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制浆造纸厂污泥热分解特性及其动力学、热力学分析
1
作者 丁蕾 陈方军 +1 位作者 任冠龙 熊勤钢 《能源环境保护》 2024年第2期180-189,共10页
热解技术在制浆造纸厂污泥的无害化、资源化、减量化处置方面具有很大的应用潜力。目前对制浆造纸厂污泥在热解过程的热解行为、热动力学特性和产品组成情况了解仍不全面。采用热重红外联用(TG-FTIR)、快速热解-气质联用(Py-GC/MS)技术... 热解技术在制浆造纸厂污泥的无害化、资源化、减量化处置方面具有很大的应用潜力。目前对制浆造纸厂污泥在热解过程的热解行为、热动力学特性和产品组成情况了解仍不全面。采用热重红外联用(TG-FTIR)、快速热解-气质联用(Py-GC/MS)技术,研究了制浆造纸厂污泥在不同加热速率下的热分解行为以及挥发性产物的释放特性,并采用多组分平行反应动力学模型、动力学补偿法以及主图法探究了有机物热解动力学。研究结果表明,制浆造纸污泥中的有机物质主要集中在温度范围为140℃至600℃之间进行热解,热解产物主要包括H_(2)O、CH_(4)、CO_(2)、CO、NH_(3)、酮、醛、羧酸、酚、芳烃、醚和醇类等物质。随着热解温度升高至600~900℃时,制浆造纸污泥中的CaCO_(3)将会分解,产生大量CO_(2),同时CO_(2)会与热解炭反应生成CO。研究采用的4组分的平行反应动力学模型可以较好地描述制浆造纸污泥中的有机物分解过程。4个假组分的平均表观活化能分别为171.54、179.50、192.05、200.86 kJ/mol;指前因子分别为1.74×10^(11)~8.34×10^(16)、1.47×10^(11)~5.55×10^(13)、1.40×10^(11)~1.55×10^(12)、1.67×10^(10)~1.34×10^(13)s^(-1)。不同组分之间遵循不同的反应机理模型,随着转化分数增加反应机理模型也会逐渐发生变化。 展开更多
关键词 制浆造纸污泥 热解 动力学 热力学 热重红外
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煤气化渣制备碳硅介孔材料及甲基橙吸附性能研究
2
作者 胡崟 莫立焕 +4 位作者 李军 熊勤钢 浦丽伟 杨宸懿 陈永发 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1009-1014,共6页
开发了一种煤气化渣低成本制备碳硅介孔材料的方法,探究了影响孔结构的因素和在甲基橙中的吸附性能。采用酸浸法制备碳硅介孔材料,通过材料的孔隙结构和金属氧化物浸出率对制备工艺进行优化。结果表明,温度和时间影响较小,原料粒径和酸... 开发了一种煤气化渣低成本制备碳硅介孔材料的方法,探究了影响孔结构的因素和在甲基橙中的吸附性能。采用酸浸法制备碳硅介孔材料,通过材料的孔隙结构和金属氧化物浸出率对制备工艺进行优化。结果表明,温度和时间影响较小,原料粒径和酸浓度影响较大。粒径较小的原料酸浸之后比表面积更大,酸浓度对于碳硅介孔材料的影响比较明显,最佳的酸浓度为16%(质量分数),金属氧化物浸出率和残余碳含量综合影响着比表面积和孔容的大小。煤气化渣基碳硅介孔材料的吸附过程与伪二阶吸附模型最为接近,吸附平衡符合Langmuir模型,对甲基橙最大的吸附量为89.13 mg/g。 展开更多
关键词 煤气化渣 碳硅介孔材料 吸附性能 比表面积 金属氧化物浸出率
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基于MP-PIC的鼓泡流化床内煤气化过程数值模拟
3
作者 刘晓环 杨世亮 +1 位作者 熊勤钢 胡建杭 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2161-2166,共6页
本文采用多相流体网格质点方法探讨了流化床煤气化系统中颗粒尺度行为及不同操作参数(床层温度、气化剂流率)对气化特性的影响。研究结果表明:气化系统床层底部及稠密区处传热系数较大;煤和惰性床料的传热系数轴向分布不均匀且具有不同... 本文采用多相流体网格质点方法探讨了流化床煤气化系统中颗粒尺度行为及不同操作参数(床层温度、气化剂流率)对气化特性的影响。研究结果表明:气化系统床层底部及稠密区处传热系数较大;煤和惰性床料的传热系数轴向分布不均匀且具有不同的分布特征;随着床层温度的升高,煤和床料的传热系数均增加;提高气化炉内床层温度、空气流率、氧气流率和蒸气流率,碳转化率分别提高了16.3%、2.8%、4.1%和2.8%;与其他操作条件相比,床层温度对提高碳转化率的效果最显著。 展开更多
关键词 煤气化 鼓泡流化床 多相流体网格质点 碳转化率 洁净煤技术
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压力脉冲强化过滤实验及计算流体力学模拟研究
4
作者 汤超 莫立焕 +1 位作者 李军 熊勤钢 《中国造纸》 CAS 北大核心 2023年第9期125-135,共11页
为研究管状陶瓷膜过滤器过滤流场和压力脉冲强化过滤的机理,采用计算流体力学(CFD)模拟和实验相结合的办法,依据达西定律分析过滤器内多孔介质过滤性能,然后进行CFD模拟,分析不同工况下实验与模拟结果的差距,最后分析压力脉冲强化过滤... 为研究管状陶瓷膜过滤器过滤流场和压力脉冲强化过滤的机理,采用计算流体力学(CFD)模拟和实验相结合的办法,依据达西定律分析过滤器内多孔介质过滤性能,然后进行CFD模拟,分析不同工况下实验与模拟结果的差距,最后分析压力脉冲强化过滤效果和机理。结果表明,部分工况的参数与实验结果相近,然而部分工况有较大差距,但总体显示规律与实验结果相同;由于旋转增加了流体径向速度,使得过滤通量增加。随着转子转速提高,多孔介质过滤流量均有不同程度提高,相较于尾水口阀门关闭的过滤方式,保持尾水口阀门一定开度的方案更有利于增加过滤通量。 展开更多
关键词 膜过滤 CFD 达西定律
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基于宏观粒子方法直接数值模拟的气固系统大规模并行计算 被引量：1
5
作者 熊勤钢 葛蔚 《科研信息化技术与应用》 2008年第3期12-19,共8页
气固系统由于其时空多尺度结构和非线性非平衡特性特征,其机理还远未认识清楚。本文从直接数值模拟的角度论述了宏观粒子方法在气固系统机理探索中的应用。首先论述了宏观粒子方法的发展过程及其初期应用,随后介绍此方法的大规模并行计... 气固系统由于其时空多尺度结构和非线性非平衡特性特征,其机理还远未认识清楚。本文从直接数值模拟的角度论述了宏观粒子方法在气固系统机理探索中的应用。首先论述了宏观粒子方法的发展过程及其初期应用,随后介绍此方法的大规模并行计算的算法框架和性能,最后回顾了利用此方法的大规模并行模拟上千个固体颗粒的结果及所得到的重要结论。在本文的结尾,对宏观粒子方法对气固系统的未来工作做了一点展望。 展开更多
关键词 气固系统 直接数值模拟 大规模并行计算 宏观粒子方法
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基于时驱硬球算法与格子玻尔兹曼方法的颗粒流体系统直接数值模拟 被引量：6
6
作者 周国峰 王利民 +2 位作者 王小伟 熊勤钢 葛蔚 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第16期1246-1256,共11页
实现了一种直接数值模拟颗粒流体系统的耦合算法,颗粒间相互作用由时驱硬球算法描述,而流体的控制方程采用格子玻尔兹曼方法求解,流固耦合用浸入运动边界法实现.该方法使用欧拉网格求解流场,拉格朗日网格跟踪颗粒,避免了非结构化贴体网... 实现了一种直接数值模拟颗粒流体系统的耦合算法,颗粒间相互作用由时驱硬球算法描述,而流体的控制方程采用格子玻尔兹曼方法求解,流固耦合用浸入运动边界法实现.该方法使用欧拉网格求解流场,拉格朗日网格跟踪颗粒,避免了非结构化贴体网格方法需要重新划分网格的问题.通过模拟两个圆形颗粒在黏性流体中的沉降过程,成功地复现了经典的Drafting-Kissing-Tumbling(DKT)过程,验证了耦合算法的有效性. 展开更多
关键词 时驱硬球算法 格子玻尔兹曼方法 浸入运动边界法 颗粒流体系统 直接数值模拟
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