碳新篇：女性科学家的能源探索专辑_中国煤炭行业知识服务平台

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碳新篇：女性科学家的能源探索专辑

来源：中国煤炭行业知识服务平台

近些年，“她力量”已撑起科研“半边天”，在煤炭领域做出卓越贡献的女性科学家们，她们的力量为学术领域的海洋激起的不平凡的浪花，于期刊发展的道路上也在贡献自己的力量。

煤炭行业知识服务平台聚焦煤炭行业中的女性科学家，盘点2022—2025年部分女科学家的论文。

行业视野: 其他
类别; 1123个
关键词; 878位
专家; 267篇
论文; 81448IP
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生物质气化炉模拟与设计方法研究进展

作者(Author)：宋子芸, 陶俊宇, 胡永杰, 夏晒歌, 颜蓓蓓, 李健, 周生权, 程占军, 陈冠益

摘要：生物质作为一种一次能源和可再生能源,对我国能源领域的低碳、可持续发展具有重要意义。气化是生物质能源化利用的高效、清洁技术,而气化炉设计是影响生物质气化系统运行效果的关键因素之一。系统总结了国内外生物质气化炉的种类、设计参数与研究现状。首先介绍了各种生物质气化炉模拟方法,包括传统经验模型、人工神经网络等方法,这些模拟方法对于深入理解气化过程中的关键参数非常重要。其次,讨论了生物质气化炉的设计方法,包括经验设计法、半经验设计法和反向设计方法等方面的研究,这些设计方法的发展旨在提高气化炉的效率和增加生产的可持续性。最后,强调了生物质气化炉模拟与设计方法在推动可再生能源领域的重要性,并对生物质气化炉模拟与设计领域未来的发展方向进行了探讨,以期为该领域技术革新与应用提供借鉴参考。

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能源环境保护

2024年第06期

63

1
面向厌氧发酵的酒糟-废水混合流动特性模拟研究

作者(Author)：颜蓓蓓, 刘晓芸, 周生权, 陈冠益, 张自强, 张永刚

摘要：酒糟厌氧发酵是当前处理酒糟的有效手段,而基于水力碎浆机的酒糟分离技术在保证稻壳和发酵有机质分离的基础上,具有简化设备并降低能耗的优势。采用ANSYSFluent软件对水力碎浆机内部的酒糟-废水两相流动进行CFD模拟,从速度场、压力场、组分场及流线等方面详细研究了稻壳、有机质和废水的混合流动规律,并进行了稳态和瞬态的流场研究。模拟结果表明,水力碎浆机内转子顶部弯叶内侧的浆料可达到最大速度48.06m/s,并且沿径向逐渐向外衰减至接近于0;由于转子的高速旋转,其前后分别形成了高压区和低压区,最大工作压力为3.06×105Pa;浆液整体呈现离心运动,压力由中心向壁面递增,中心处转子周边由于流动形成极大负压,带动中心浆料向下运动,而壁面处压力最大,达0.125MPa;稳态计算下,水力碎浆机能实现良好混合,混合后浆料固相体积分数为5.72%~5.81%;转子下方的狭缝区域为盲区,此处固定相体积分数达最大值5.81%,因此,可适当提高转子的高度以改进水力碎浆机的性能;瞬态计算下,8min碎浆过程即可达到所需的混合效果。另外,总结了酒糟-废水混合流动规律,即来自顶部中心的酒糟主要是在重力作用下开始下降,随后在靠近水力碎浆机的区域被转子旋转带入左侧或右侧的漩涡区,从而与浆液良好地混合;而来自顶部侧边的酒糟在重力作用下降时,更快地参与了左右两侧的大漩涡运动。研究结果对于优化酒糟-废水制浆运行参数具有重要意义。

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能源环境保护

2024年第06期

62

1
面向厌氧发酵的酒糟-废水混合流动特性模拟研究

作者(Author)：颜蓓蓓, 刘晓芸, 周生权, 陈冠益, 张自强, 张永刚

摘要：酒糟厌氧发酵是当前处理酒糟的有效手段,而基于水力碎浆机的酒糟分离技术在保证稻壳和发酵有机质分离的基础上,具有简化设备并降低能耗的优势。采用ANSYSFluent软件对水力碎浆机内部的酒糟-废水两相流动进行CFD模拟,从速度场、压力场、组分场及流线等方面详细研究了稻壳、有机质和废水的混合流动规律,并进行了稳态和瞬态的流场研究。模拟结果表明,水力碎浆机内转子顶部弯叶内侧的浆料可达到最大速度48.06m/s,并且沿径向逐渐向外衰减至接近于0;由于转子的高速旋转,其前后分别形成了高压区和低压区,最大工作压力为3.06×105Pa;浆液整体呈现离心运动,压力由中心向壁面递增,中心处转子周边由于流动形成极大负压,带动中心浆料向下运动,而壁面处压力最大,达0.125MPa;稳态计算下,水力碎浆机能实现良好混合,混合后浆料固相体积分数为5.72%~5.81%;转子下方的狭缝区域为盲区,此处固定相体积分数达最大值5.81%,因此,可适当提高转子的高度以改进水力碎浆机的性能;瞬态计算下,8min碎浆过程即可达到所需的混合效果。另外,总结了酒糟-废水混合流动规律,即来自顶部中心的酒糟主要是在重力作用下开始下降,随后在靠近水力碎浆机的区域被转子旋转带入左侧或右侧的漩涡区,从而与浆液良好地混合;而来自顶部侧边的酒糟在重力作用下降时,更快地参与了左右两侧的大漩涡运动。研究结果对于优化酒糟-废水制浆运行参数具有重要意义。

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能源环境保护

2024年第06期

62

1
啤酒糟流化床气化中颗粒粒径对气固流动和产气影响的CPFD模拟

作者(Author)：国洪帅, 姜华伟, 杨海瑞, 王翠苹, 李延辉

摘要：我国酿酒工业每年产生大量废弃啤酒糟，其具有挥发分含量高、硫含量低的特点，特别适合作为气化原料，而流化床气化炉以优异的气固混合和温度均匀性而著称，通过流化床气化实现啤酒糟的资源化和能源化利用具有重要意义。为探究啤酒糟流化床气化过程中颗粒粒径对气固流动行为和产气的影响，基于计算颗粒流体动力学(CPFD)方法，对以空气和水蒸气为气化剂的啤酒糟鼓泡流化床气化过程进行了数值模拟，研究了床料粒径和啤酒糟粒径的影响。通过CPFD数值模拟，获得了鼓泡流化床气化炉内颗粒体积分数分布、酒糟和床料的颗粒分布等流动特征，以及产气中主要气体组分的摩尔分数。借助鼓泡流化床气化实验装置，研究了床料粒径和啤酒糟粒径对产气中各气体组分体积分数的影响规律，并对数值模拟结果进行了验证。结果表明，床料粒径的增加不利于气化炉内的充分流态化和颗粒混合，使气化炉内温度沿高度的分布不均匀，并且不利于碳颗粒和水蒸气的充分混合以及气固反应和气相反应的均匀吸放热，造成H2摩尔分数显著降低；啤酒糟粒径的适当增大有助于延长其在气化炉内的停留时间，从而提高固态碳与水蒸气、二氧化碳之间的反应转化率，生成更多的H2和CO，但过大的啤酒糟粒径会造成啤酒糟和床料的混合较差，使啤酒糟比表面积减小，不利于热解和气化反应，导致H2、CO、CH4和NH3等可燃组分的摩尔分数均降低。

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煤炭学报

2024年第10期

149

1
多重不确定性条件下长三角地区多行业CCUS源汇匹配模型研究与应用

作者(Author)：李吉喆, 樊静丽, 李凯, 王雅先, 王智, 张贤

摘要：随着“双碳”目标的提出,长三角地区面临一定的减排压力。合理布局规划碳捕集利用与封存(CCUS)项目对保障长三角地区能源安全,平稳实现区域“双碳”目标具有重要意义。CCUS技术的发展面临诸多不确定性因素,对CCUS未来时空部署形成巨大挑战。然而,现有CCUS源汇匹配研究多采用混合整数线性规划等方法,未充分考虑排放源、技术和政策等因素变化对CCUS减排潜力、宏观布局及成本效益的影响,导致规划结果与实际情况相比可能存在一定的偏差,给CCUS大规模部署带来较大挑战。为解决复杂不确定条件下CCUS源汇匹配问题,通过模糊可能性、随机机会约束和区间线性规划等方法,构建基于区间模糊机会约束规划方法的CCUS源汇匹配模型,应用在中国长三角地区CCUS源汇匹配的实际问题中,探究风险管理和决策支持方案。研究发现:若考虑不确定性,长三角地区CCUS项目总成本将高于确定性模型的评估结果;在违约风险为40%的情况下,长三角CCUS项目源汇匹配总成本最低,平准化减排成本低于30美元/t的排放源占筛选出排放源总数的38.5%,累计厂级碳捕集潜力56.9亿t。因此,将多重不确定性纳入模型综合考虑,探究不确定性条件下的CCUS源汇匹配部署方案,在提高项目经济性、可行性等方面具有重要的实际意义。

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洁净煤技术

2024年第10期

567

270
选煤固废资源化利用研究进展

作者(Author)：董宪姝

摘要：煤炭洗选是实现煤炭清洁高效利用的前提和基础,洗选过程产生的固体废弃物(矸石和尾煤等)产量逐年增加,其综合治理及利用已经成为亟待解决的重要问题。论文介绍了选煤固废的理化特性,系统总结了选煤固废资源化利用研究进展,就选煤固废综合利用技术的现存问题和发展方向进行了展望。煤矸石和尾煤含有大量的硅铝化物及锂、镓、钛等微量元素,在燃烧发电、充填、建筑材料制备、土壤改良、高值化利用等方面具有广阔的应用前景。相对而言,目前煤矸石的综合利用途径更为全面,尤其是以超高水充填技术、采选充+X技术等技术为代表的矸石充填开采,具有煤矸石大宗处理的巨大潜力。尾煤的资源化利用是近年来的热点,在环境治理、土壤改良等方面取得了突破,可以用来制备吸附剂、土壤改良剂等材料。选煤固废资源化利用未来应着眼于适应市场需求以及可持续发展理念,通过完善技术、引入智能化等进一步实现选煤固废高效、安全、环保、分级梯级利用。

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煤炭工程

2024年第10期

107

9
燃煤发电灵活性标准体系建设

作者(Author)：韩亨达, 龙妍, 徐俊, 许凯, 江龙, 汪一, 苏胜, 胡松, 向军

摘要：提升燃煤火力发电灵活性是促进新能源消纳,实现能源绿色低碳转型和安全保障的重要抓手,构建完善的燃煤发电灵活性标准体系是推动燃煤火力发电灵活性发展的关键环节。围绕燃煤火力灵活发电内涵,分析了当下火力燃煤发电灵活性改造建设面临的4个主要挑战:灵活性指标难突破、灵活性下安全问题突出、灵活性下经济性指标大幅下降、灵活性下清洁性难保障。应对4个挑战,初步构建了综合考虑目标、专业门类和功能序列的燃煤发电灵活性标准体系框架,覆盖通用、设计、制造、安装、试验、计量、运行、评价等流程。结合燃煤发电灵活性发展现状以及相关标准情况,提出将灵活性标准术语及评价、机组灵活性安全运行和寿命评价、燃煤机组灵活性运行下效率评价、二氧化碳检测及污染物排放控制、燃煤火力发电机组在线监控等作为重点标准建设领域,其中效率评价方法重点考虑非稳态及深度调峰非常态工况,特别重视煤质、煤流等燃料侧在线监测技术及耦合燃料-燃烧-工质流动等灵活控制标准的建立。标准体系框架的构建及相关建议的提出,为我国燃煤火力发电灵活性标准修订提供参考。

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洁净煤技术

2024年第09期

785

265
赤泥掺杂提高CaO 对SO2和NO 吸附性能的机理

作者(Author)：陈岩明, 李嘉璐, 杨美玲, 王翠苹

摘要：赤泥中富含的氧化铁具有催化作用,掺杂一定比例赤泥可用于改性Ca基脱硫脱硝吸附剂。为探究赤泥掺杂对钙基吸附剂脱硫和脱硝性能提升的影响机理,采用挤压成型法制备了不同掺杂比例的赤泥/CaO吸附剂,利用固定床反应器系统,模拟实际烟气环境,开展了吸附性能试验研究和DFT模拟研究。基于密度泛函理论,构建了CaO(001)表面模型和Fe-CaO(001)表面模型,并通过对微观原子层面的计算和分析,揭示了赤泥掺杂对CaO吸附SO2和NO性能的影响。试验结果表明,当赤泥添加量为5%时,赤泥/CaO吸附剂显著延长了对SO2的高效吸附时间,并显著提升了对NO的吸附效率,由62.5%提高至84.0%,证实了赤泥掺杂对提高吸附剂性能的有效性。模拟计算结果表明,赤泥掺杂将SO2和NO的吸附能分别由-1.181、-0.601eV降至-2.247、-0.977eV。此外,掺杂赤泥后,Fe原子、O原子和S原子(或N原子)之间的相互作用产生了高态密度的3个原子电子轨道共振峰,这表明赤泥掺杂增强了CaO结构的稳定性,并加强了Fe原子与O原子之间的相互作用,从而提高了O原子的活性。因此,赤泥掺杂提高了CaO对于SO2和NO的化学吸附性能。

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洁净煤技术

2024年第09期

408

187