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风电与压缩空气储能系统的能量转化特性研究

杨科 , 张远 , 李雪梅 , 徐建中

工程热物理学报

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)是解决风电不稳定性问题的一种能量存储技术.本文以热力学理论为基础,建立了风电与AA-CAES集成系统的理论模型并开展了仿真模拟工作,对集成系统在额定、扰动工况下的能量转化规律进行了对比和分析.结果表明集成系统存在电能、空气内能和水的热能的能量转化,内能与热能的转化随过程进行而变化,且两者的变化规律相反;扰动风速通过改变功率输入影响压气机效率,进而影响电能向空气内能的转化,但对系统热能的影响相对较小.

关键词: 风电 , 绝热压缩空气储能 , 能量转化 , 仿真模拟

钛制取工艺研究进展

王震 , 李坚 , 华一新 , 张志 , 张远 , 柯平超

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.05.026

系统地总结了目前国内外金属钛的制取方法,按照提取工艺和含钛原料的不同,将提取钛的方法分为热还原法和熔盐电解法.热还原法包括以TiCl4为原料的Kroll法、Hunter法、Armstrong法及EMR法,以TiO2为原料的OS法、PRP工艺和MHR法以及以钛酸盐为原料的热还原法,所采用的还原剂主要是液态或气态的活泼金属镁、钙、钠及其氢化物等.熔盐电解法包括TiCl4熔盐电解法,钛酸盐熔盐电解法以及以TiO2,TiO·mTiC或钛渣为原料的熔盐电解法,如FFC剑桥法、MER工艺、USTB法、QIT工艺、SOM法及离子液体电解法等;熔盐电解法所采用的电解质主要有NaCl,KCl,CaCl2以及这几种盐的混合物等.目前钛的工业化生产只有Kroll法和Hunter法,其他的热还原法由于产品不能满足要求且不能实现连续化等原因尚处于实验室研发阶段.FFC剑桥法直接以TiO2为原料进行熔盐电解获得金属钛,省去了TiCl4的生产步骤,缩短了提取钛的工艺流程,降低了能耗和成本,已成功开展了千克级的扩大化实验;离子液体电解法将二氧化钛的熔盐电解温度从近千度的高温降低至近室温,但因其较低的还原率和电流效率,该方法还有待进一步研究.因此,熔盐电解法将可能成为未来钛制取的发展方向而取代热还原法并由高温向低温方向发展.

关键词: , 热还原 , 熔盐电解

先进绝热压缩空气储能系统的设计计算

杨科 , 张远 , 李雪梅 , 徐建中

工程热物理学报

作为一种重要的可再生能源,风能的不稳定性问题亟待解决。压缩空气储能(CAES)系统是解决该问题的一种有效途径。先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统在传统CAES系统的基础上得到改进,在环境保护、资源节约上有明显的优势。以1.5 MW的AA-CAES为例,介绍了先进绝热压缩空气储能系统的设计过程,并给定具体参数进行计算,对该系统的特性及应用前景进行了分析总结。

关键词: AA-CAES系统 , 系统设计 , 风能储能

基于点阵图形液晶模块的多菜单设计

陈伟锋 , 高宝建 , 汪俊 , 张远 , 黄美茹

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2007.05.026

研究了点阵图形液晶模块的字符显示方法,详细阐述了一种对屏幕网格化进行菜单设计的新方法,构建了基于AT89C51与LCM2401281 实现该方案的硬件平台,并采用C51语言实现了具体的显示程序.该方案对硬件平台要求较低,在简化软件设计的同时,大大提高了菜单设计效率,有效缩短了系统开发周期,特别是在多菜单设计的场合效果更为明显,具有良好的应用价值.

关键词: 液晶显示模块 , 菜单设计 , 单片机

熔盐电解法生产钛铁合金的铁-钛氧化物电极材料的制备

王震 , 李坚 , 华一新 , 徐存英 , 张志 , 张远

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2016.03.009

熔盐电解法是制备难熔金属及其合金的一种有效方法.以钛铁矿精矿与碳粉混合、模压成型,在氩气保护下,分别于1173,1273和1373 K进行一定时间的碳热还原,制备成含有单质铁微粒的铁-钛氧化物电极作为阴极,在673 K的LiCl-KCl低温熔盐中进行电解还原获得钛铁合金.在1173,1273和1373 K碳热还原反应3h所得铁-钛氧化物电极中,单质铁的还原率分别为30.1%,80.1%和82.7%;电极的电导率分别为3.14,8.06和10.87 S·m-1;开口孔隙率分别为46.1%,50.9%和35.2%.其中在1173 K制备的铁-钛氧化物电极中,单质铁呈粒度较小的圆球状,分布较为均匀,但铁的还原率偏低,且强度较低;在1373 K制备的电极中单质铁发生了明显偏析、富集,汇聚成带状,开口孔隙率显著降低,不利于熔盐电解质向电极内部扩散和浸润;而在1273 K制备的电极中单质铁呈圆球状,粒度为2~6μm,分布较为均匀,且开口孔隙率最大,该电极在673 K的KCl-LiCl低温熔盐中能够电解还原获得钛铁合金,而且电解时通过电极的电流最大.

关键词: 钛铁矿 , 碳热还原 , 电极 , 熔盐电解 , 钛铁合金

AA-CAES系统储气室热力学特性研究

李雪梅 , 杨科 , 张远

工程热物理学报

先进绝热压缩空气储能系统(AA-CAES)的储能设备-储气室是用来储存由压缩机压缩以后的高压空气,随着储气室内压力的变化,高压空气会与储气室壁面之间产生传热,从而影响储气的效率.本文利用实验与数值模拟的方法对储气室内的温度和压力以及换热系数对效率的影响进行研究.结果表明:储气罐充放气过程中,随着存储压力的增大,储气室内温度梯度范围越来越小,这是因为随着压力的增大,储气罐内壁面的对流换热系数降低,从而换热系数随着储气罐储气压力的增大而降低;储气罐内的储能效率随着压力的增大而增大,实验结果与数值模拟结果吻合良好.

关键词: 压缩空气储能系统 , 储气室 , 热力学 , 实验研究 , 数值模拟

AA-CAES压缩膨胀系统的运行级数优化

李雪梅 , 杨科 , 张远

工程热物理学报

先进绝热空气压缩储能系统(AA-CAES)由压缩机、透平机、储气室、换热器等装置组成,压缩机与透平机的级数为一级或多级,而级数存在一个最优组合,本文通过计算不同压缩膨胀级数系统的功效率与`效率,得出了AA-CAES系统压缩机与透平机级数的最优组合.结果表明,AA-CAES系统的储气室压力和初始状态一定的情况下,储气室的`损失只与终止压力有关;在总压比一定的情况下,压缩级数越少,在同样膨胀压力条件下,系统输出功越大;压缩级数相同时,透平级数越多,空气单位质量的输出功越多,系统的最合理的压缩级数为两级,膨胀级数为三级.

关键词: 压缩空气储能系统 , 压缩机 , 透平机 , 级数 , (火用)分析

淀粉接枝丙烯酸甲酯与乙二胺合成高分子螯合剂

胡春红 , 吕彤 , 张远

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2007.06.025

以淀粉为原料,接枝丙烯酸甲酯,然后与乙二胺反应,合成了具有多个酰胺基和胺基的螯合淀粉(SMAEN). 接枝淀粉(SMA)的接枝率(GP)和接枝效率(GE)分别为44.14%和18.42%. 由凯式定氮法测得此螯合淀粉的含氮量为2.86%. 红外光谱分析结果表明,淀粉已经成功地被接枝和螯合. 将螯合淀粉用于对铜离子和银离子的吸附,结果表明,对铜离子和银离子的吸附量分别为:3.328和1.667 mmol/g.

关键词: 乙二胺 , 螯合 , 金属 , 热重分析法

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