生物柴油特性及作为混合燃料添加剂的研究

本文论述了生物柴油优越的理化特性可作为柴油的替代燃料，并讨论了生物柴油作为乙醇(甲醇)与柴油或汽油混合燃料的添加剂情况，通过溶解度测定及三相图实验数据表明：生物柴油作为乙醇与柴油添加剂，促溶效果较好：对于生物柴油-汽油-乙醇体系来讲，三者可以任意比例混合，可改善汽油的燃烧性能：对于生物柴油-柴油-甲醇体系，效果不理想。     

生物柴油特性及作为混合燃料添加剂的研究

论述了生物柴油优越的理化特性,可作为柴油的替代燃料,并讨论了生物柴油作为乙醇（甲醇）与柴油或汽油混合燃料的添加剂情况.通过溶解度测定及三相图实验数据表明生物柴油作为乙醇与柴油添加剂,促溶效果较好;对于生物柴油-汽油-乙醇体系来讲,三者可以任意比例混合,可改善汽油的燃烧性能;对于生物柴油-柴油-甲醇体系,效果不理想.     

含碳掺氨燃料的研究进展

随着经济和社会的发展，国家对能源的需求量越来越大，这与化石能源短缺、环境污染、温室效应等问题相矛盾，因此寻找高效清洁的替代燃料势在必行。氨的体积能量密度较高、成本低且完全燃烧时产物的污染性小，具有成为新时代绿色能源的潜力。但它的燃烧性能较差，通常需要掺混煤、CH₄和合成气等燃料来改善。本文主要介绍了含碳掺氨的煤掺氨和甲烷掺氨混合燃料在基础燃烧特性和燃烧应用优化方面的研究进展。总结了不同燃烧策略及燃烧器设计中掺混氨燃料的燃烧特性和排放规律，为未来工业化应用研究提供一定的参考。但在实际应用氨燃料过程中仍存在不少挑战，未来可进一步对优化分级燃烧的策略、改善相关燃烧设备的结构、调整含氨燃料的喷射方式等方面进行研究，以实现高效低污染氨燃料的应用目标。     

氨及掺氨燃烧过程机理与特性研究进展

氨及掺氨燃烧对于替代化石燃料实现无碳化及减碳化燃烧、实现双碳目标具有积极意义。针对氨及掺氨燃烧在燃料化学工业中的应用潜力，阐述了氨及掺氨燃烧的过程机理包括的反应路径、反应方程及机制模型，主要限制因素包括当量比、氨掺混比例和初始温度等对火焰传播速度和火焰温度的影响，氨及掺氨燃烧的反应、流动与能量的数学模型及其模化性能评估，氨及掺氨燃烧过程氮氧化物的生成与控制，以及掺氨燃烧的工业应用。最后，就氨及掺氨燃烧的基础理论和技术发展进行了展望。     

液化石油气(LPG)机动车的尾气排放与控制

介绍了机动车清洁替代燃料 -液化石油气 ( LPG)的燃料特性 ,并通过与汽油、柴油等传统燃料车辆排放性能的比较 ,阐述了 LPG机动车的尾气排放特性与污染控制。     

甲醇-柴油乳化燃料的研究进展

概述了甲醇-柴油乳化燃料的发展情况,介绍了甲醇-柴油乳化燃料的乳化、节能机理,重点介绍了甲醇-柴油乳化燃料的乳化剂和乳化设备及其燃烧特性研究进展,最后对甲醇-柴油乳化燃料的发展趋势进行了展望。     

以甲醇为原料合成聚甲氧基二甲醚

<正>项目简介:聚甲氧基二甲醚(聚甲氧基甲缩醛)作为新型清洁油品添加剂研发的主要目的是解决二甲醚作车用柴油调和组分存在的缺陷。我国煤炭资源丰富,由煤基甲醇合成柴油调合组分具有战略意义和良好的经济价值。二甲醚从燃烧特性看,是一种理想的清洁燃料,但作为车用燃料有其明显的缺陷,主要是其沸点很低,必须和现有的汽油、柴油销售系统一样形成一个     

煤基柴油燃爆特性对比实验研究

在20L爆炸球中,通过化学点火,在不同喷雾压力条件下对比煤基柴油与-10号军用柴油和-35号军用柴油云雾的燃爆特性.采用液体燃料持续燃烧性能测定仪测试燃料的燃烧性能,分析不同温度下燃料的燃烧情况.结果表明,随着喷雾压力的升高,三种柴油的最大爆炸压力和最大爆炸温度都有上升的趋势,在同一喷雾压力条件下,煤基柴油的最大爆炸压力和温度大于-10号军用柴油和-35号军用柴油的最大爆炸压力和温度.无约束条件下煤基柴油的燃烧性能一定程度上要优于-10号军用柴油和-35号军用柴油的燃烧性能.实验获得了三种柴油不同实验条件下的燃爆参数,并进行了定量评价.     

纳米催化剂在生物柴油合成中的应用

生物柴油作为一种可再生的绿色能源,是化石燃料理想的替代品.该文聚焦于纳米催化剂在生物柴油合成中的应用,对常见的纳米催化剂的设计、制备、物化性质、催化行为及重复使用性等方面进行了综述.提出了纳米催化剂在生物柴油合成中所面临的问题并展望其应用前景.     

纳米催化剂在生物柴油合成中的应用

生物柴油作为一种可再生的绿色能源，是化石燃料理想的替代品。本文聚焦于纳米催化剂在生物柴油合成中的应用，就常见的纳米催化剂的设计制备、物化性质、催化行为及重复使用性等方面进行了综述，最后提出了纳米催化在生物柴油合成中所面临的问题并展望其应用前景。     

合成氨工业节能减排的分析

催化合成氨技术虽然已经比较成熟,但仍然潜在巨大的节能潜力。当今全球关注的能源问题又摆在合成氨工业的面前,CO₂排放也将受到严格限制。合成氨工业的节能减排应当引起人们的高度重视。本文分析了目前合成氨工业的能耗情况及其节能减排潜力,指出节能的方向在于减少提供动力的燃料消耗,即降低合成压力及其动力消耗;节能的重点,就装置类型来说,在于中小型合成氨装置;就工序过程来说,其重点在于转化工段,就单元过程来说,其重点在于不可逆性最大的过程,如燃烧反应,高的温差、浓差、压差的传递过程。但是进一步节能的关键在于调整原料结构和采用高效催化剂及其配套工艺技术。提出了大型合成氨装置采用国产新型高效催化剂,中小型合成氨装置进行降压节能工艺技术改造以及建立以洁净煤气化技术为核心的合成氨-能源多联产系统等相关建议。     

Combustion and emissions characteristics of compression-ignition engine using dual ammonia-diesel fuel

This study investigated the combustion and emissions characteristics of a compression-ignition engine using a dual-fuel approach with ammonia and diesel fuel. Ammonia can be regarded as a hydrogen carrier and used as a fuel, and its combustion does not produce carbon dioxide. In this study, ammonia vapor was introduced into the intake manifold and diesel fuel was injected into the cylinder to initiate combustion. The test engine was a four-cylinder, turbocharged diesel engine with slight modifications to the intake manifold for ammonia induction. An ammonia fueling system was developed, and various combinations of ammonia and diesel fuel were successfully tested. One scheme was to use different combinations of ammonia and diesel fuel to achieve a constant engine power. The other was to use a small quantity of diesel fuel and vary the amount of ammonia to achieve variable engine power. Under the constant engine power operation, in order to achieve favorable fuel efficiency, the preferred operation range was to use 40-60% energy provided by diesel fuel in conjunction with 60-40% energy supplied by ammonia. Exhaust carbon monoxide and hydrocarbon emissions using the dual-fuel approach were generally higher than those of using pure diesel fuel to achieve the same power output, while NO_x emissions varied with different fueling combinations. NO_x emissions could be reduced if ammonia accounted for less than 40% of the total fuel energy due to the lower combustion temperature resulting in lower thermal NO_x. If ammonia accounted for the majority of the fuel energy, NO_x emissions increased significantly due to the fuel-bound nitrogen. On the other hand, soot emissions could be reduced significantly if a significant amount of ammonia was used due to the lack of carbon present in the combination of fuels. Despite the overall high ammonia conversion efficiency (nearly 100%), exhaust ammonia emissions ranged from 1000 to 3000 ppmV and further after-treatment will be required due to health concerns. On the other hand, the variable engine power operation resulted in relatively poor fuel efficiency and high exhaust ammonia emissions due to the lack of diesel energy to initiate effective combustion of the lean ammonia-air mixture. The in-cylinder pressure history was also analyzed, and results indicated that ignition delay increased with increasing amounts of ammonia due to its high resistance to autoignition. The peak cylinder pressure also decreased because of the lower combustion temperature of ammonia. It is recommended that further combustion optimization using direct ammonia/diesel injection strategies be performed to increase the combustion efficiency and reduce exhaust ammonia emissions.     

化学链合成氨技术研究进展及展望

氨气不仅是重要的化工原料和良好的氢载体,其可以作为无碳燃料的属性也引起了广泛关注。低能耗高效率的合成氨工艺是实现氨作为燃料应用的关键。阐述了合成氨工艺的发展历程,概述了以Haber-Bosch工艺为基础的多相催化和光、电等外场力驱动的合成氨工艺的新发展,重点介绍了化学链合成氨的最新研究成果,并对其研究方向进行展望。传统Haber-Bosch工艺苛刻的反应条件以及热力学和动力学之间的矛盾,促使科研工作者一直努力探索可持续的环境友好型合成氨技术。随着催化科学和表面科学的进步,人们对合成氨的反应机理和催化剂的物化性质有了更深入的认识,这为开发“绿色”合成氨工艺提供了有价值的参考信息,如要提高过渡金属催化合成氨性能,须尽量规避表面物种吸附能间的线性关系。另外,以可再生能源为能量来源的光、电催化合成氨,借助外场作用可以有效影响反应速率和机理。化学链技术的发展为合成氨工艺提供了新思路,将合成氨过程解耦为吸氮和释氮产氨2个或多个分步反应,可较好地缓解合成氨热力学和动力学矛盾,规避反应物竞争吸附。同时,各分步反应可分别优化,使整个化学链合成氨工艺达到最佳反应效果。未来采用太阳能聚热供能以及以生物质炭为碳源,并对化学链合成氨工艺进行经济性分析反馈指导工艺流程的优化,可降低碳基化学链制氨工艺的成本和能耗。     

氨燃料固体氧化物燃料电池性能研究进展与展望

氨是一种零碳燃料,也是富氢载体,具有较大储运优势。固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)是一种清洁高效发电装置,在分布式发电、热电联供、储能调峰等领域有广阔应用前景,氨气可直接用作SOFC阳极燃料以实现高效、清洁、低成本发电。首先简介了质子传导型和氧离子传导型氨SOFC的工作原理,电解质、电极材料的选择以及氨气在阳极的分解过程。其次总结了氨SOFC的实验研究现状,以单电池最大功率密度为评价指标,综述了不同电解质/电极材料、电解质厚度、操作温度等因素下两种传导类型的氨SOFC的性能表现,并分析了造成电池性能差异的原因。之后介绍了氨SOFC当前面临的挑战,最后对氨SOFC未来研究方向、热电联供系统的应用进行了展望。     

电催化氮还原合成氨电化学系统研究进展

氨是化肥、涂料等领域中重要的化工原料,是产量第二高的商用化学品。目前,90%以上的氨均来自Haber-Bosch法,该工艺需要高温、高压条件,能耗较高,且依赖化石燃料的使用,产生大量CO₂排放,在倡导节能环保的新时代下,该工艺面临严重的能耗及环保问题。电催化氮还原合成氨工艺是一种采用电能驱动的节能工艺,且原料为绿色环保的H₂O和N₂,其有望替代传统合成氨工艺。但是目前该工艺存在一些技术难点有待突破,使其产氨速率、法拉第效率等性能不高,距离商用化生产差距较大。分析总结了该工艺的技术难点,围绕该领域的优化策略,重点综述了针对合成氨电化学系统的改进措施,以及近几年文献报道的研究进展,最后对该领域的未来发展进行展望。     

电催化氮气还原合成氨催化材料研究进展

氨是纺织、制药、化肥等领域重要的化工原料，也是一种清洁的能源载体，需求量大。目前氨的工业生产主要为Haber-Bosch法，反应条件严苛，能源消耗大且碳排放较高。电催化氮气还原(NRR)合成氨是一种在常温常压下进行的反应，工作电位低，且电能可通过清洁能源提供，是一种很有潜力的合成氨新工艺。但目前电催化NRR材料的产氨速率和法拉第效率低、工作稳定性不够高、溶液中痕量氨的定量检测困难及检测标准不统一等都为其发展带来了巨大挑战。本文首先介绍了电催化NRR的反应机理和常用研究方法，然后重点梳理了2019年以来NRR催化材料的最新研究进展，最后对该领域研究面临的挑战和机遇进行了展望。     

氨电氧化催化剂及其低温直接氨碱性膜燃料电池性能的研究进展

氨是一种无碳富氢的能源载体,体积能量密度高,易液化储存,是理想的储氢介质。以氨直接作为燃料,在低温碱性膜燃料电池中通过氨氧化反应实现化学能到电能的转化,是氨能源高效利用的理想路径之一。然而,低温氨氧化反应动力学缓慢、催化剂价格昂贵、易中毒等问题严重影响氨燃料电池性能,限制其大规模的商业化应用。因此,设计高效、廉价、稳定的催化剂是发展低温氨燃料电池技术的关键。本文首先综述了近些年研究者在氨氧化反应机理方面的探索,在深入理解反应体系的基础上,重点介绍了含贵金属和非贵金属催化剂设计制备及其在氨氧化反应中的进展,并总结了氨氧化催化剂在氨燃料电池中的性能。最后针对氨氧化催化剂目前存在的问题和未来的发展方向提出了建议,旨在为氨氧化催化剂的设计及低温氨燃料电池技术的发展提供研究思路。     

氨电氧化催化剂及其低温直接氨碱性膜燃料电池性能的研究进展

氨是一种无碳富氢的能源载体,体积能量密度高,易液化储存,是理想的储氢介质。以氨直接作为燃料,在低温碱性膜燃料电池中通过氨氧化反应实现化学能到电能的转化,是氨能源高效利用的理想路径之一。然而,低温氨氧化反应动力学缓慢、催化剂价格昂贵、易中毒等问题严重影响氨燃料电池性能,限制其大规模的商业化应用。因此,设计高效、廉价、稳定的催化剂是发展低温氨燃料电池技术的关键。本文首先综述了近些年研究者在氨氧化反应机理方面的探索,在深入理解反应体系的基础上,重点介绍了含贵金属和非贵金属催化剂设计制备及其在氨氧化反应中的进展,并总结了氨氧化催化剂在氨燃料电池中的性能。最后针对氨氧化催化剂目前存在的问题和未来的发展方向提出了建议,旨在为氨氧化催化剂的设计及低温氨燃料电池技术的发展提供研究思路。     

石油焦的燃烧特性

引　言高硫石油焦作为石化行业所生产的副产品 ,其含碳量高、含灰量少 ,具有较高的热值 ,用其作为一种替代燃料来发电、供热 ,不仅可以缓解我国能源短缺的矛盾 ,而且可以变废为宝 .近年来在世界上 ,越来越多的热电厂开始用石油焦特别是用含硫高的石油焦作为循环流化床燃烧锅炉的燃料来生产蒸汽发电或供热[1] .然而 ,石油焦作为一种替代燃料 ,其燃烧特性及其燃烧后所排放污染物 ,到目前为止 ,对其研究较少 ,而且均为实验室小台架试验[2～ 5] .关于热态试验尚未见报道 .循环流化床燃烧技术是一种清洁燃烧技术[6] ,它通过飞灰循环燃烧、控制床…     

Studies on the hydrolysis of urea for production of ammonia and modeling for flow characterization in presence of stirring in a batch reactor using computational fluid dynamics

Ammonia is a highly volatile noxious material with adverse physiological effects, which becomes intolerable even at very low concentrations and presents substantial environmental and operating hazards and risk. But ammonia has long been known to be useful in the treatment of flue gases from the fossil fuel combustion process, such as in industrial furnaces, incinerators and coal-fired electric power generating plants. The present study is concerned with the methods and means to safely produce relatively small amount (i.e., up to 50 kg/hour) of ammonia. Current study involves experimental investigation for hydrolysis of urea for production of ammonia in a batch reactor at different temperature ranging from 110 °C to 180 °C against different initial feed concentration (10, 20, and 30 wt%) with different stirring speed ranging from 400 rpm to 1,400 rpm. Three-dimensional geometry and meshing of reactor is created in Gambit, a preprocessor of the commercial software, Fluent, for hydrodynamic study.