基于钴改性的钙基吸附剂污泥富氢气化

基于钙基吸附剂的污泥蒸汽气化制取富氢合成气是一种高效环保的污泥处理方式。本文采用溶胶-凝胶法制备了Co改性、Al₂O₃为载体的钙基吸附剂。借助热重分析仪测定不同钙基吸附剂在多个碳酸化和煅烧循环中的CO₂吸附能力和循环稳定性,并在固定床上进行污泥蒸汽气化实验。结果显示：煅烧过程中,以Al₂O₃为载体的钙基吸附剂中的Al₂O₃与CaO生成七铝酸十二钙(Ca₁₂Al₁₄O₃₃),并表现出优异的孔隙结构的和CO₂吸附能力,其中,Co质量分数为10%的吸附剂在30次循环（700℃碳酸化35min,850℃煅烧5min）中碳酸化率稳定在70%左右;提高气化温度及Co的添加量可促进焦油裂解和甲烷重整反应,显著提高了合成气中H₂的浓度和产量及污泥气化的冷煤气效率,有利于富氢气体的制取;在650℃下,相比于纯CaO,添加Co质量分数为15%的吸附剂时,H₂产量提高了102%,H₂体积分数提高到85%。     

基于钙链制氢的双流化床气固流动特性

钙链制氢是一项新颖的制取富氢合成气技术,由此设计并搭建了一套双流化床反应器,该反应器由气化反应器、煅烧反应器、碳酸化反应器、旋风分离器、立管和流动密封阀组成。采用两种不同粒径的白刚玉,研究了该双流化床反应器的气固流动特性,研究了物料总量、颗粒粒径、L阀、气化反应器和煅烧反应器的风速对固体流率的影响,固体流率随着L阀和气化反应器风速的增加而增加。同时研究了L阀风量与固体流率之间的关联式,通过量纲分析和多元线性拟合,得到了它们之间的回归方程,研究结果表明：实验结果和拟合结果吻合得比较好,可以较好地反映L阀风量与固体流率之间的关系。     

基于改进KNN算法的汽轮机通流故障诊断方法及应用

汽轮机的故障诊断对整个电厂的安全运行意义重大。根据热力参数建立计算模型可以及早地观测到性能退化趋势,预测设备故障类型。本文采用特征通流面积的方法建立汽轮机系统性能退化模型,模拟系统故障样本与测试样本,建立设备故障样本库。通过使用改进的KNN（K-nearest neighbor）算法,基于汽水系统热力参数变化规律,计算当前机组运行数据样本相对于设备故障样本的相似度,判定当前机组各设备已发生故障的概率。通过对某S109FA联合循环机组汽轮机研究结果表明,特征通流面积在不同工况下的计算误差均在5%以内,满足工程计算要求。相比于传统KNN算法,改进KNN算法通过样本评估近邻在决策过程中的权重,取得了比传统KNN算法更高的分类正确率。对测试样本故障诊断结果表明,改进KNN算法比传统KNN算法诊断准确率更高,对测试样本诊断准确率为100%,采用改进KNN算法汽轮机系统故障诊断具有可行性,与现场实际情况吻合。     

化学链干重整联合制氢热力学分析及实验

提出了一种化学链甲烷干重整联合制氢工艺。该工艺由还原反应器、干重整反应器、蒸汽反应器和空气反应器组成,在实现制氢的同时获得可变H_2/CO比的合成气。借助ASPEN plus软件和小型流化床实验台,在等温条件下,温度900℃,采用Fe_2O_3/Al_2O_3载氧体,对该工艺进行热力学分析和实验验证。结果显示,当铁氧化物被还原至FeO/Fe时,干重整反应器内甲烷转化率可以达到98%,CO产率可以达到94%。干重整反应器中同时发生甲烷干重整和部分氧化反应,载氧体内部晶格氧可以有效降低积炭并提高合成气H_2/CO比。积炭发生于晶格氧消耗殆尽时。积炭进入蒸汽反应器,发生气化反应,降低氢气纯度。     

化学链干重整联合制氢热力学分析及实验

提出了一种化学链甲烷干重整联合制氢工艺。该工艺由还原反应器、干重整反应器、蒸汽反应器和空气反应器组成，在实现制氢的同时获得可变H₂/CO比的合成气。借助ASPEN plus软件和小型流化床实验台，在等温条件下，温度900℃，采用Fe₂O₃/Al₂O₃载氧体，对该工艺进行热力学分析和实验验证。结果显示，当铁氧化物被还原至FeO/Fe时，干重整反应器内甲烷转化率可以达到98%，CO产率可以达到94%。干重整反应器中同时发生甲烷干重整和部分氧化反应，载氧体内部晶格氧可以有效降低积炭并提高合成气H₂/CO比。积炭发生于晶格氧消耗殆尽时。积炭进入蒸汽反应器，发生气化反应，降低氢气纯度。     

基于合成气分流的双联流化床气化性能评价

针对双联流化床的热量调控,设计了一种将合成气部分分流至燃烧反应器实现热量平衡的双床气化系统,利用Aspen Plus软件搭建了合成气分流系统模型,对比传统双联流化床系统,评估两种系统在气体组分、合成气热值、有效气体产率以及系统效率方面的差异,研究了气化温度(T)以及水蒸气和生物质质量比r(r=mS/mB)对两种系统热力...     

联合循环机组余热锅炉效率敏感性分析

本文基于余热锅炉受热面传热机理,结合联合循环机组实际运行数据,通过支持向量回归建立余热锅炉效率敏感性分析模型,分析各受热面传热效能变化、环境温度和机组负荷对余热锅炉效率的影响规律。结果表明:余热锅炉效率敏感性分析模型在测试集上均方根误差为1.38×10^-3,与通过厂家热平衡图计算的余热锅炉效率吻合良好,预测精度较高;余热锅炉效率随环境温度降低,随燃气轮机排烟流量升高,随受热面传热效能退化而降低,各受热面中高压锅炉系统蒸发器和过热器性能变化对余热锅炉效率影响较大,高压蒸发器和过热器受热面传热效能每退化1.0%,余热锅炉效率分别下降约0.4%和0.2%。该研究结果可为余热锅炉故障诊断及检修维护提供一定的理论支持。     

基于小波去噪和PCA-ANFIS的SCR脱硝系统建模

针对选择性催化还原（SCR）脱硝系统非线性、时变和大滞后的特点,本文提出基于小波去噪和主成分分析、自适应神经模糊推理系统（PCA-ANFIS）而建立的SCR脱硝系统预测模型。通过分析不同阈值选取原则及不同小波基和分解层数的去噪效果,选取最适合系统数据去噪的rigrsure原则、软阈值函数、Sym10小波3层分解方式,对数据进行去噪处理,并利用主成分分析法进行数据降维。然后基于减法聚类构建ANFIS模型的初始网络结构,采用混合算法优化模型参数。最后利用某燃煤机组实际运行数据对模型进行验证,并与BP神经网络模型预测结果进行对比。结果表明,基于小波去噪和PCA-ANFIS的SCR脱硝系统模型具有较好的拟合精度和泛化能力。     

基于双联流化床的生物质、垃圾、污泥共气化冷热电分布式供能系统性能研究

农林废弃物、生活垃圾和污泥是农村和小城镇地区主要的含能固体废弃物资源,为了将这些废弃物高效就地处理,结合分布式能源系统优势和流化床具有原料适应性强的优点,提出了一种基于双联循环流化床生物质、垃圾、污泥共气化协同冷热电三联产方法.基于热化学平衡的原理,建立了系统模型,对系统的性能和关键参数开展了分析.研究发现:系统发电效率随双联流化床反应器压比的增加先增加后降低,并且在气化过程中的蒸汽/燃料的比值为1.0时各效率达到最大;气化温度对供冷和供暖效率的影响与发电效率不同,随着气化温度升高,发电效率逐渐降低,但是供暖和供冷的总能量利用效率逐渐升高.本文提出的基于双联循环流化床生物质、垃圾、污泥共气化协同冷热电三联产系统,可为小城镇和周边农村生物质、垃圾和污泥等固体废弃物处理提供一种可行的思路.     

具有CO2负排放的风电高温储能系统模拟

风能的反调峰特性使得弃风现象较为严重。针对该情况,提出了CaO高温储能耦合生物质发电厂消纳风电的方法,有望实现风电的规模化储存和CO2负排放,并构建了CaO储能耦合生物质发电并捕集CO2的系统模型;此外,基于Aspen Plus软件平台对系统的热力性能进行了模拟,分析了碳酸化炉接入位置对系统储电效率和CO2捕集量的影响。同时,结合对碳酸化炉和CaCO3煅烧炉的灵敏度分析,得到了最佳工作条件下的集成系统储电效率和消纳单位风电的CO2捕集量。