摘要：针对1 k W固体氧化物燃料电池热电联供（SOFC-CHP）系统开发了集成催化燃烧、换热及蒸汽重整的反应器,搭建了性能评价系统,系统研究了燃烧侧气体组分及工艺参数对该反应器性能的影响规律。实验结果表明：在反应器燃烧侧气体入口温度为300℃、空燃比为10：1、电堆燃料利用率为65%、水碳比为3的条件下,重整侧转化率达到73.6%,重整尾气中H2含量为67.5%。电堆燃料利用率对重整反应转化效率影响较大,其值大于80%时,采用尾气燃烧的余热回收方式无法有效为蒸汽重整提供所需热量。在150~350℃范围内,降低燃烧侧气体入口温度对重整反应效率影响较小,建议采用尾气先换热再进行催化燃烧的流程设计,保证重整效率的前提下可有效提升系统热效率。空燃比的降低可小幅度提升重整效率,在保证电堆反应温度稳定的前提下,适当降低空燃比可减少空气压缩机的功耗,从而提升整个系统的效率。研究成果对SOFC-CHP系统的优化和整体效率提升具有指导意义。

摘要：液滴微流控技术可控制备功能微粒材料目前一直局限于实验室规模产量,制约着规模化的产业应用。本文基于微通道并行概念,以数量放大为基本原则,设计了八通道并行的微流控放大模块,模块由位于不同平面的两相流体的分配功能区和液滴制备功能区构建组合而成。借助激光雕刻技术以PMMA作为基板材料进行加工制造,实现了规模化制备均匀液滴的目的。同时研究了流速控制对各个通道液滴制备过程的影响,分析了微通道阵列由于流体分配关键问题所产生的放大效应。两种通道阵列形式对比实验表明,环形阵列制备出液滴的均匀性比线性阵列提高近42.4%,主要得益于完全对称的环形阵列减小了结构性因素对流体分配性能的影响。并借助环形并行模块平台大规模制备了具有广阔应用前景的壳聚糖微球,平均粒径为540.59μm,CV值为2.73%,并行放大模块在提升产量的同时确保了微球的高单分散性。

摘要：研究了饱和蒸汽在垂直矩形槽表面的层流膜状冷凝换热,对物理模型进行了适当的简化,建立了冷凝液的流体流动方程,并与二维导热方程耦合,用数值方法解方程,通过迭代,得到了传热量与坐标z的关系。为了验证数值分析,建立了饱和蒸汽在矩形槽表面冷凝的实验模型和实验装置,测量了在不同的温差下的热通量,并与计算热通量做了对比。结果表明,热通量数值分析值与实验值吻合较好,最大偏差不超过10%,说明关于矩形槽强化冷凝换热的数值分析具有可行性,可用于矩形槽的参数设计和换热计算。

摘要：采用幂函数型动力学模型,对十氢萘气相脱氢实验数据进行非线性最小二乘拟合,得到关于十氢萘反应级数为0.585,活化能为59.012 k J/mol的动力学方程。对同心套管式反应器中十氢萘气相脱氢和氢气催化燃烧的耦合反应进行了理论研究,分析并排除了脱氢反应催化剂颗粒内及气固相间传质及传热阻力影响,建立了一维拟均相稳态反应器模型,考察了进料空气氢气比例、脱氢侧和烧氢侧进口流量、并逆流方式对反应器性能的影响。最终设计出1.7 L的反应器单元,反应器理论产氢速率达7.69 mmol/s,可满足1 k W的燃料电池发电供氢需求。

摘要：使用连续玻纤毡和玻纤网格布两种形态增强体,通过宏观不均匀增强体结构设计,在连续化运行的双钢带压机上制备得到了玻纤分布层合热塑性复合材料,探讨了玻纤增强体分布层合结构对复合材料力学性能及其失效破坏行为的影响。结果表明,玻纤增强体的宏观不均匀层合结构对复合材料的拉伸及弯曲性能的影响存在差异;连续玻纤毡位于外侧的分布层合结构能够抑制裂纹在垂直于拉力方向的扩展,层间分离的同时使更多的纤维束拔出断裂,显著改善了复合材料的拉伸性能;玻纤网格布位于外侧的分布层合结构则使其弯曲性能明显提高,外侧玻纤网格布中取向的玻纤呈现张力破坏使复合材料能够承受更高的弯曲载荷;分布层合结构中引入的玻纤网格布发挥了纤维束增韧作用,大幅提高了复合材料的冲击强度;与玻纤毡增强热塑料复合材料(GMT)相比,适宜的分布层合结构可使复合材料的拉伸及弯曲性能提高59%~76%、冲击强度提高53%。

摘要：由于在甲醇合成、费托合成等工艺中的成功应用,气液固三相浆态床反应器的研究引起了越来越多的重视。本文综述了有关浆态床反应器方面的研究,包括:流体力学性能、反应器设计、固液分离以及产业化进程。详细地介绍了影响浆态床反应器流体力学性能的主要因素:压力、温度、气体表观气速、液体性质及固含率等对流型、气含率、气泡停留时间分布和传质系数的影响。总结了近年来在浆态床反应器设计和固液分离方面的研究成果。

摘要：费托合成技术能将煤、天然气和生物质等含碳资源间接转化为液体燃料,对于缓解我国油品资源短缺的现状具有重要意义。本文在介绍费托合成技术的原理以及微反应器优势的基础上,对费托微反应器的相关研究工作进行了总结。在反应器的类型介绍部分,分析了填充型和壁面涂覆型两大类微反应器各自的特点,与壁面涂覆型微反应器相比,填充型反应器有压降大、导热性能相对较差等问题,而在整体式微反应器中应用的催化剂层壁面涂覆技术则可有效地避免这些问题。在数值分析方面,指出费托合成相关的模拟研究主要集中在通过建立反应动力学模型,对微反应器内的温度场和产物分布进行分析,并对操作工况和反应器结构的设计提供依据。最后指出,目前费托合成微反应器在反应板片和冷却系统的结构优化与匹配设计、反应单元的组装、催化剂的壁面负载技术以及微反应器中的传输现象等研究领域,还有很多方面需要研究,在未来微反应器中费托合成技术会得到更大的发展。

摘要：随着环保政策对工业炉NOx排放的限制越来越严格,需要开发新型低NOx燃烧器,以对现有加热炉进行改造。本文介绍了燃气燃烧过程中NOx的形成机理,综述了燃料分级(再燃)燃烧、旋流燃烧、脉动供燃料燃烧、富氧燃烧以及温和与深度低氧稀释(MILD)燃烧等几种新型低NOx燃烧技术。结合石化管式加热炉结构和管内流体的特点指出:在不对现有炉子整体结构做改造的情况下通过设计新型结构的燃料分级燃烧器能够减少加热炉NOx的排放;旋流技术能够强化反应物的混合与燃烧过程,然而其对NOx生成量的影响尚需进一步研究;MILD燃烧技术在体积热强度高的加热炉上较容易实现。多种低NOx燃烧技术组合使用会取得比单一措施更好的效果。

摘要：针对废热锅炉与乙烯裂解炉出口管连接法兰经常出现泄漏的问题,对法兰外表面温度进行了测量,并采用有限元分析软件ANSYSY模拟了裂解炉炉管对法兰的作用力。由法兰测量温度计算出螺栓的热应力较大,同时发现法兰存在着明显的周向温差,这些因素会严重影响法兰的密封性能。数值模拟结果表明:炉管对法兰的作用力主要是沿Y方向上的拉力和绕Z轴的弯矩。操作时螺栓的热应力与辐射段炉管对法兰作用力引起的螺栓最大附加应力之和过大,因此,在法兰、垫片和螺栓设计时必须重视这些影响因素。螺栓套筒可以起到补偿螺栓热应力的作用,当螺栓和套筒做成等截面、同材料、同温度、等长度时,螺栓在有套筒时承受的附加热应力仅为无套筒时的1/3。采用套筒可以有效改善法兰密封性能,具有实际意义。

摘要：为了对加氢换热器进行传热计算,必须解决高压条件下含大量不凝气(氢气)的混合芳烃的热物性(粘度、导热系数等)计算问题。采用ASPEN PLUS模拟软件,选用合适的物性方法,计算了加氢换热器混合进料热物理性质。计算结果与现场采集的数据比较表明,所得数据可以用于换热器的设计计算中。