“中国工程热物理学会·燃烧学学术年会”专栏

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来源：洁净煤技术

专题来自于《洁净煤技术》2023年10期，共5篇研究成果。

行业视野: 洁净煤技术
类别; 26个
关键词; 24位
专家; 5篇
论文; 2153IP
点击量; 1266次
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H2O2/Fe2(MoO4)3体系中H2O2吸附分解及NO氧化行为的DFT研究

作者(Author)：刘璇, 吕强, 王长安, 车得福, 李彩亭

摘要：为阐明H2O2/Fe2(MoO4)3体系脱硝过程中H2O2吸附分解及NO氧化行为,基于DFT方法首次计算了H2O2和NO分子单独及二者同时在Fe2(MoO4)3表面的吸附构型,并通过考察吸附能、Mulliken电荷及氧化路径等特性揭示H2O2催化分解和NO氧化的微观机制。结果表明:H2O2在Fe2(MoO4)3表面易分解为活性自由基,而NO则以分子形式吸附;H2O2和NO共吸附时,H2O2优先吸附于催化剂表面并随后分解,NO则分别被H2O2分解产生的OH/O基团氧化为HNO2/NO2;氧化产物HNO2和NO2仅通过氢键与催化剂表面作用,易在流体扰动下进入主流烟气,从而降低了催化剂表面硝酸盐沉积的可能性。本研究阐明了Fe2(MoO4)3催化剂表面H2O2吸附分解及NO氧化的微观机制,为设计兼具高催化活性及优良稳定性的非均相类Fenton脱硝体系提供理论指导。

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洁净煤技术

2023年第10期

459

289
超临界水氛围下萘开环机理

作者(Author)：赵浩, 张英佳, 黄佐华

摘要：超临界水气化技术是一种煤炭高效清洁低碳利用的新型技术,可以将煤直接转化为氢气、二氧化碳等产物,并将煤中的氮、硫、重金属等污染物以固体无机盐的形式沉淀。芳香烃开环反应是超临界水煤炭气化过程的关键速控步之一,运用分子动力学模拟软件LAMMPS对最简单的多环芳香烃萘,在超临界水氛围、不同温度和当量比下对开环反应过程进行模拟,结合自编程分析了原子键级变化并提取了基元反应,实现了定量化的反应动力学分析。模拟结果表明,萘分子数在高温下呈指数下降,反应速率与当量比呈弱相关。反应路径分析显示,萘的开环路径主要包括热解反应、脱氢反应和OH自由基加成反应,脱氢反应和OH自由基加成反应的通道分支比随着温度降低线性增加。物种通量分析结果表明,氢原子和水分子生成OH自由基和氢气分子反应是OH自由基的主要生成通道,萘分子的热解是氢原子生成的主要通道;水分子热解生成氢原子和OH自由基反应接近平衡,对OH自由基贡献有限。开环反应的定量分析结果可以在超临界水氛围芳香烃详细反应动力学机理上提供参考。

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洁净煤技术

2023年第10期

398

197
金属氧化物与掺氮生物质协同吸附CO2机理

作者(Author)：汪辉春, 王莹, 顾明言, 陈萍

摘要：目前吸附材料众多,如沸石、MOFs、聚合物等,而生物质具有分布广泛、低成本、可再生和净零排放等优点成为研究热点。已有研究表明掺氮有利于提升生物质炭对CO2的吸附性能,金属矿物质可对生物炭改性,增大生物炭表面有效吸附面积。但何种氮基团对于生物质炭表面CO2吸附性能影响显著仍未清晰,金属矿物质与富氮改性协同作用下生物质炭表面CO2的吸附特性尚未明晰。基于此,采用量子化学理论计算研究了不同含氮基团生物质炭表面CO2的吸附机理,系统探究了不同金属氧化物(MgO、CaO)及其耦合掺氮生物炭对CO2吸附的影响机理。结果表明,各含氮基团生物质炭不同吸附方式中,含N-X生物质炭对CO2吸附作用最强。分析CO2在MgO与CaO体系中O-Top、Hollow和Bridge三种不同吸附方式,得出CO2以O-Top方式吸附于CaO体系中的吸附能最大,相同吸附方式下较MgO对CO2的吸附能高92.22kJ/mol。相较MgO,CaO中O对CO2中C的作用更强,电子云重叠区域更大,电荷转移更多,与CO2分子间的作用引力更强。进一步研究发现含N-X生物质炭与CaO耦合对CO2吸附有一定协同促进作用,较单独含N-X生物质炭和CaO而言,二者耦合对CO2的吸附能分别提升了136.81和0.87kJ/mol。本研究为高质含碳化学品的制备提供了理论支撑。

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洁净煤技术

2023年第10期

401

275
氨煤混燃过程中单颗粒煤粉着火特性

作者(Author)：吴梓秋, 黄骞, 马鹏, 杨远平, 司桐, 李水清

摘要：开展绿氨与煤混燃有助于双碳目标下的火电降碳,在炉内掺烧技术逐步实现增大掺氨比过程中,煤粉颗粒着火特性是影响氨煤混燃机组宽负荷灵活运行的关键因素。针对氨与煤粉混合给料的掺烧技术路径,利用新型两级平焰燃烧器开展了氨煤混燃过程单颗粒煤粉着火特性研究。利用高速摄影和背光法,通过图像分析获得了不同工况(载气掺氨比、环境氧浓度)下准东煤粉颗粒着火模式和着火延迟时间。研究发现,非掺氨工况下颗粒着火过程由非均相着火模式主导,而掺氨可增大均相颗粒着火模式的煤粉颗粒比例。同时,增大掺氨比,煤粉在脱挥发分阶段破碎的比例增大。同时,通过构建含有氨总包燃烧反应的一维暂态煤粉着火模型,可较好复现氨对煤粉颗粒着火特性的影响:在中心还原气氛下影响较小;而中心氧体积分数为0.1、0.2时,掺氨显著降低单颗粒着火延迟时间,这主要是由于氨火焰提高了煤粉颗粒的加热速率。

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洁净煤技术

2023年第10期

499

229
典型医疗废弃物热解行为及产物特性

作者(Author)：雷苏, 李爱军, 吴扬威, 姚洪, 张桐, 胡红云

摘要：快速热解在生产能源产品和降低环境污染方面具有明显优势,因此被视为一种优良的医疗废弃物处理技术。采用GC-MS耦合LC-HRMS的表征方法,补充了医疗废弃物热解油中高沸点难挥发组分的检测空白,准确揭示了典型医疗废弃物热解产物的组分特性及其变化规律。结果表明,棉签棒热解以生成热解油与热解炭为主,二者产率均约40%,热解气以CO和CO2为主,热解油以醛酮类、酸类和酚类物质为主,特征组分为山梨酸、3(4羟基3甲氧基苯基)丙酸,随热解温度升高,CO、H2及CH4等可燃组分逐渐增加,醛酮类、酸类物质增加,酚类物质逐渐减少,其热解炭表面包含—OH、—CHx、C

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洁净煤技术

2023年第10期

396

276

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