方法比较成熟,研究重点为开发成本较低的催化剂,合成气一步法等... 阐述了煤基及生物质基燃料的研究现状、生产方法及发展趋势。以煤基合成气为原料制备燃料的方向有燃料乙醇、特种燃料、纳米碳氢燃料等。其中,燃料乙醇的醋酸、醋酸酯合成方法比较成熟,研究重点为开发成本较低的催化剂,合成气一步法等制燃料乙醇均处于小试阶段,需要进一步中试验证;合成气制备油品技术相对成熟,也有工业化生产装置,进一步加工生产航空煤油等特种燃料的技术还处于研究阶段;煤基纳米碳氢燃料目前处于开展燃烧试验阶段。生物质基燃料研究方向有生物柴油、航空煤油等,已经开发出新型生产工艺,有工业生产示范装置。 展开更多

关键词 煤基燃料 生物质基燃料 乙醇 航空煤油 生物柴油

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基于Aspen plus的典型林业生物质气化制氢过程模拟研究

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作者 高亚丽 田丽娜 +5 位作者 崔东旭 宋旭东 于广锁 王辅臣 李斌 卫俊涛 《新能源科技》 2024年第4期17-25,共9页

林业生物质作为一种独特的碳基可再生能源资源,其气化制氢技术的开发对于我国减少对化石能源的依赖、强化能源安全以及推进碳达峰与碳中和目标的实现非常重要。鉴于生物质气化制氢技术路径的多样性,基于热力学原理的深入评估与工艺优化... 林业生物质作为一种独特的碳基可再生能源资源,其气化制氢技术的开发对于我国减少对化石能源的依赖、强化能源安全以及推进碳达峰与碳中和目标的实现非常重要。鉴于生物质气化制氢技术路径的多样性,基于热力学原理的深入评估与工艺优化显得尤为重要,旨在实现林业生物质资源的高效转化与低成本绿色氢能的制备。本研究以典型林业生物质———松木屑作为原料,运用Aspen plus软件平台,构建了变压吸附生物质气化制氢系统模型。在气化工艺中,采用控制变量法,系统地探讨了氧当量比、气化温度及水气比等关键参数对氢气产量、热蒸汽生成量及系统电耗的综合影响。文章通过数据分析与比较,确定了气化温度850℃、氧当量比0.30、水气比0.1为本研究最优工况。燃气组分中氢气含量高达27.21%,伴随生成一氧化碳(33.15%)、二氧化碳(20.97%)、水蒸气(18.60%)、氮气(0.06%)及微量甲烷。变压吸附工艺产生的氢气体积数较大,为94.36 m3/h,且氢气较为纯净,但整个系统消耗电量相对较高,为42.57 kW·h。综上所述,本研究可以为林业生物质气化制氢技术的工艺优化提供数据支持与理论依据。 展开更多

关键词 林业生物质 气化 模拟 Aspen plus软件平台 制氢

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整体式催化剂在CO-PROX反应中的设计及应用研究进展

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作者 王晴 李维国 +5 位作者 李智 刘园园 孙宗壮 李晓旋 脱永笑 冯翔 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第2期100-112,126,共14页

CO优先氧化(CO-PROX)反应是燃料电池H_(2)净化的关键步骤,对于提高燃料电池效率和减少有害排放具有重要意义。整体式催化剂因具有良好的热稳定性和抗聚集性、较低的压降、较高的机械强度和较好的传质传热特性而逐渐成为研究热点。综述了... CO优先氧化(CO-PROX)反应是燃料电池H_(2)净化的关键步骤,对于提高燃料电池效率和减少有害排放具有重要意义。整体式催化剂因具有良好的热稳定性和抗聚集性、较低的压降、较高的机械强度和较好的传质传热特性而逐渐成为研究热点。综述了CO-PROX反应整体式催化剂(金属整体式催化剂、陶瓷整体式催化剂和3D打印聚合物整体式催化剂)的研究进展,重点分析了整体框架和催化剂涂层制备技术等对其催化性能的影响,并对比了不同类型CO-PROX反应整体式催化剂的优缺点。分析了CO-PROX反应整体式催化剂目前面临的挑战,并对其未来研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 CO优先氧化反应 整体式催化剂 燃料电池 整体框架 催化剂涂层

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整体煤气化燃料电池发电与甲醇联产系统运行特性

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作者 孙少东 李智 +6 位作者 袁本峰 李延安 刘云 刘鑫 路文学 张志伟 李成新 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期49-55,共7页

基于实际煤化工系统,开展煤气化化工与固体氧化物燃料电池、燃气透平耦合技术研究是加快IGFC工程化及商业化发展的新思路。选取山东能源集团旗下内蒙古荣信化工多喷嘴对置式水煤浆气化生产甲醇系统,借助化工流程分析软件Aspen Plus开展... 基于实际煤化工系统,开展煤气化化工与固体氧化物燃料电池、燃气透平耦合技术研究是加快IGFC工程化及商业化发展的新思路。选取山东能源集团旗下内蒙古荣信化工多喷嘴对置式水煤浆气化生产甲醇系统,借助化工流程分析软件Aspen Plus开展煤气化化工与固体氧化物燃料电池、透平工艺流程构建,通过仿真计算研究运行参数对整体煤气化燃料电池发电与甲醇联产(IGFC-CMP)系统的影响,并对典型条件下系统化工品产出、电力和热力出力进行分析。在此基础上分析气化炉关键参数对各关键部件出力、效率及其他运行参数的影响。结果表明,甲醇生产装置联合燃料电池发电,使系统整体效率由57.71%提高至59.22%,说明新系统在能源利用效率方面具有优越性。水煤浆浓度由55%提升至60%时,对燃料电池功率和效率影响最大,对整体效率提升较小。燃料电池效率由42.46%提升至68.42%,功率由2.65 MW提升至4.22 MW,透平1功率由6.23 MW提升至6.56 MW。抽气占比由0提升至51.59%时,由于抽气量相对合成气总量不到2%,因此对甲醇产量影响较小,整体效率由59.20%提升至60.70%。通过抽取部分净化气实现“化工品-热-电”供给调节可行,建议通过设置并联备用机组实现发电机组扩容,以减少运行调控难度及维持燃料电池高效率。通过对原甲醇生产系统的优化设计,不仅提高了系统整体能效,也实现了从单一输出化工品、余热到“化工品-热-电”联供的转变,为缓解化工系统生产用电压力,优化产品多样性和经济性提供新思路。 展开更多

关键词 水煤浆气化制甲醇 固体氧化物燃料电池 燃气透平 整体煤气化燃料电池

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超分子聚合物衍生的新型Nb(PO_(4))O的制备及其在钠离子电池中的应用

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作者 顾鑫 尚鑫超 +4 位作者 王明清 刘涛 邢涛 李跃然 李忠涛 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期220-229,共10页

由于资源有限和成本较高,锂电池的大规模应用受到影响。相比之下,钠资源储量丰富,作为锂的替代品逐渐得到重视。然而,由于钠离子较大的半径,在电极嵌入/脱出过程中会使材料发生较大的体积变化,导致结构坍塌。要实现钠电的高性能应用,必... 由于资源有限和成本较高,锂电池的大规模应用受到影响。相比之下,钠资源储量丰富,作为锂的替代品逐渐得到重视。然而,由于钠离子较大的半径,在电极嵌入/脱出过程中会使材料发生较大的体积变化,导致结构坍塌。要实现钠电的高性能应用,必须研发具有长循环寿命和优良倍率性能的负极材料。通过植酸三聚氰胺超分子聚合物辅助,运用一步煅烧法合成了一种新型的聚阴离子化合物氧化磷酸铌Nb(PO 4)O。该材料具备稳定的大框架结构,保证了钠离子的快速传输;表面疏松的片状结构有利于电解液和电极之间进行传质,有效缩短扩散路径。当用作钠电负极组装钠离子电池时,在1000 mA·g^(-1)的电流密度下,3000次循环以后可逆放电比容量达到133.7 mA·h·g^(-1);在4000 mA·g^(-1)的高电流密度下,可逆比容量仍有117.9 mA·h·g^(-1),与Nb_(2)O_(5)相比,具有明显的倍率性能和超长的循环稳定性。 展开更多

关键词 钠离子电池 负极材料 聚阴离子化合物 氧化磷酸铌

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纤维素衍生硬炭的结构调控和储钠性能研究

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作者 刘海燕 苑仁鲁 +4 位作者 龙厚坤 沈祺 赵博洋 刘学伟 宋怀河 《石油化工高等学校学报》 CAS 2024年第6期62-73,共12页

纤维素来源丰富,易形成球形结构,是制备高性能储钠硬炭材料的重要前驱体。探究了天然纤维素、甲种纤维素、微晶纤维素等纤维素前驱体的结构及其在水热成球过程中的变化;分析纤维素衍生硬炭的微晶结构与其前驱体电化学储钠性能的关系,并... 纤维素来源丰富,易形成球形结构,是制备高性能储钠硬炭材料的重要前驱体。探究了天然纤维素、甲种纤维素、微晶纤维素等纤维素前驱体的结构及其在水热成球过程中的变化;分析纤维素衍生硬炭的微晶结构与其前驱体电化学储钠性能的关系,并优选了纤维素前驱体。结果表明,纤维素衍生硬炭的结晶度与纤维素前驱体的结晶度呈正相关;甲种纤维素衍生硬炭闭孔体积最大,缺陷密度适中,储钠容量最高,是最佳的纤维素前驱体;在220℃的温度下,对甲种纤维素进行水热处理,所得纤维素衍生硬炭呈球形形貌,并且兼具高储钠容量和倍率性能,在20、2000 mA/g的电流密度下的可逆容量分别为329.4、53.9 mA·h/g。 展开更多

关键词 纤维素 硬炭 结晶度 球形形貌 钠离子电池

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APC在直吹式煤粉炉控制系统的应用研究

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作者 党启柏 李磊 +4 位作者 郭艳林 徐继友 李伟 刘成 徐江 《山东化工》 CAS 2024年第4期242-244,251,共4页

直吹式煤粉炉燃烧系统具有非线性、滞后性以及强耦合性等特点。常规自动化控制只适用于一定负荷条件下,而对变负荷及煤质变化等适应性差,不能满足用气负荷变化速度。APC(Advanced Process Control)先进过程控制[1]系统的出现,大大改善... 直吹式煤粉炉燃烧系统具有非线性、滞后性以及强耦合性等特点。常规自动化控制只适用于一定负荷条件下,而对变负荷及煤质变化等适应性差,不能满足用气负荷变化速度。APC(Advanced Process Control)先进过程控制[1]系统的出现,大大改善了传统PID控制[2]的控制效果,使优化结果始终处于安全允许的范围内,确保煤粉锅炉及发电系统运行安全性,同时,根据负荷和煤质的变化,优化配风和给煤,使锅炉系统有较高的运行效率。 展开更多

关键词 直吹式煤粉炉 APC(先进过程控制) 控制

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“双碳”目标下山东能源集团煤化工产业高质量发展路径研究 被引量：3

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作者 吴永国 李涛 夏水林 《中国煤炭》 2022年第8期33-38,共6页

以煤为基础的化工产业是山东能源集团六大主导产业之一,为更好地推动“双碳”目标下煤化工产业向高端化、多元化、低碳化发展,加快推动现代煤化工全产业链模式升级,介绍了山东能源集团煤化工产业发展现状以及近年来煤化工领域依托企业... 以煤为基础的化工产业是山东能源集团六大主导产业之一,为更好地推动“双碳”目标下煤化工产业向高端化、多元化、低碳化发展,加快推动现代煤化工全产业链模式升级,介绍了山东能源集团煤化工产业发展现状以及近年来煤化工领域依托企业、科研单位的主要技术成果及其应用情况,分析了山东能源集团煤化工发展过程中存在的主要问题。结合习近平总书记在陕西榆林“9·13”讲话精神,从“拓展产业链、提升价值链”“优化产业区域布局”和“科技研发与成果转化”3个方面阐述了山东能源集团“十四五”期间煤化工高端化、多元化、低碳化的发展路径,介绍了煤气化技术创新与集成、高端化煤化工产品开发、新能源技术、节能环保新技术等重大科研攻关方向,并为煤化工产业的高质量发展提出指导性建议。 展开更多

关键词 “双碳”目标 煤化工产业 新型辐射废锅水煤浆气化技术 高端改性聚甲醛新产品 高质量发展 山东能源集团

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水煤浆流变特性影响因素及相关研究 被引量：5

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作者 杨国辉 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2022年第7期76-80,共5页

水煤浆是固液两相有触变性不稳定的非牛顿流体,其流变特性相对比较复杂,尤其对煤浆的稳定性有重要影响,煤浆具有良好的流变特性对在管道中稳定输送起到关键作用。影响水煤浆流变特性的因素较多,主要有煤种煤质情况、煤粉的粒度级配、添... 水煤浆是固液两相有触变性不稳定的非牛顿流体,其流变特性相对比较复杂,尤其对煤浆的稳定性有重要影响,煤浆具有良好的流变特性对在管道中稳定输送起到关键作用。影响水煤浆流变特性的因素较多,主要有煤种煤质情况、煤粉的粒度级配、添加剂的种类及用量等因素;详细论述了各因素对水煤浆流变特性的影响,给出了水煤浆在良好流变特性状态下的粘度范围,并给出了改善水煤浆流变特性的方法,比如如何选取配煤的比例、添加剂的适配性、煤粉合理的粒度级配及堆积效率等,同时也分析了水煤浆流变特性变化的原因。通过以上方法的调配,水煤浆的流变特性得到改善,保证了水煤浆在静止状态下粘度适中,有良好的稳定性,动态时流动性较好,保证生产过程中的稳定输送及正常运行。 展开更多

关键词 水煤浆 流变特性 稳定性 配煤

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优先氧化脱除氢源中CO的催化剂研究进展

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作者 江甜 李智 +2 位作者 沈祺 雷军 张清建 《煤化工》 CAS 2023年第5期56-61,154,共7页

氢气作为清洁、高效的二次能源具有越来越广泛的用途。当氢气作为质子交换膜燃料电池的原料时,微量一氧化碳(CO)就会明显影响燃料电池的效率和使用寿命,需进行深度脱除。简述了采用CO优先氧化法脱除氢气源中CO的催化剂研究进展,重点分... 氢气作为清洁、高效的二次能源具有越来越广泛的用途。当氢气作为质子交换膜燃料电池的原料时,微量一氧化碳(CO)就会明显影响燃料电池的效率和使用寿命,需进行深度脱除。简述了采用CO优先氧化法脱除氢气源中CO的催化剂研究进展,重点分析了贵金属催化剂、贵金属与非贵金属组合催化剂、铜铈催化剂及其他新型催化剂的研究现状,同时探讨了水和二氧化碳对催化剂性能的影响,并对未来CO脱除技术的发展趋势及前景进行了展望。 展开更多

关键词 H_(2) CO深度脱除 优先氧化法 催化剂

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氢燃料电池汽车用氢气中痕量硫化物的分析进展

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作者 成春喜 王目周 +1 位作者 申友军 雷军 《福建分析测试》 CAS 2024年第1期15-21,共7页

氢燃料电池汽车(FCV)用氢气中的痕量硫化物会导致催化剂中毒,使电池的性能显著下降。各标准组织均对氢燃料电池用氢气中的硫含量做了严格的限值,要求硫化物的含量(以H_(2)S或S_(1)计)低于0.004μmol/mol,这对硫化物的分析提出了很高的... 氢燃料电池汽车(FCV)用氢气中的痕量硫化物会导致催化剂中毒,使电池的性能显著下降。各标准组织均对氢燃料电池用氢气中的硫含量做了严格的限值,要求硫化物的含量(以H_(2)S或S_(1)计)低于0.004μmol/mol,这对硫化物的分析提出了很高的要求。本文介绍了气体分析领域中各种痕量硫分析的方法和原理,比较了它们的优缺点,并对它们在FCV用氢中痕量硫分析的应用进行了探讨。 展开更多

关键词 氢燃料电池汽车 氢气 痕量硫化物

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聚合物辅助生成焦磷酸铌NbP1.8O7用于钠离子电池负极

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作者 李忠涛 吕青 +2 位作者 刘涛 邢涛 刘海燕 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期182-188,共7页

提出一种利用聚合物合成焦磷酸铌NbP1.8O7的简易方法,采用聚合物辅助一步煅烧,通过调控含磷聚合物的加入量来制备纯相的焦磷酸铌,调控煅烧升温速率以进一步提高负极材料的无定型化,考察电极材料的电化学性能。结果表明:优化后的电极材... 提出一种利用聚合物合成焦磷酸铌NbP1.8O7的简易方法,采用聚合物辅助一步煅烧,通过调控含磷聚合物的加入量来制备纯相的焦磷酸铌,调控煅烧升温速率以进一步提高负极材料的无定型化,考察电极材料的电化学性能。结果表明:优化后的电极材料电化学储钠性能优异;制备5℃/min升温速率下的趋于无定形的焦磷酸铌在1 000 mA/g的电流密度下循环5 000圈后可逆放电比容量仍有164.6 mA·h/g,在2 000 mA/g的大电流密度下循环5 000圈后仍有101.37 mA·h/g的高可逆比容量。 展开更多

关键词 钠离子电池 负极材料 聚阴离子化合物 焦磷酸铌

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制备条件对ScYSZ薄膜形貌的影响及其生长模型

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作者 李韫琪 李成新 +1 位作者 李智 刘涛 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第5期601-605,共5页

采用溶液旋涂法在石英基体上制备了氧化钇氧化钪共稳定氧化锆(ScYSZ)阻挡层薄膜,对前驱体的热分解过程进行了分析,并研究了基体温度和热处理温度对薄膜形貌的影响,在此基础上揭示了前驱体溶液结晶形核生长的过程。结果表明:前驱体在580... 采用溶液旋涂法在石英基体上制备了氧化钇氧化钪共稳定氧化锆(ScYSZ)阻挡层薄膜,对前驱体的热分解过程进行了分析,并研究了基体温度和热处理温度对薄膜形貌的影响,在此基础上揭示了前驱体溶液结晶形核生长的过程。结果表明:前驱体在580℃完全分解。不同温度基体上薄膜的表面形貌表明,降低基体温度有利于晶体形核生长。薄膜经不同温度热处理后的表面形貌显示,热处理促进晶体生长与再结晶。在氧化钆掺杂氧化铈(GDC)电解质基体上制备了致密的ScYSZ薄膜,证实了晶体形核生长的规律。 展开更多

关键词 阻挡层 薄膜 形核 溶液旋涂 固体氧化物燃料电池

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