孔隙结构对煅烧石灰石碳酸化反应影响研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51666003
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    39.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E06.工程热物理与能源利用
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The high temperature carbonation reaction of calcium oxide with CO2 is of importance in a number of proposed applications. Ca-based sorbents have received increasing attention for these applications. The evolution and figure of the pore structure during these reactions are the key questions in the research of capture CO2 with Ca-based sorbent. Calcination and carbonation experiments, the express of pore structure and the model test are used in this project. The effect of calcination on the formation of pore, the regulation of carbonation in different condition and the effect of particle size on reactions are systematically studied. .The pore structure feature is investigated under different sorbent kind, particle size and reaction condition integrating with experimental data and kinetic models. The effect of the resistance, including chemical reaction, intraparticle diffusion of CO2 and interparticle diffusion of CO2, on the overall reaction rate is compared. These issues of controlling reaction are analyzed by the reaction dynamical model of calcination. Diffusion through the solid particle is known to depend strongly on the characteristics of the pore structure. The reaction dynamical model can combine the sintering model to describe the evolution of the pore structure of samples. The surface area value and porosity of limestone samples in simultaneous calcination and sintering process is determined by a combined model..The effect of pore structure on reaction rate and conversion is also showed in the different condition. The experiments of various conditions such as the temperature, the concentration of steam during carbonation were conducted in a thermogravimetric analyzer. The understanding of the regulation participating in the carbonation reaction can be arrived at through the use of model interpretations of the rate controlling process. The experimental data were analyzed by means of the random pore model. .The pore volume structure effect is tested in a TGA apparatus, with sorbents of various particle sizes. Chemical reaction and physical diffusion together determine the utility of sorbent. The ultimate capacity of calcined limestone is determined by the pore volume available for product accumulation. The observed variations in reactivity among various particle size limestones can be explained by differences in the pore structure character of their calcined products.Then, the pore structure models in the calcination and carbonation process are developed by incorporation of the pore diameter distribution and the pore length distribution to express the carbonation rate feature in various conditions.
钙基吸收剂与CO2的碳酸化反应既可用于燃烧前脱碳又可用于燃烧后脱碳。本项目将反应过程中的孔隙结构变化作为研究重点,在煅烧过程孔隙结构形成规律、气体扩散在碳酸化过程中影响规律和样品粒径对反应影响规律三个方面展开研究工作。利用煅烧动力学模型,结合实验测试结果,对比化学反应、CO2内部扩散和外部扩散三种控制速度因素对整体反应速度影响程度,揭示外在反应条件和样品粒径对孔隙结构影响规律。将水蒸气浓度、CO2浓度和粒径作为影响因素,利用随机孔隙模型分析碳酸化反应实验结果,着重分析CO2内扩散对石灰石样品反应速率和转化率的影响规律。针对样品粒径对煅烧石灰石碳酸化反应影响的一般规律,利用改进的煅烧模型模拟比表面积和孔隙率变化特征,与随机孔隙模型相结合,揭示孔隙结构在两个反应之间的耦合作用。本项目的研究工作,为理解孔隙结构的生成和作用规律提供理论依据,也为选择合理反应条件、提高样品利用率提供理论指导。

结项摘要

根据光线透过盐水溶液产生衰减原理,利用流场内密度与光照强度的对比关系,提出通过图像灰度确定流场内密度分布特征的测试方法。采用这种实验方法,结合单一点源羽流条件下卷吸作用,模拟由热压产生的置换流动和混合流动。对于无热源的置换流动实验,当出口面积保持在5.1cm2时,进口面积由28.9cm2增加到52.7cm2并不会显著增加体积流量。这表明对于置换通风,当进出口面积相差较大时,流量由进出口中较小的面积开口确定。对于有热源条件下置换流动,随着有效开口面积增加,热分层高度增加,且上部分层高度内的密度降低。实验数据显示,卷吸系数α取0.13时理论预测与实验结果一致。在有固定热羽流条件下进行了混合流动实验,确定流量修正系数ε等于2.21,该系数与开口大小和盐水密度无关,反映固定浮力通量与变浮力通量条件下通过开口流量的比值。.考虑羽流虚拟源点位置的影响,通过测量受限空间内随时间变化的羽流界面位置高度,确定纯羽流条件下卷吸系数,并利用有内热源条件下置换流动实验进行了验证。对两种计算虚拟源方法进行比较,Baines计算方法得到虚拟源位置受到模型长度和高度影响,Hunt的方法确定虚拟源位置仅是源条件的函数,卷吸系数确定过程中,Hunt的方法相比Baines的方法更为合适。根据源参数Γ与卷吸系数关系,利用插值法确定纯羽流即Γ=1时卷吸系数为0.0987。结合与文献中卷吸系数的比较,表明虚拟源点位置修正耦合受限空间羽流界面位置实验是一种确定卷吸系数的有效方法。.中庭是自然通风建筑的一种重要构成形式,可以利用热压作用增强楼层通风。通过理论分析,确定中庭结构增强楼层通风判据,当E>Eisolate时,中庭促进楼层通风;当E≤Eisolate时,中庭抑制楼层通风。通风加强参数E由中庭高度、太阳辐射、中庭上部开口面积确定,而楼层通风参数Eisolate仅与楼层有效面积有关。利用中庭建筑置换通风理论模型,分析中庭开口面积、太阳辐射强度和中庭高度对楼层和中庭界面高度、体积流量、折减加速度的影响,揭示建筑设计基本参数对中庭建筑通风的作用规律。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
热压驱动的中庭建筑自然通风研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;黄澜;力晓晴;吴水平
  • 通讯作者:
    吴水平
确定纯热羽流卷吸系数的盐水实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;力晓晴;黄澜;欧阳腾
  • 通讯作者:
    欧阳腾
鄱阳湖水生生物质热解过程中碱金属析出特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    有色金属科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    费华;石金明;李元林;刘洋
  • 通讯作者:
    刘洋
赣南传统民居夏季热环境实测分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    建筑热能通风空调
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;袁健华;吴金平;欧阳腾
  • 通讯作者:
    欧阳腾
基于光学衰减原理的盐水置换和混合流动研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;力晓晴;黄澜;袁健华;蔡丽蓉
  • 通讯作者:
    蔡丽蓉

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其他文献

冲击载荷下增材制造金属材料的动态响应及微观结构演化研究进展
  • DOI:
    10.11858/gywlxb.20210760
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    高压物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;徐怀忠;汪小锋;李治国;胡建波;王永刚
  • 通讯作者:
    王永刚
NiO和(Pt/Co)多层膜的交换耦合作用及对其矫顽力的影响
  • DOI:
    10.13373/j.cnki.cjrm.2015.01.004
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    稀有金属
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘帅;俱海浪;刘洋;李宝河;于广华
  • 通讯作者:
    于广华
Fixed-time stabilization and synchronization for fuzzy inertial neural networks with bounded distributed delays and discontinuous activation functions
具有有界分布延迟和不连续激活函数的模糊惯性神经网络的固定时间稳定和同步
  • DOI:
    10.1016/j.neucom.2022.04.101
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    Neurocomputing
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    刘洋;张国东;胡军浩
  • 通讯作者:
    胡军浩
浅析张勤修应用“木曰曲直”理论指导当代高校学生思想教育
  • DOI:
    10.16808/j.cnki.issn1003-7705.2017.07.064
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    湖南中医杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨莎莎;武静;李昕蓉;刘颖;刘洋;张勤修;袁淑贤;刘代恩;刘志庆
  • 通讯作者:
    刘志庆
高度取向ZSM-5分子筛膜的制备及其CO_2/H_2分离性能
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.010
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    石油学报. 石油加工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;王林;刘黎;王政;张宇;刘艳;邵秀丽;姜南哲;金政伟;焦洪桥
  • 通讯作者:
    焦洪桥

其他文献

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刘洋的其他基金

中庭建筑盐水模型中关键参数的实验研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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