活性比表面积和灰成分对半焦在混合气氛中气化竞争和抑制机理的影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51506091
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0604.燃烧学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Coal gasification is the core technology of clean and efficient coal utilization, and has already been widely applied to industrial production. Char gasification is the main process of coal gasification. However, reaction mechanisms of char gasification are not yet clear. Especially, when char is gasified in the mixture of H2O, CO2, H2 and CO, the competition mechanisms of char gasification and the inhibition effects between char-H2O and char-CO2 reactions are still controversial. Char properties are considered as the main reason leading to controversial experimental results. This proposal will focus on the char properties which are most related to gasification reaction process. The char samples have different specific active surface area and ash composition will be prepared. The experimental gasification reaction rates will be compared with those calculated from controversial kinetic models to validate the reaction mechanism, and the gasification reaction rates of different H2O and CO2 ratio will also be compared to validate the inhibition reaction. By these means, the influences of active surface area, alkali, alkaline earth and transition metal on competition mechanisms of char gasification and inhibition effects between char-H2O and char-CO2 reactions will be deeply investigated. And the controversies on char gasification mechanisms and inhibition effects will also be clarified. Besides, a general reaction rate model which is suitable for char gasification in complex atmosphere will be established. The research results will provide help for design and optimization of gasifier, development of new gasification technology, and simulation of coal gasification.
煤气化作为煤炭高效清洁利用的核心技术已实现工业规模化应用。而半焦气化作为煤气化的主要反应过程,其反应机理仍不清楚。尤其是半焦在H2O,CO2,H2和CO多元混合气氛下的气化机理以及半焦-H2O和半焦-CO2反应间的相互抑制效应尚存在较大争议。而半焦性质被认为是引起争议的主要原因。本课题将从与气化反应关系最紧密的半焦性质入手,通过制备具有不同活性比表面积和灰成分的半焦,采用实验与争议模型气化速率对比,以及抑制反应气化速率对比的方法,深入研究半焦活性比表面积、灰分和灰成分中碱金属、碱土金属、过渡金属对半焦在多元混合气氛下气化机理及气化反应间相互抑制效应的影响,澄清现存的半焦在多元混合气氛下气化机理及气化反应间相互抑制效应的争议。通过找出影响半焦气化机理的本质因素,建立半焦在多元混合气氛下的通用气化速率模型。本课题的研究成果将为气化炉的设计与优化、新气化工艺的开发和煤气化过程的模拟提供理论依据。

结项摘要

半焦在多元混合气氛下气化机理研究的滞后直接限制了气化技术的进步,导致无法建立通用的半焦在多元混合气氛下的气化速率模型,进而导致无法针对气化过程开展精确的数值模拟。目前,半焦在H2O、CO2、H2、CO混合气氛下的气化机理尚存在很大的争议,而半焦性质被认为是产生争议的主要原因。本项目重点研究了半焦的活性比表面积和灰成分对半焦在H2O、CO2、H2、CO混合气氛下气化机理的影响。研究结果表明,半焦的气化机理与半焦表面反应活性位的饱和度有关,而半焦的反应活性位数量又与活性比表面积、灰分和灰成分有关。活性比表面积较大、催化灰成分含量较多的半焦的活性反应位也较多。随着半焦活性位数量的增加,半焦的气化机理会从共用活性位机理逐步转化为不共用活性位机理。因此,共用活性位机理和不共用活性位机理在本质上是统一的,只是活性位饱和和空余时的两种极端情况。根据这一理论,提出了统一气化机理,并根据吸附-脱附理论推导出了相应的统一气化机理模型,实验验证结果表明统一气化机理模型准确度更好。本项目的研究成果对煤气化或半焦气化的数值模拟提供了理论指导,以提高模拟的精度。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
A study of sewage sludge/coal co-combustion by thermogravimetric analysis and single particle co-combustion method
热重分析和单颗粒共燃法研究污水污泥/煤共燃
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Energy & Fuels
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Kai Lei;Rui Zhang;Buqing Ye;Jin Cao;Dong Liu
  • 通讯作者:
    Dong Liu
Effects of Pyrolysis Atmosphere and Temperature on Coal Char Characteristics and Gasification Reactivity
热解气氛和温度对煤焦特性和气化反应活性的影响
  • DOI:
    10.1002/ente.201500366
  • 发表时间:
    2016-04
  • 期刊:
    Energy Technology
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Qinhui Wang;Rui Zhang;Zhongyang Luo;Mengxiang Fang;Kefa Cen
  • 通讯作者:
    Kefa Cen
Combustion characteristics and synergy behaviors of biomass and coal blending in oxy-fuel conditions: A single particle co-combustion method
富氧条件下生物质与煤混合的燃烧特性和协同行为:单颗粒共燃方法
  • DOI:
    10.1007/s11431-018-9214-9
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Science China-Technological Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Rui Zhang;Kai Lei;Buqing Ye;Jin Cao;Dong Liu
  • 通讯作者:
    Dong Liu
The effects of specific surface area and ash on char gasification mechanisms in the mixture of H2O, CO2, H2 and CO
H2O、CO2、H2 和 CO 混合物中比表面积和灰分对焦炭气化机理的影响
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2017.07.085
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    FUEL
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Zhang Rui;Chen Yifan;Lei Kai;Liu Dong
  • 通讯作者:
    Liu Dong
Thermodynamic and economic analyses of a novel coal pyrolysis-gasification-combustion staged conversion utilization polygeneration system
新型煤热解-气化-燃烧分级转化利用多联产系统的热力学和经济分析
  • DOI:
    10.1002/apj.2171
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Rui Zhang;Yifan Chen;Kai Lei;Buqing Ye;Jin Cao;Dong Liu
  • 通讯作者:
    Dong Liu

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其他文献

基于SL-LDA的领域标签获取方法
  • DOI:
    10.11896/jsjkx.190900012
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机科学
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    --
  • 作者:
    王胜;张仰森;张雯;蒋玉茹;张睿
  • 通讯作者:
    张睿
金黄色葡萄球菌分泌蛋白LukG抑制巨噬细胞炎症反应
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    10.13431/j.cnki.immunol.j.20210089
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  • 期刊:
    免疫学杂志
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  • 作者:
    高琳;刘璐璇;熊廷蓉;张笑恺;张睿;邹全明
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  • 作者:
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FixAl及同位素方法在EGS返排液研究中的应用
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    10.13745/j.esf.2020.1.13
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    2020
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  • 作者:
    天娇;庞忠和;张睿
  • 通讯作者:
    张睿

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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