喷淋式助燃空气加湿型烟气冷凝余热回收系统实验研究

提高燃气锅炉烟气冷凝余热回收效率和降低烟气氮氧化物排放浓度研究工作具有重要的工程应用价值。提出了一种喷淋式助燃空气加湿型烟气冷凝余热回收方式。实验研究了助燃空气含湿量变化对燃气锅炉的烟气露点温度、系统热回收效率、氮氧化物排放浓度的影响规律。实验结果表明:当助燃空气的含湿量从3 g/kg增加到60 g/kg时,对应的烟气露点温度可提高8. 0℃;在维持喷淋水温度45℃、喷淋水质量流量0. 075 kg/s的工况下,烟气余热回收效率可达到8. 4%;排放烟气中的氮氧化物平均浓度可从101. 6 mg/m~3降低到53. 3 mg/m~3。当助燃空气含湿量处于40 g/kg时,燃气锅炉运行比较稳定,排放烟气中的氮氧化物平均浓度为70. 1 mg/m~3。     

催化氧化合成过氧乙酸的本征动力学

过氧乙酸是一种用途广泛的有机过氧化物.利用固体酸催化剂催化氧化乙酸从而间接氧化环己酮合成ε-己内酯是一种绿色生产过程,其中催化氧化乙酸生成过氧乙酸是关键步骤.借助化学滴定分析法,使用Mg/Sn/W复合氧化物为催化剂,以H2O2为氧化剂,以乙酸丁酯为共沸剂研究氧化乙酸生成过氧乙酸过程的本征动力学及过程中H2O2分解动力学.当催化剂粒径为160～200目时,内扩散影响可基本消除,当搅拌速度大于800 r·min－1时,外扩散可以忽略.使用幂函数型模型对动力学过程进行描述,研究结果表明,过氧乙酸生成反应本征动力学速率方程对H2O2、乙酸均为一级,反应活化能为6.76141×104 J·mol－1,指前因子为6.78090×106;适用于该反应过程体系的H2O2分解反应动力学的反应级数为1.59345,反应活化能为7.59041×104 J·mol－1,指前因子为1.08795×108.     

数据科学范式下的钙钛矿结构铁电新材料研究

 材料基因组计划倡导预测式新材料研发理念，推进高通量数据生产和利用技术，关注材料全生命周期价值。因此，材料基因组计划的执行需要在材料科学系统工程的框架下，集成统一计算、实验和理论等研究方法，以数据科学新范式为牵引、协同运用实验观测、理论建模和计算仿真研究范式，最终建立相关材料体系的性能与材料基因（原子系统的组成与结构）、工艺参数与使役条件之间的量化关系和数据库，实现新材料的按需设计和应用。本文在简单探讨科学研究范式、材料基因组计划和材料科学系统工程基本概念和方法的基础上，以钙钛矿结构氧化物铁电压电材料研究为例，探讨了数据科学范式下的新材料研究实践。结果表明，数据挖掘驱动的新材料设计确实可以降低探索时间和实验任务，加快新材料的发现和应用进程。     

带烟气循环的W型辐射管流动传热及NO_x排放特性

为解决W型辐射管温度均匀性差和NOx排放过高的问题,提出了一种新型带烟气循环的W型辐射管,建立了该辐射管的数学模型,并运用数值计算的方法进行了模拟研究.在验证模型可靠的基础上,对带烟气循环的W型辐射管和常规W型辐射管的流场、温度场和NOx排放进行了比较.结果表明:带烟气循环的W型辐射管气体平均流速是常规W型辐射管气体流速的3倍,有57.6%的烟气参与再循环;带烟气循环的W型辐射管中气体燃烧最高温度为2260 K,比W型辐射管低192K;带烟气循环的W型辐射管壁面温差为166 K,比常规W型辐射管的壁面温差小76 K;带烟气循环的W型辐射管的NOx排放量9.9×10-5,而W型辐射管的NOx排放达到7.98×10-4,高出将近7倍.     

再生WC-Co粉与混合稀土制备YG8硬质合金存在的脱碳问题研究

以再生WC粉混合制备YG8为研究对象,通过对合金性能和组织进行检测,结果发现,稀土的添加并没有抑制脱碳现象的生成,相反在一定程度上还加剧了碳的脱除。此外,与原生WC粉末制备的硬质合金相比,再生粉末制备的硬质合金,合金样品组织中出现更为明显的脱碳现象,这主要归因于再生粉末本身晶粒尺寸分布不均,杂质含量偏高等缺点,使粉末在球磨过程中易吸附有害气体,并出现更多的孔隙、空洞等缺陷,为碳的氧化或扩散提供动力。     

镍基催化剂对乙烷氧化脱氢制乙烯性能的研究

用均匀沉淀法制备了片状复合氧化镍NiMO(M=Li,Sr,Y,Fe,La)催化剂,并研究了其对乙烷氧化脱氢制乙烯的催化性能.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、程序升温还原(H2-TPR)和程序升温脱附(O2-TPD)等方法对镍基催化剂进行了表征.X射线衍射和扫描电子显微镜检测结果表明:助剂的加入对催化剂的形貌影响不大,仍为片状结构;平均粒径为5~10 nm.程序升温还原和脱附表征结果表明:助剂Li,Sr并未进入NiO晶格;而助剂Y,Fe,La与Ni之间具有相互作用,因而影响催化剂的理化性质和催化活性.其中,Fe掺杂的片状氧化镍催化剂对乙烯的选择性和收率均有所改善,340℃时NiFeO催化剂上的乙烯收率可达18.2%.     

VO2(A)纳米杆的水热合成、生长机理及光学特性

用V2O5和草酸作为初始原料,在水热条件下合成了VO2(A)纳米杆.通过改变初始的V2O5与草酸摩尔比以及反应时间制备纯相VO2 (A).样品的元素组成、微结构及光学性能分别被X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征.实验结果表明合成VO2 (A)的最佳条件为:反应温度230℃、保温24 h以及V2O5对草酸摩尔比为1∶1.5.结合XRD数据与SEM图像,提出一个转变、自组装和重结晶过程解释了VO2 (A)纳米棒的形成过程.     

Synthesis and optical properties of turquoise- and green-colored brownmillerite- type Ba2In2-x-yMnxAlyO5+x codoped with manganese and aluminum

Brownmillerite-type oxides Ba₂In_2-x-yMn_xAl_yO_5+x (0 ≤ x ≤ 0.6, 0 ≤ y ≤ 0.5) were prepared at 1300°C through solid-state reaction. X-ray diffraction (XRD) analysis showed that the structure symmetry evolved from orthorhombic to cubic with increasing Mn and Al contents. When y was greater than 0.3, peaks associated with small amounts of BaAl₂O₄ and Ba₂InAlO₅ impurities were observed in the XRD patterns. When substituted with a small amount of Mn (x ≤ 0.3), the Ba₂In_2-x-yMn_xAl_yO_5+x samples exhibited an intense turquoise color. The color changed to green and dark-green with increasing Mn concentration. UV–vis absorbance spectra revealed that the color changed only slightly upon Al doping. The valence state of Mn ions in Ba₂In_2-x-yMn_xAl_yO_5+x was confirmed to be +5 on the basis of X-ray photoelectron spectroscopic analysis. According to this analysis, the intense turquoise color of the Ba₂In_2-x-yMn_xAl_yO_5+x samples is rooted in the existence of Mn5+; thus, the introduction of Al does not affect the optical properties of the compounds.     

氧化铜公度与非公度反铁磁相变的比热研究

利用微机控制的扫描比热量热系统对氧化铜样品从液氮温度到室温作了精细的比热测量,实验在２２７Ｋ和２２１Ｋ附近检测到两个明显的比热反常,其起始转变分别发生在ＴＮ１＝２３１Ｋ和ＴＮ２＝２１３Ｋ,这两个温度值和中子磁散射室验的结果非常吻合。结合人们对ＣｕＯ单晶的中子散射实验,本文指出这两个比热异常分别对应于氧化铜非公度和公度和反铁磁,从非公度到公度的反铁磁转变为一级相变,而顺磁态到非公度反铁磁相的转变为二级相交,Ｔ＝２３０Ｋ处比热跃变量为２．３Ｊ／（ｍｏｌ·Ｋ）。     

新型CO_2气敏元件的研究

利用纳米技术和半导化技术,制备了ＣｕＯＢａＴｉＯ３ 复合氧化物电子陶瓷电容型ＣＯ２ 气敏元件,该元件可用于环境中ＣＯ２ 气体的监测．该元件在１２７ ～４７７ ℃范围,对ＣＯ２ 气体呈现较好的敏感特性;可测气体浓度范围０ ～９５ ％（ 体积分数,下同）,在低浓度范围（０～５％ ）内,电容与浓度呈线性关系;能经受高浓度ＣＯ２ 气流的冲击,有较快的响应恢复速度;重现性和选择性较好;是一种很有发展前途的ＣＯ２ 气敏元件．