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关键词： 绿色合成燃料   绿氨   绿色甲醇   绿氢  

摘要： 为实现“碳中和”目标,世界各国都在积极寻找下一代能源技术。绿色合成燃料作为现有能源体系的有效补充和减碳降碳的新方法,在国际上引起了广泛关注。该合成燃料主要通过可再生能源电解水制氢,然后与二氧化碳和氮气反应生成甲醇、乙醇、汽油与氨等液体燃料。本文介绍了绿色合成燃料的定义与内涵,探讨了绿色合成燃料发展现状及技术进展,分析了我国发展绿色合成燃料的优势和挑战。为推动我国绿色合成燃料产业发展,提出了包括加强顶层设计、加快科学布局、积极推进关键技术研发等实施建议,为我国实现“双碳”目标提供支撑。

关键词： 水泥窑协同处置   危险废弃物   技术交流大会   示范工厂   碳排放强度   工业窑炉   碳中和   城市垃圾  

摘要： 各有关单位:建材行业“六零”示范工厂远景规划中,明确指出将“零化石能源”、“零一次资源”、“零碳排放”作为未来水泥厂的发展方向。目前我国水泥窑协同处置危险废物、市政垃圾、污泥等废弃物的生产线已超过230条。利用水泥窑协同处置城市垃圾、污泥、危险废弃物、污染土等是有效解决环境困境,实现城市及工业废弃物减量化、无害化、资源化利用的最佳技术路线之一。同时,随着我国“碳达峰、碳中和”工作的逐步深入,水泥行业即将进入碳交易市场,窑炉碳排放量及产品碳排放强度对企业发展的影响日益显现。对固废进行替代原燃料化利用,可显著提升企业效益并实现碳减排,是目前工业窑炉低碳绿色生产可行性最高的方法之一。协同处置废弃物及固废替代原燃料的应用可显著降低企业或是能源、一次资源的消耗及碳排放,加速企业向“六零”示范工厂转型。

关键词： 直接碳固体氧化物燃料电池   凝胶注模法   Boudouard反应   锥管串接式   钾催化剂  

摘要： 针对阳极支撑型直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)的浓差极化阻抗大的问题,本研究采用改进后的凝胶注模法制备了阳极支撑型锥管状固体氧化物燃料电池(SOFC)。通过适当增加溶剂的含量,改善了浆料的流动性,提高了成品的质量;通过增大造孔剂的含量,提高了阳极的孔隙率,减小了气体的扩散阻力。改进后的SOFC以氢气为燃料,在800℃运行时,开路电压为1.05 V,电化学阻抗谱的极化阻抗更小,电池的最大功率密度为0.67 W×cm^(–2)(阴极有效面积为2.2 cm^(2)),明显优于改进前的SOFC。改进后的SOFC直接采用担载质量分数5%K的活性炭为燃料,在800℃运行时,开路电压为1.030 V,接近理论电压,最大功率密度达0.74 W×cm^(–2),以400 mA进行恒流放电,碳燃料的有效利用率为31%,高于改进前电池的碳燃料的有效利用率17%。将改进后的4个锥管状单电池串联成电池组,直接采用担载质量分数5%K催化剂的活性炭为燃料,在800℃运行时,最大功率达8.0 W,高于改进前的4节DC-SOFC电池组(4.1 W),该电池组碳燃料的有效利用率为15%,峰值功率密度可达0.91 W×cm^(–2),超过了文献报道的最高值。

关键词： 氢燃料电池发动机   故障诊断   电堆  

摘要： 氢燃料电池发动机作为氢能车辆核心动力单元,其电堆运行状态健康监测和故障诊断直接影响车辆使用和电堆的寿命。当前采用的监测手段主要是对电堆电流和电堆单片电压的监控,通过判断电堆各个单体的电压一致性,以及是否有出现个别单体电压低的问题来判断电堆的健康状态。存在的问题是没有对先期机械故障即早期零部件失效进行监控,电堆能否正常工作也受制于提供空气和冷却的主要零件空压机和水泵的影响,当前仅通过电压巡检器对电堆单体电压的监测被动的报警,当报警时已经出现零件机械结构问题需要车辆进站维修更换零部件,影响车辆的正常出勤。所以有必要通过振动信号进行空压机、水泵等零部件故障的先期诊断评估,并在车辆保养或者闲时进行维修,可避免影响车辆正常营运,减少客户抱怨。

关键词： 2000 kW   氢燃料电池混合动力机车   加氢工艺   高效安全  

摘要： 2000 kW氢燃料电池混合动力机车为中车大同电力机车有限公司深耕新能源轨道交通装备、瞄准氢能应用技术的又一拳头产品。该车的交付方式与公司主型机车的无火回送至客户有较大不同,需要在厂内完成氢气置换,将机车内氢气置换成氮气,然后将转向架与车体解体,即在厂内试运行时需加氢,在交付路局之前的这段运输需用氮气置换储存的氢气,在段上再次加氢。由于氢气为易燃、易爆气体,加氢过程特别考验相应的工艺技术,因此通过对该过程涉及的特殊工艺和技术参数进行详尽的阐述,为各类型大功率新能源混合动力车安全、高效的加氢工序提供可借鉴的工艺方法和经验。

关键词： 碳氢化合物   燃料   煤基煤油   石油基煤油   射线法   密度   测量  

摘要： 基于Beer-Lambert定律,采用γ射线吸收法,研制了高参数火箭煤油密度测量装置,对液态及超临界压力下火箭煤油的密度进行测量方法研究。测量温度范围293~673 K,压力范围0.3~30 MPa,密度测量结果的扩展相对不确定度为2.2%~3.2%(置信因子k=2)。选取常压、温度293 K和压力5 MPa、温度673 K的环己烷分别作为高密度和低密度标准流体,抵消了温度变化对测量装置射线吸收率的影响。通过对环己烷和甲苯密度测量的校验,验证了测量方法的可靠性和准确性。在此基础上,完成了石油基和煤基火箭煤油的密度测量,并计算了石油基和煤基火箭煤油等压热膨胀系数。利用实验数据,拟合了宽广温度压力范围内两种火箭煤油密度的Tait函数关系式,密度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.21%,最大绝对偏差为1.32%。测量结果表明:在所测量的温度和压力范围内,煤基煤油与石油基煤油的密度值基本一致。所得密度实验测量数据为高参数火箭煤油物性及传热等研究提供了基础数据。

关键词： 氢燃料电池   发动机   LabVIEW   上位机系统  

摘要： 氢燃料电池发动机运行过程中需时刻关注各零部件的关键参数信息,为此设计开发了基于LabVIEW的氢燃料电池上位机系统,用于监控氢燃料电池发动机运行时的状态及关键参数信息。使用LabVIEW平台搭建CAN通信模块、数据解析模块、图形显示模块及阈值报警模块程序完成上位机系统开发,实现发动机与上位机系统之间的数据传输及数据界面显示。试验结果表明,该上位机成功与发动机建立通信链路,且具有图形画面简洁、数据实时更新、阈值设定报警等优点,具有较高的扩展性和实用性。

关键词： 快速压缩膨胀机   天然气   高压直喷   引燃油量   天然气喷孔直径  

摘要： 利用CONVERGE软件构建并验证了基于快速压缩膨胀机的仿真模型,探究了柴油喷雾微引燃高压天然气射流的基础燃烧特征,分析了引燃油量和天然气喷孔直径对双燃料燃烧过程的影响。结果表明,燃烧火焰沿射流两侧扩散发展,燃气动量的减小对射流前端当量比分布影响较大;引燃油量影响了缸内引燃火焰持续时间,从而影响了燃气着火时刻和燃烧量;天然气喷孔直径影响了射流喷射量和动量,涡流条件下,燃烧着火区域的分布影响燃气的着火和稳定燃烧。

关键词： 铁路车辆   氢燃料电池列车   FLIRT H_(2)   氢气混合动力包(HMU)   美国  

摘要： 为美国加利福尼亚州圣贝纳迪诺县交通局(SBCTA)设计的FLIRT H_(2)是Stadler公司替代牵引方案的最新产品。其将是应用于美国铁路客运领域的首列氢燃料电池列车,计划于2024年在加利福尼亚州投入商业运营,装配模块化、可扩展的氢气混合动力包,可为2~4节车厢提供电能。文章重点介绍FLIRT H_(2)的概念设计及技术实现情况,包括车辆结构、牵引系统布局、技术参数、模块化设计、燃料电池、储氢系统、能源效率等,以期为后续氢燃料电池列车的开发设计提供参考和借鉴。

关键词： 车载氢系统   泄放安全   安全泄压装置   冻胀应力   氢燃料电池汽车  

摘要： 针对燃料电池汽车车载氢系统冬季出现温度驱动安全泄压装置(TPRD)异常损坏,影响泄放系统的密封和强度,严重危及氢气的泄放安全等问题,通过设计TPRD抗冻胀试验,系统分析车载氢系统泄放管路进水结冰冻胀后对其泄放安全的影响。试验结果显示,车载氢系统泄放管路进水后,在反复“结冰-消融”这一循环过程中,产生的冻胀应力造成试验用两组瓶口组合阀的TPRD发生意外激活,均未通过抗冻胀试验,其中,玻璃泡形式TPRD按照预设通道进行泄放,易熔合金形式TPRD未按照预设通道泄放,严重影响氢气泄放安全。未来应重点关注泄放管路的防水与排水设计,避免因进水造成涉氢安全事故。