2017年, 第5卷, 第5期　
刊出日期：2017-10-31

  

• 全选
  |

论文
• Select
  基于响应面法优化污泥燃料的水热制备工艺

  庄修政，黄艳琴，阴秀丽，吴创之

  新能源进展. 2017, 5(5): 325-332. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  城市污泥是人类活动的副产物，对其进行焚烧处理是污泥减量化与资源化利用的有效手段。污泥水热碳化作为一种预处理方式，对污泥的后续焚烧处置具有重要影响。为优化水热碳化工艺，对水热温度、反应时间以及固液比等3个因素进行单因素试验，并根据单因素试验结果进一步设计中心组合试验。随后，以污泥脱水后的收到基热值为指标，采用响应面法优化污泥水热处理制备固体燃料的工艺条件。结果表明，在水热温度为208.65℃、反应时间为16.82 min、固液比为12.31%条件下，其水热污泥收到基的理论热值可达4207 J/g。验证试验得出水热污泥收到基的热值为4203±24 J/g，符合响应面模型的分析结果。能耗分析结果表明，污泥水热处理制备固体燃料的能耗要比传统热干法低65%以上。
• Select
  基于Py-GC-MS的木质素与褐煤共热解特性研究

  黄煜乾，吴宇婷，郑安庆，赵增立，李海滨

  新能源进展. 2017, 5(5): 333-340. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  褐煤与结构相似的木质素共热解可制备液体燃料或高附加值化学品，提质后的热解焦进一步用于气化，可实现褐煤与木质素的分级高效清洁利用。本研究选用松木木质素、桉木木质素和碱木质素，与褐煤按不同比例混合，采用快速热解-气相色谱-质谱联用（Py-GC-MS）技术对其共热解特性进行研究。通过分析热解产物分布考察共热解的协同作用。实验结果表明，热解产物随着混合比、掺杂木质素种类的不同而变化较大，表现出不同的产物选择性。共热解中，木质素较高的氢碳比能促使对甲酚等产物的产率提高，而碱木质素中较高的碱和碱土金属也发挥了重要的催化作用，提高了愈创木酚和4-甲基愈创木酚等酚类的产率。
• Select
  嵌段共聚物自组装制备低载铂量PEMFC电极纳米催化材料

  王志达，甘 源，侯 磊，闫常峰

  新能源进展. 2017, 5(5): 341-345. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  质子交换膜燃料电池（PEMFC）催化电极材料的制备方法是当今能源科学研究的热点之一。其中，嵌段共聚物自组装技术因操作简单和结构可控而倍受关注。本文以PS-b-P4VP嵌段共聚物自组装形成的有机纳米膜结构为模版，探讨了铂（Pt）纳米阵列的制备，并测试了其催化效率。结果表明，本方法制备的Pt阵列均匀有序，电化学活性面积为131.97 m2/g，而Pt消耗仅为商业化标准的6%左右，从而在保持催化活性的同时，提高了Pt的利用率和催化效率。
• Select
  乙酸水蒸气重整制氢过程的热力学分析

  王东旭，肖显斌，李文艳

  新能源进展. 2017, 5(5): 346-351. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对乙酸水蒸气重整制氢过程进行了热力学分析，研究了常压下反应温度、水碳比对气体产率的影响。结果表明，随着反应温度的升高，H2产率先升高后降低，最佳的反应温度范围为600 ~ 700℃。增大水碳比有利于提高H2产率，当水碳比大于3时，在反应温度为600 ~ 700℃下的H2产率相差不大。通过对乙酸水蒸气重整制氢体系进行简化，建立了不同反应温度、不同水碳比下三个主要反应的竞争机制。当水碳比较小时（S/C=0、1），在较低反应温度下（500 ~ 600℃）乙酸的脱羧基反应占据优势，在较高反应温度下（600 ~ 900℃）乙酸的热裂解反应占据优势；当水碳比较高时（S/C=2、4），乙酸的重整反应在整个反应温度范围内（500 ~ 900℃）占据绝对优势。
• Select
  铂离子掺杂TiO₂光催化还原CO₂

  温智勇，湛志刚，邓剑华，冯永新，雷 泽，熊 卓，赵永椿，张军营

  新能源进展. 2017, 5(5): 352-357. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  本文利用溶胶?凝胶法制备不同Pt掺杂量的纳米TiO2光催化剂（Pt/TiO2），使用X射线衍射仪、透射电镜、紫外可见漫反射光谱和光致发光光谱对其进行表征，并在紫外光与可见光下进行了CO2光催化还原实验。实验结果表明，Pt离子掺杂TiO2纳米催化剂颗粒排列紧密，大小分布均匀，粒径为20 nm左右。Pt/TiO2催化剂在紫外光及可见光下均表现出较高的光催化活性。紫外光下，Pt掺杂量为0.2wt%的催化剂活性最高，其甲烷产率可达66 μmol gcat−1?h−1；可见光下0.3wt% Pt/TiO2活性最优，这是由于铂离子掺杂能有效地将TiO2光响应范围拓展至可见光区，并可抑制光生电子空穴对的复合。
• Select
  合成气一步法直接转化制备低碳烯烃催化剂研究进展

  郭海军，张海荣，王 璨，唐伟超，彭 芬，熊 莲，陈佩丽，陈新德

  新能源进展. 2017, 5(5): 358-364. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  随着石油资源的日益减少，合成气已成为一种重要的用于连接煤炭、生物质和天然气等上游资源和烯烃、液体燃料、精细化工品和含氧化合物等下游产品的中间枢纽。合成气一步法直接催化转化制备低碳烯烃是一项处于国家能源战略层面的挑战性研究课题，具有流程短、能耗低等优势，已成为非石油路线生产低碳烯烃的新途径。然而，由于催化剂的活性和低碳烯烃的选择性难以实现同时提高，使得合成气直接催化转化制备低碳烯烃取得的成功还停留在实验室研究阶段。合成气直接催化转化制备低碳烯烃主要包括经由费托反应直接制备低碳烯烃的FTO 路线以及经由OX-ZEO双功能催化剂直接制低碳烯烃的双功能催化路线。本文简述了近五年来合成气经FTO路线和OX-ZEO路线直接催化转化制备低碳烯烃催化剂的研究进展，并提出了未来高效催化剂的设计研发思路。
• Select
  基于LCA垃圾焚烧发电厂经济性分析的系统动力学模型

  房科靖，熊祖鸿，鲁 敏，郭华芳，李继青

  新能源进展. 2017, 5(5): 365-370. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  生活垃圾焚烧发电厂的经济性是政府部门和投资企业双方的决策基础和依据，直接影响到双方的利益。目前，垃圾焚烧发电厂经济性的分析预测主要根据项目的历史数据和经验值进行估算和决策，并没有考虑项目整个生命周期内资金的持续投入。本文基于生命周期评价（LCA）分析方法，结合系统动力学理论，构建生活垃圾焚烧发电厂经济性分析的系统动力学模型，并以某地区2000 t/d的焚烧发电厂为实例进行分析，充分考虑了其全生命周期过程的资金投入情况。结果表明：上网电价提高或降低0.1元/kW•h对净利润的影响要大于每吨垃圾处理补贴提高或降低10元对净利润的影响；每吨垃圾处理补贴提高或降低20元相当于上网电价提高或降低0.1元/kW•h。
• Select
  超临界二氧化碳循环高温部件选材及效率分析

  郑开云

  新能源进展. 2017, 5(5): 371-376. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  超临界CO2循环具有潜在的高效率优势，有望作为新型的动力循环系统用于火电、聚光型太阳能热发电、核电等领域，而材料性能是决定循环效率的关键因素。本文基于当前超超临界发电机组材料的最高性能，设计了火力发电和聚光型太阳能热发电超临界二氧化碳循环系统两套方案，并按再压缩循环模式制定了二次再热运行参数，对超临界二氧化碳循环的效率极限水平进行了分析。结果表明，两套参数下的超临界二氧化碳循环都表现高效率特点，并显著高于现有的蒸汽循环发电系统的效率水平。基于现有材料，采用超临界二氧化碳循环有望获得满意的应用价值。
• Select
  固体除湿复合干燥剂研究进展

  刘 林，何兆红，陈捷超，邓立生，小林敬幸，黄宏宇

  新能源进展. 2017, 5(5): 377-385. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  干燥剂作为影响固体吸附除湿系统性能的关键因素，关乎整个除湿系统的性能指标和经济性，一直以来都是固体吸附除湿技术的研究重点。复合干燥剂不仅水汽吸附量大、吸附/解吸速度快，而且具有良好的热稳定性和吸湿稳定性，是近年来固体除湿空调系统研究中应用最为广泛的干燥剂材料。本文详细介绍了复合干燥剂近年来的研究进展，主要包括硅胶基复合干燥剂、分子筛基复合干燥剂、碳基复合干燥剂、天然岩石基复合干燥剂和高分子复合干燥剂等，对其除湿性能特点进行分析，并对复合干燥剂今后的发展趋势进行了展望。
• Select
  低温太阳能有机朗肯-蒸汽压缩制冷循环工质及系统优化

  王令宝，刘莉娜，李华山，卜宪标，龚宇烈

  新能源进展. 2017, 5(5): 386-393. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用工程方程求解器（EES）软件，建立了低温太阳能驱动的有机朗肯?蒸汽压缩制冷系统热力学模型。从HCFC、HFC、HC和HFO中分别选取一种代表性的工质R123、R245fa、R600a和R1234ze(E)，从热力学第一和第二定律角度，兼顾系统换热器的传热能力（UA值），建立了耦合系统效率和投资的目标函数EPUA，研究了发生温度、冷凝温度和蒸发温度对系统热效率、?效率和UA值的影响规律，同时探讨了发生器、冷凝器、蒸发器换热温差对系统UA值和EPUA的影响。结果表明：提高发生温度、降低冷凝温度、提高蒸发温度均可以提高系统的热效率和?效率，但同时也增大了系统的UA值，相应地增加了系统的投资。通过考察系统的EPUA，发现存在最佳的冷凝温度42℃和最佳的蒸发温度4℃。蒸发温度对系统性能的影响要小于冷凝温度的影响，远大于发生温度的影响。4种工质热效率和?效率从大到小依次为R123、R600a、R245fa、R1234ze(E)。在本文研究范围内，从热力学角度分析，R123是最适合的循环工质。系统的UA值随着发生器热水进出口温差的增大先降低后增大，随着冷凝器冷却水进出口温差的增大而增大。蒸发器冷冻水进出口温差对系统的UA值和EPUA的影响可以忽略不计。
• Select
  天然气水合物开采过程中出砂研究现状

  卢静生，李栋梁，何 勇，梁德青，熊友明

  新能源进展. 2017, 5(5): 394-402. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  天然气水合物是一种未来潜在清洁能源，在大陆永久冻土带和海洋环境中储量巨大。然而，在天然气水合物开采过程中不可避免地出现砂砾随着流体进入井筒采出的现象，制约天然气水合物的安全开采。本文介绍了各天然气水合物开采现场的出砂情况及危害，总结了国内外水合物开采出砂的研究现状，分析水合物出砂研究的难点及我国的挑战。分析结果表明，天然气水合物开采出砂不仅与其自身分解特性有关，还与其赋存储层的沉积物有关。对水合物出砂以及防砂提出了具体的研究思路及解决办法，为未来天然气水合物安全开采提供参考和建议。
• Select
  考虑冬季气象因素的光伏发电系统输出功率的回归分析

  侯松宝，王侃宏，石凯波，孔 力，张奥林

  新能源进展. 2017, 5(5): 403-408. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2017.05.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用河北某大学光伏发电实验室记录的光伏输出功率数据和在线监测气象资料，构建光伏发电系统输出功率的预测模型。通过模型回归分析的统计学方法，定量分析了空气质量和光伏发电功率之间的直接关联强度。同时，考虑了每日的平均太阳辐射强度、平均气温、平均风速、最高气温、最低气温等因素对发电功率的直接影响和间接交叉作用。结果表明，太阳辐射量对光伏系统发电功率的影响最为显著，其他因素均有不同程度的影响，其中空气质量对该地区光伏系统发电功率的影响不容忽视。利用该回归模型，可以根据公开气象资料对小型光伏电站的发电量进行简单预测。