2018年, 第6卷, 第3期　
刊出日期：2018-06-29

  

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  3 MW_th化学链燃烧装置设计方法

  李振山，成 茂，陈 虎，蔡宁生，李维成，岳鹏飞

  新能源进展. 2018, 6(3): 169-174. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.001

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  反应器系统是以煤为燃料的化学链燃烧系统的基础组成部分，是提供载氧体反应的场所，可将载氧体以合适的速率在不同的反应器之间传输，实现气固分离和不同性质颗粒的分离。因此，设计、研究反应器系统是实现以煤为燃料的化学链燃烧的根本前提。本文对反应器系统中的空气反应器、燃料反应器、炭分离器及整体的循环特性进行研究，总结建立了以煤为燃料的化学链燃烧反应器系统的设计方法，在此基础之上设计了3 MW_th的化学链燃烧示范装置，为以煤为燃料的化学链燃烧热态系统的建造与运行奠定了基础。
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  一体式再生燃料电池温度和热流密度非原位同步测量

  罗 潇，刘佳兴，郭 航，叶 芳，马重芳

  新能源进展. 2018, 6(3): 175-180. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.002

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  一体式再生燃料电池的热流密度和温度分布的研究对电池热管理具有重要的意义。本文将自制的薄膜传感器植入一体式再生燃料电池中，进行非原位实验研究。在给定不同气体预热温度下，测量了一体式再生燃料电池内部热流密度和局部温度，并根据已得到的温度和热流密度计算出局部表面传热系数。结果表明，在不同的气体预热温度下，流道内气体的温度和气体扩散层表面的温差维持在3℃左右。气体扩散层表面的热流密度整体呈现出下降的趋势。靠近加热棒处的温度最高，但热流密度最低。相同的气体预热温度下，流道内气体和气体扩散层表面的温差对换热量的影响要大于温度梯度的影响；气体预热温度的上升对表面传热系数h的影响不大。30℃时，表面传热系数h值在450 ~ 750 W/(m²?K) 之间。40℃时，表面传热系数h在450 ~ 650 W/(m²?K)之间。
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  两种用于HCPV/T的水冷换热器传热特性的对比实验研究

  谢广觉，季 杰，孙 炜，赵 志，马 杨

  新能源进展. 2018, 6(3): 181-187. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.003

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  本文对两种适用于高倍聚光发电供热（HCPV/T）系统的多槽道和微通道水冷换热器进行了实验研究。利用模拟热源模拟了HCPV/T系统中光伏电池工作时的热流密度，分别研究了流量、壁面温度和输入电压对两种换热器传热特性的影响，并利用传热学理论对两种换热器的特点进行分析，获得了两种换热器努赛尔数Nu与雷诺数Re的拟合经验公式。实验结果表明，微通道换热器在低流量下有较强的换热能力，但在高流量下，换热能力无法随流量增大继续提高；多槽道换热器在低流量下换热能力不佳，但在高流量下仍可随流量增大继续提高。
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  太阳能模拟器聚光特性实验研究

  储顺周，聂辅亮，崔芝瑛，宫 博，白凤武，张 燕

  新能源进展. 2018, 6(3): 188-194. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.004

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  太阳能模拟器为高温吸热器、热化学反应器、高温材料等测试提供了稳定可靠、调节灵活的全天候辐射条件。本文介绍了一种高辐射能流的太阳能模拟器，包含19个独立的单元。每个单元包括一盏短弧氙灯（包含椭球面反射灯罩），一台冷却风机和一台电源控制器。每盏灯的输入电流范围是50 ~ 150 A，19盏灯的灵活组合使得该设备具有非常宽泛的能流使用范围（10% ~ 100%）。实验通过“Mapping Method”得到了聚焦平面上的能流分布、峰值能流、总功率和转换效率等参数。测试结果表明：该太阳能模拟器的总功率达到了28.95 kW_th，峰值能流为2.33 MW/m²，平均辐射能流为545.54 kW/m²（直径为260 mm焦斑面），电–热转换效率为35%。本文介绍的太阳能模拟器为太阳能高温器件的测试提供了稳定可靠的室内模拟辐射源，为相关实验部件的性能评估提供了一种新的便捷途径。
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  Ga改性HZSM-5分子筛催化2-甲基呋喃和甲醇制备芳香烃

  毕 康，方书起，白 净，司 展，王晨光

  新能源进展. 2018, 6(3): 195-201. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.005

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  采用等体积浸渍法在HZSM-5分子筛上引入Ga₂O₃，探究Ga改性HZSM-5分子筛对2-甲基呋喃（MF）和甲醇在固定床反应器中进行偶合反应的产物分布的影响。采用XRD、HTEM、BET和NH₃-TPD对催化剂的理化性质进行表征，结果显示，Ga的负载使得HZSM-5比表面积和孔容减小，改变了HZSM-5的酸类型及酸位强度分布。偶合反应结果表明，Ga的负载能够促进MF和甲醇的转化，Ga/HZSM-5不仅可以提高芳香烃的产率，而且提高了芳香烃产物中BTX的选择性。与HZSM-5相比，0.1%Ga/HZSM-5在反应温度为500℃、MF与甲醇摩尔比为1∶2、WHSV为2 h⁻¹反应条件下，使芳香烃产率从14.6%提高到23.7%，而BTX的选择性则从55.2%提高到67.8%。
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  变工况下有机朗肯循环发电特性的实验研究

  张永峰，王子龙，黄华杰，钟绍庚

  新能源进展. 2018, 6(3): 202-207. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.006

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  有机朗肯循环是利用中低温热源的重要技术之一。基于R245fa为工质的低温热源驱动有机朗肯循环发电系统，通过改变电加热器功率来研究其在变工况下的发电特性。结果表明：热源热量变化12%时，系统最大净发电量为7.8 kW，发电效率为8.7%；系统最小净发电量为6.9 kW，发电效率为8.26%；系统重新达到稳定状态的时间为35 ~ 45 min，相同时间内，系统对热源温度降低的响应更迅速而对热源温度升高的响应速度较慢；在此热源的改变条件下系统仍能稳定运行。
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  300 MW循环流化床锅炉气固流动特性的CPFD模拟

  曾胜庭，陈 曦，马琎晨，赵海波

  新能源进展. 2018, 6(3): 208-216. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.007

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  采用计算颗粒流体力学（CPFD）的方法对300 MW循环流化床锅炉内的气固两相流体动力学参数进行全床数值模拟研究，重点分析了循环流化床锅炉炉膛以及回料阀的气固流动特性，获得固相颗粒浓度和速度场在炉膛内的分布以及固体循环流量、系统压力平衡、回料阀的运行情况等锅炉关键参数。结果表明：颗粒浓度的轴向分布呈现明显的密相区和稀相区两部分，模拟得到的轴向压力分布与实际工况吻合较好，验证了CPFD方法模拟循环流化床锅炉的准确性；锅炉回料阀内压降最大，这与床料分布相符；回料阀返料室流化程度较高，而输运室流化程度较小，呈现鼓泡床状态，气泡大都贴壁逃逸。
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  反光材料在光伏电站中的应用

  荣丹丹，蒋京娜，倪健雄，何 毅

  新能源进展. 2018, 6(3): 217-221. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.008

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  为研究反光材料对光伏电站发电量的影响，根据电站中组件光线分布及保定地区太阳高度变化，建立具有反光系统的实验电站和无反光系统的常规电站。对电站发电量及辐照量、温湿度进行实时监测，对比了反光系统实验电站和常规电站发电量差异，分析了实验电站与常规电站在晴天、阴雨天时辐照量与发电量的关系。结果显示：与常规电站相比，反光系统光伏电站发电量增益率为5% ~ 10%，平均综合发电量增益率为7.69%；在晴天及阴雨天时，反光系统光伏电站与常规电站的发电量增益与辐照量大致成反比关系。
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  Fe/ZSM-5催化剂的酸性与孔隙特性对合成气直接制备芳烃的影响

  文承彦，王晨光，刘琪英，陈伦刚，马隆龙，吕 微

  新能源进展. 2018, 6(3): 222-228. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.009

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  以多级孔ZSM-5分子筛为载体，通过等体积浸渍法制备了一种双功能铁基催化剂，用于合成气直接制备芳烃。采用硅烷法合成不同硅铝比和介孔孔隙率的多级孔ZSM-5分子筛载体。催化剂的理化性质通过XRD、XRF、BET和HN₃-TPD进行表征。结果表明：具有较高酸性的分子筛有利于提高油相中芳烃的选择性，当载体的硅铝比为40时，在油相中芳烃选择性可达66.9%；通过调节硅烷剂3-氨丙基三甲氧基硅烷（3-APTMS）的加入量来控制分子筛的介孔孔隙率，可使碳氢产物中芳烃的收率大幅度提高。
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  固体酸和两相反应体系对糠醛制备的影响

  刘桂锋，舒逢遥，何 超，王 琼，刘姝娜，亓 伟，王忠铭，袁振宏

  新能源进展. 2018, 6(3): 229-238. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.010

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  糠醛是一种重要的生物质基平台化合物，在医药、农药、橡胶和石油炼制等领域有着广泛的应用，其开发具有广阔的市场前景。目前，糠醛的制备主要是以生物质中的半纤维素为原料，经过解聚和脱水反应获得。本文综述了以生物质及木糖为原料催化制取糠醛的反应机理，以及采用不同固体酸催化剂和反应溶剂体系生产糠醛的研究进展，为利用生物质生产糠醛提供技术参考。
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  燃烧室结构对微型摆式发动机燃烧过程影响的数值模拟

  赵罗光，蒋利桥，赵黛青，汪小憨

  新能源进展. 2018, 6(3): 239-244. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.011

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  基于Fluent-CFD软件建立了摆臂自由运动条件下的微型摆式发动机内燃烧过程三维动态网格数值模型，采用正丁烷氧化一步反应机理模拟了三种内径的燃烧室内流动与燃烧过程，考察了燃烧室内径对系统性能的影响。结果表明：增大内径可以减小燃烧室底部区域燃料残留，促进燃烧更快完成，提高燃烧室内的峰值压力和缩短峰值出现时间，有利于提高发动机的输出功、功率密度和效率。
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  Ag/Al₂O₃(Li₂O)/g-C₃N₄光催化乙醇制取环氧乙烷

  陈雅倩，李 娟，吴梁鹏，王 楠，李新军

  新能源进展. 2018, 6(3): 245-248. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.012

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  本文制备了一系列Ag/Al₂O₃(Li₂O)/g-C₃N₄复合催化剂，考察了其可见光催化乙醇制取环氧乙烷的性能。Li₂O可调变Al₂O₃表面的酸性，从而降低了主要副产物乙醛的选择性。Ag/Al₂O₃(Li₂O) 在g-C₃N₄上的负载量对产物环氧乙烷的选择性有较大影响，当Ag/Al₂O₃(Li₂O) 负载量为5wt%时，乙醇具有较高的转换率，且环氧乙烷的选择性高达100%。
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  岛礁生活可燃固废清洁转化工程示范

  胡步青，顾 菁，王亚琢，袁浩然

  新能源进展. 2018, 6(3): 249-252. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2018.03.013

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  岛礁生活可燃固废的安全处置问题关系着岛礁的可持续发展。针对岛礁可燃固废直接燃烧效率低、易生成二次污染物等突出问题，提出了变可燃固废非均相燃烧为均相燃烧的利用思路，设计了可燃固废热解气化–旋流燃烧装置，并以此装置为核心建设了岛礁生活可燃固废清洁转化系统工程示范。结果表明：该工程整套设备运行稳定，尾气排放符合国家GB 18485-2014要求，实现了岛礁生活可燃固废清洁处置，保障了岛礁生态安全。