生物质掺混煤粉富氧燃烧中O2/CO2气氛和生物质对着火与燃烧稳定性的影响机制的实验与理论研究

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基本信息

  • 批准号：
    51776081
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    邹春
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    E0604.燃烧学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Coal-biomass co-oxyfuel combustion is regarded as a promising large-scale CO2 “negative emissions” technology. In present study, experiment, theoretical analysis and numerical simulation will be used to study the effect mechanism of O2/CO2 atmosphere and biomass on the ignition and combustion stability under coal-biomass co-oxyfuel combustion. TG/DTG, drop tube furnace and entrained flow reactor will be used to study the effects of O2/CO2 atmosphere and biomass on the devolatilization process, char formation and combustion, and macro reaction kinetic equations of these sub-processes. Detail reaction mechanism of the volatile of the coal-biomass mixture for oxyfuel combustion will be study according to the reaction kinetic theory and experimental results, and the ignition and extinguish of the volatile under the condition of oxyfuel combustion will be study using this mechanism. A two-stages heating quartz fixed bed reactor will be used to study the synergistic effect between coal and biomass based on the composition of products. Some optical measurement methods will be used to record the ignition process during coal-biomass co-oxyfuel combustion, and the effect mechanism on the ignition will be researched using ignition model. Large-eddy simulation for coal-biomass co-oxyfuel combustion will be study in order to study the combustion stability combined with the experimental results from the vertical furnace.
生物质掺混煤粉富氧燃烧被认为是一种很有前景的大规模CO2“负排放”技术。本研究采用实验、理论分析和数值模拟相结合的方法，研究O2/CO2气氛和生物质对生物质掺混煤粉富氧燃烧的着火和燃烧稳定性的影响机制。采用TG/DTG、 滴管炉和层流曳带流反应器等台架，研究O2/CO2气氛、生物质对混合燃料在富氧条件下的脱挥发分过程、成焦特性以及燃烧的影响特性及子过程的宏观反应动力学机理。根据反应动力学理论和实验测量，研究适合混合燃料挥发分的详细反应动力学机理，并研究其富氧燃烧中的着火与熄灭机制。采用两段加热石英固定床反应器，基于产物组分研究富氧燃烧条件下生物质与煤粉的协同作用机制。采用光学测量手段捕捉生物质掺混煤粉富氧燃烧的着火过程，结合建立的着火模型，分析生物质掺混煤粉富氧燃烧的着火机理及影响机制。构建并利用生物质掺混煤粉富氧燃烧的大涡模拟程序，结合垂直燃烧炉的实验结果，研究燃烧稳定性的影响机制.

结项摘要

本研究采用实验、理论分析和数值模拟相结合的方法，研究生物质掺混煤粉富氧燃烧过程中O2/CO2气氛和生物质对混合物的着火和燃烧稳定性的影响机制。首先采用热重分析法和滴管炉研究O2/CO2气氛和生物质对混合燃料在富氧条件下的脱挥发分过程、成焦特性以及燃烧的影响特性及子过程的宏观反应动力学机理。采用自主搭建的激波管台架测量了挥发分在O2/CO2气氛下的着火延迟时间，并根据反应动力学理论提出了挥发分的详细燃烧反应动力学机理Oxymech 2.0 Plus。采用Hencken平焰燃烧器和光学测量技术对富氧燃烧条件下生物质与煤粉的协同作用机制进行了研究，发现生物质中的纤维素和煤粉的在脱挥发分过程中的协同作用导致了生物质与煤粉的在均相着火和焦着火上的协同作用。采用滴管炉结合光学测量手段捕捉单颗粒生物质掺混煤粉富氧燃烧的着火过程，结合建立的着火模型，分析生物质掺混煤粉富氧燃烧的着火机理及影响机制。

项目成果

期刊论文数量（22）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
An improved 2-pentanone low to high-temperature kinetic model using Bayesian Optimization algorithm
使用贝叶斯优化算法改进的 2-戊酮低温到高温动力学模型
  • DOI：
    10.1016/j.combustflame.2021.111453
  • 发表时间：
    2021-09
  • 期刊：
    Combustion and Flame
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Qianjin Lin;Chun Zou（通讯作者）;Shibo Liu;Yunpeng Wang;Lixin Lu;Chao Peng
  • 通讯作者：
    Chao Peng
The characteristics and mechanism of NO formation during pyridine oxidation in O2/N2 and O2/CO2 atmospheres
O2/N2和O2/CO2气氛中吡啶氧化过程中NO生成的特征和机理
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2019.115954
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Energy
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Jianghui Luo;Chun Zou （通讯作者）;Yizhuo He;Huixiang Jing;Sizhe Cheng
  • 通讯作者：
    Sizhe Cheng
An improved 3-pentanone high temperature kinetic model using Bayesian optimization algorithm based on ignition delay times, flame speeds and species profiles
使用基于点火延迟时间、火焰速度和物质分布的贝叶斯优化算法改进的 3-戊酮高温动力学模型
  • DOI：
    10.1016/j.fuel.2020.118540
  • 发表时间：
    2020-11
  • 期刊：
    Fuel
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Qianjin Lin;Junmei Zheng;Chun Zou （通讯作者）;Jia Cheng;Jiarui Li;Wenxiang Xia;Haiyang Shi
  • 通讯作者：
    Haiyang Shi
Ignition delay times of ethane under O2/CO2 atmosphere at different pressures by shock tube and simulation methods
利用激波管和模拟方法研究不同压力下O2/CO2气氛下乙烷的着火延迟时间
  • DOI：
    10.1016/j.combustflame.2019.03.031
  • 发表时间：
    2019-06
  • 期刊：
    Combustion and Flame
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Yang Liu;Jia Cheng;Chun Zou （通讯作者）;Lixin Lu;Huixiang Jing
  • 通讯作者：
    Huixiang Jing
An improved low and high-temperature dimethyl ether kinetic model for the combustion atmospheres with high CO2 concentration
高CO2燃烧气氛的改进的低温和高温二甲醚动力学模型
  • DOI：
    10.1016/j.combustflame.2021.111922
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Combustion and Flame
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Lingfeng Dai;Lixin Lu;Chun Zou（通讯作者）;Qianjin Lin;Wenxiang Xia;Haiyang Shi;Jianghui Luo;Chao Peng;Shusen Wang
  • 通讯作者：
    Shusen Wang

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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

        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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