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含碳能源直接制氢中CO_2吸收剂的研究

传统的化石能源利用方式给人类赖以生存的环境带来巨大的危害,“温室效应”等全球性问题已经引起世界各国政府的普遍关注,同时,氢能作为一种清洁的燃料近年来受到广泛重视。以传统化石能源洁净利用为中心,构建生产氢并有效减少CO_2排放的可持续发展能源系统势在必行。根据“直接制氢,矿石固化CO_2”的思路,本文对含碳能源直接制氢中钙基CO_2吸收剂的工作条件、循环特性、吸收剂活性的改善以及吸收剂不同循环特性对制氢系统的影响进行了研究。针对本文中CO_2吸收剂特定的工作环境,通过对含碳能源直接制氢过程的热力学分析和系统模拟,初步确定了该制氢过程中钙基CO_2吸收剂适宜的工作条件,并以不同种类的生物质为气化原料,对直接制氢进行了实验研究,对计算结果进行了验证。利用常压固定床反应器和加压反应器,以可逆的煅烧/碳酸化反应为基础,主要对碳酸钙煅烧的产物——CaO的循环特性进行了实验研究,借助电镜扫描和孔隙测量等手段,分析了温度、压力、载气成分等因素对  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
中国科学院研究生院(工程热物理研究所)

含碳能源直接制氢中钙基吸收剂的改性研究

含碳能源在直接燃烧过程中会产生大量温室气体CO_2。氧燃料燃烧、烟气脱CO_2、含碳能源直接制氢再燃烧等都是减少CO_2排放的重要途径。在含碳能源直接制氢过程中需要使用C02吸收剂。由于CaO具有原料易得、价格便宜、吸收容量大等优点,它被广泛用作含碳能源直接制氢过程中的C02吸收剂。天然的白云石和石灰石煅烧产生的CaO通常是多微孔的,他们的反应性能差且在多次循环过程中易失活。研究改善CaO反应性能及循环性能的方法对于提高CaO利用率、减少资源消耗具有重要意义。采用加压热重仪(Thermax 500),本文重点研究改善CaO碳酸化性能的方法,并对各种改性方法在循环利用过程中的适用性进行了研究。主要的研究内容和结果包括:(1)研究水蒸气对CaO碳酸化性能的影响,结果表明:在没有Ca(OH)_2生成时,水蒸气可以显著改善CaO的碳酸化性能,这种改性作用不能归结为水蒸气对CaO物理结构的影响,而应归结为水蒸气的催化作用。(2)研究了在水...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
兰州理工大学

基于电弧声信号的CO_2焊质量监控方法研究

GMAW焊接电弧声信号中蕴涵着丰富的焊接状态信息,并与焊接参数、电弧行为、熔滴过渡方式、过程稳定性等密切相关,是焊接质量监控重要的源信号。本文以焊接质量在线监控为目的,以短路过渡CO_2焊接过程电弧声信号为主要研究对象,借助于现代信号分析方法,分析了电弧声信号的时频特征及其与焊接状态的相关性。在此基础上提出电弧声道的概念,并建立了声道的等效电气模型以及电弧声的参数化模型。采用小波包分解提取的电弧声频带能量和电弧声LPC模型参数构造特征向量,利用BP、RBF神经网络和支持向量机等机器学习模型,针对CO_2焊接飞溅量、保护气流量和焊丝干伸长,分别建立了预测模型和分类模型。测试结果表明,利用电弧声信号进行焊接状态的模式识别是可行的。论文工作主要包括以下内容:针对GMAW特点设计了以AC6115采集卡为核心的CO_2焊接同步信号数据采集系统。基于Visual Basic语言开发了信号采集、波形显示、数据处理以及与Matlab接口的应用软...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

一步合成二甲醚催化过程开发及CO_2的H_2助活化与转化研究

能源和环境保护是影响社会可持续发展的二个重要方面,目前遇到的两个最迫切的问题是大气臭氧层的破坏和大气温室效应的增加。罪魁祸首是大量的氟里昂的使用和CO_2,的大量的排放。因而作为理想氟里昂替代品二甲醚的一步合成、工业化过程开发和二氧化碳的活化及转化利用,就成了许多研究工作者广泛重视并具有挑战性研究课题。本论文即是围绕这二个方面来进行的。以一步法合成二甲醚催化剂及其工业化过程研究作为论文的第一部分,对二甲醚催化剂的研制、到单管工业试验、直至工业化中试进行了研究,申请了催化剂专利,并首次完成了一步法合成二甲醚的工业化过程。1.突破了优良的一步法合成二甲醚催化剂只能有甲醇催化剂和脱水催化剂混合制备或用共沉淀法制备的传统界定,用全新的Cu-Mn为活性组分,配以助催化剂,采用共浸渍法这一简单可靠的制备方法,通过调整各组分之间的比列和制备工艺条件,获得了n(Cu)/n(Mn)=1:2的Cu-Mn-M/Al_2O_3催化剂。该催化剂在通常的条...  (本文共176页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

CO_2催化加氢合成醇、醚等含氧化合物的Cu基催化剂及其机理研究

CO2在大气和水中广泛存在,其含碳量是石油,煤碳,天然气三大能源含碳量的10倍,在自然界中以CO2形式存在的碳含量约为1016吨,远远大于煤、石油和天然气的含碳量。随着经济的发展,大量CO2排放带来的温室效应严重威胁着人类的生存环境。因此,如何利用CO2已成为世界各国普遍关注的重要课题之一.CO2加氢合成甲醇被认为是最经济的过程之一。然而,据报道传统的Cu/ZnO/Al2O3应用于CO2加氢活性很低。因此,发展具有高活性及高的甲醇选择性催化剂具有重要意义。Cu-Mn催化剂体系应用于合成气一步法合成二甲醚具有良好的活性及稳定性,而该体系应用于CO2加氢反应的研究可以说是空白。在以往的研究中TiO2往往作为载体应用于一系列反应,但是由于TiO2本身的缺陷(如比表面较小,稳定性较差)虽然TOF (转化频率)很高但是一般反应的活性较低。因此将γ-Al2O3和TiO2结合以后,可能将此问题很好的解决。探索Cu-TiO2/γ-Al2O3催化...  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

CO_2安全阀及其下游管路中的堵塞特性理论和实验研究

二氧化碳(CO_2)作为环保工质近年来在制冷系统中得到了越来越多的关注,在这些系统中需要安装安全阀来保障系统的超压安全。在CO_2制冷循环中CO_2是高压的超临界流体或气液混合物,其工作压力为3~16 MPa,CO_2三相点压力介于大气压力和系统工作压力之间,在通过安全阀排放的过程中可能形成固体CO_2,即干冰,导致CO_2安全阀和下游管路的冻结和堵塞。CO_2安全阀的冻结和堵塞是推广CO_2制冷系统必须解决的问题。本文对此进行了探索性研究。为了确定安全阀和下游管路中发生冻结和堵塞的可能性及其危害,本文采用曲折管和突扩管构造了恶劣流动条件,研究了安全阀排放堵塞特性及堵塞的危害性。本文搭建了CO_2通过安全阀排放流动实验台,对常温下两相CO_2节流排放过程中发生的安全阀冻结和堵塞特性进行了实验研究。实验中利用针阀代替安全阀,研究了开度和阀前蒸气干度对安全阀冻结和堵塞特性的影响;采用同心双透明玻璃管分别模拟类似全启式安全阀、比例式安...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

第二军医大学
第二军医大学

乳腔镜腋窝气腔建立及其CO_2气腔的安全性研究

目的:通过猪乳腔镜腋窝气腔的建立探讨其可操作性;通过建立模拟CO_2气腔探讨其对乳腺癌细胞的影响。方法:在猪上建立腋窝CO_2气腔,分析术中猪机体血气变化及电镜检测超声刀对神经超微结构的影响;体外建立模拟CO_2气腔,应用FCM、RT-PCR等方法检测其对乳腺癌细胞生长、凋亡以及对癌细胞黏附力、黏附分子ICAM-1、CD44v6表达的影响。结果:基于脂肪抽吸的乳腔镜能快速安全地建立腋窝CO_2气腔;CO_2气腔对猪机体血气的影响在可适应范围内;超声刀对神经的超微结构无显著影响;体外模拟CO_2气腔随着压力增高可抑制乳腺癌细胞生长、促进凋亡、Fas/Fas-L表达增加以及使癌细胞黏附力和黏附分子ICAM-1、CD44v6表达增高。结论:乳腔镜在动物猪上操作切实安全可行;较高分压的腋窝CO_2气腔引起乳腺癌细胞凋亡,但同时可引发免疫逃逸,并促使癌细胞侵袭力增加,应该引起乳腺外科的重视。  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>