热化学

摘要： 湿式烘焙是指180~260°C下在过热水中进行生物质预处理的技术,因其适用范围广、能耗低、预处理效果显著等优势,受到了广泛关注,但也因其发展尚处于起步阶段,存在诸多问题。文中综述了湿式烘焙技术的定义、反应机理及其优点,重点关注湿式烘焙固体产物物理化学特性的变化(最优条件下,产物质量密度升高33.2%,能量密度升高48.2%,研磨能耗降低25.6倍,平衡含水率降低2.9倍,球团耐久性升高33.0%,热值升高45.1%,燃点升高67°C)。讨论了湿式烘焙反应条件对于处理效果的影响,探究了湿式烘焙条件和燃料性能之间的内在联系,对生物质燃料湿式烘焙预处理及工艺耦合应用进行了全面概述,对湿式烘焙技术的经济可行性进行了综合分析。最后,明晰了湿式烘焙技术的缺陷及相应的应对措施,并对其未来的应用场景进行了分析展望,为提高湿式烘焙技术环境友好性和经济可行性提供一些理论基础。

摘要： 氢属于化工领域重要的合成原料,是一种化工产品。在现阶段能源结构转型发展,以及人们环保意识逐渐增强的背景下,氢气的能源属性受到广泛的关注,其高效性和节能性的能源特点成为该领域的研究核心。对此,本文主要探究工业制氢的方法,并提出相关工艺原理和流程。

摘要： 可持续能源绿色发展是实现“双碳”目标的战略基础。其中,聚光太阳能技术、风能、潮汐能等新能源有相当高的研究价值,但其能量密度低、不连续、不稳定性等缺点明显,因此需要与储热技术相结合。热化学储热具有能量损失小、储能密度高等优势,受到各界的重点关注。总结了热化学储能技术的研究前沿,及改善储能材料性能的方法,如:加热加压、加入活性剂或催化剂等,并对储热单元的结构以及内部组分进行探索改进(如:蜂巢、微米管、添加支撑剂以及造孔剂)。此外,计算流体力学仿真在储能单元设计中起到重要作用,在减少实验的情况下,可以得出理论最优解。计算机模拟的低成本以及高准确性使其具有很好的研究前景。

摘要： 氢气是理想的清洁能源,也是重要的化工原料.但是,目前的制氢技术多以化石燃料为原料,制氢过程具有高能耗和高污染的弊端,这使氢能的清洁属性大打折扣.随着社会经济的发展和城市化进程的加快,城市固体废弃物的产量逐年递增,这其中的大部分有机物都有成为制氢原料的潜力.以有机固体废弃物(简称"有机固废")为原料的制氢工艺对于氢能的清洁化发展和固废的资源化利用具有双重意义.本文以有机固废热化学转化制氢过程为对象,对该过程的原料预处理、技术路线、催化剂和吸附剂、技术经济分析、生命周期评价和生态风险评估等方面的研究进展进行综述,重点聚焦大型中试装置和工业化示范项目.通过分析各类技术路线的优劣性,总结得出新型热化学转化制氢技术受成本和装备的限制,大规模利用进展缓慢.在传统热化学转化制氢领域中,有机固废气化制氢最具大规模应用潜力.根据有机固废制氢的发展现状,还对该领域催化剂和吸附剂未来的研究方向以及技术经济分析和生命周期评价的热点问题进行讨论.最后对有机固废制氢的前景作出展望.

摘要： 该研究以二阶式诊断法为主要方法,对学生学习"吸热反应与放热反应""焓变""中和热与燃烧热""热化学方程式""盖斯定律"概念的心智模型进行测量,结果发现学生共建构了13种非科学模型,可归纳为概念缺陷型、符号缺陷型和判断缺陷型.学生关于热化学的学习困难为概念建构困难、条件把握困难和符号书写困难.根据学习困难,作者提出了相应的教学建议.

摘要： 基于自行设计的小型太阳能热化学反应器,建立了聚集辐照下甲烷水蒸气重整数学模型,该模型耦合导热、对流、辐射以及化学反应动力学,计算得到了反应器内甲烷重整过程反应物及产物的浓度、反应速率及温度场的分布,获得了不同工况参数(孔隙率、气体入口温度、水碳比)对甲烷转化率的影响规律.研究结果表明:甲烷水蒸气重整在多孔区域入口处反应迅速,沿反应器中心线方向,反应速率由于反应物浓度的不断降低而减小,导致混合气体的浓度及温度趋于稳定.孔隙率、水碳比及气体入口温度的增加都会导致甲烷转化率增加.当入口温度为500 K、孔隙率为0.75、水碳比为2.5、入口速度为0.006 m/s时,甲烷的转化率为96％,氢气产率为28％.该研究结果对甲烷水蒸气重整制氢过程参数优化具有一定的参考意义.

摘要： 化学平衡常数是平衡理论核心,是高考必考点。识图、析表是化学平衡的难点,重点考查方向:1.对化学平衡常数表达式的多维度考查。2.根据图像、数据表、或转化率、各物质浓度求平衡常数K。3.根据平衡常数利用pK(或-lgK、lgK)与温度关系图像判断正反应是吸热还是放热,从而与热化学有机融合。

摘要： 由于许多化学概念本身存在高度抽象性以及教材对部分概念定义的不完善性,导致学生极易产生迷思概念,对学习产生不利影响.以鲁科版和人教版高中化学教材中对概念的定义方式及语义描述为着手点,对选择性必修1《化学反应原理》热化学部分内容可能产生的相关迷思概念进行探析.不仅可帮助学生解除迷思概念、提高对概念的认识深度,还能促进学生形成正确的知识结构、提高思维能力.

摘要： 基于金属氧化物的两步法太阳能热化学循环可以生产清洁的燃料,具有理论效率高、二氧化碳零排放等优点,有望成为实现碳中和的有效途径,但存在太阳能到化学能能源转化效率不高的问题.从材料基对、反应器设计、多能互补系统优化等方面入手,着重分析了影响太阳能到化学能能源转化效率的因素.总结了材料基对研究的发展历程,指出了密度泛函方法和机器学习方法在材料基对筛选方面的重要作用.结合材料特性,分析了泡沫陶瓷/蜂窝结构反应器、粒子反应器和膜反应器的适用范围及优缺点,指出更优的孔隙率和合适的粒子半径可以加快材料基对的升温速率,并且可以有效减少热损失;同时,大规模可连续式设计可以实现对太阳能的高效利用.系统优化方面,综合分析了数字孪生等新技术在多能互补系统发挥的作用.最后,对高温太阳能热化学循环制备燃料技术未来的发展提出了建议.

摘要： 可再生能源的利用不仅可降低环境污染,还有助于实现"碳中和"目标,蓄热技术是有效利用太阳能等不稳定可再生能源的重要途经之一.热化学蓄热材料由于储能密度高、热损失小等优点可实现低品位热能的跨季节应用.本文对现有文献内吸附蓄热材料的蓄热性能进行总结分析,对比四类蓄热材料在不同运行工况下的储能密度、输出功率与蓄热效率等蓄热性能,并论述各类材料的典型应用案例.文中指出:溶液吸收材料脱附温度较低,但系统传热传质性能较差,实际应用中无法满足建筑供暖需求;固体吸附材料循环稳定性好,可采用太阳能集热器作为热源使其再生,它是目前建筑供暖中具有较大潜力的蓄热材料;纯热化学反应材料储能密度最高,然而其循环稳定性差,仍处于实验室研究阶段;兼有固体吸附材料与无机盐优点的复合材料有望成为建筑内理想的蓄热材料.最后文章针对各类材料提出其未来的研究方向.

摘要： 焚烧等热化学处理技术及其重金属污染控制是污泥处理领域的研究热点之一.本文就国内外学者对污泥热化学处理过程重金属迁移转化行为的理论和实验研究进行了综述,主要包括:重金属性质、温度、反应时间和添加剂对重金属迁移转化规律的影响,重金属迁移转化行为的动力学、热力学模拟方法和结果,多种金属协同控制评价模型与控制工艺优化等方面.本文提出目前研究者在P对多种重金属耦合迁移的影响及碱金属与重金属的竞争机制方面研究不足.

摘要： 本文从双温守恒型Navier-Stokes方程组出发,考虑了5组元17基元化学反应模型以及非平衡态气体的振动激发,求解了来流马赫数为M∞=8.65时70°圆锥体探测器的绕流,并与LENS激波管中的试验值进行了对比,吻合较好.文中引进了两个重要的无量纲数:达姆科勒数(Damk(o)hler Number)Da与|T-Tv|/T,来分别描述流场的化学反应非平衡程度与热力学非平衡程度.数值计算发现,在本计算工况下,热力学非平衡态最显著的区域出现在肩部端点后方,|T-Tv|/T最大值的范围为1～3.典型算例表明:所编制的高超声速热化学非平衡源程序是可行的,它可以为飞行器的热防护设计提供必要的理论数据.

摘要： 从生物质热化学法制备富氢燃气的特点入手,对生物质催化气化制氢和超临界水气化制氢的方法进行了比较分析,综述了目前国内外生物质热化学制备富氢燃气的研究现状、进展和存在的问题,展望了我国生物质热化学法制备富氢燃气的发展前景,对研究方向和发展趋势提出了建议。

摘要： 随着国家环保政策的加强,各种污水都必须通过处理才能排放。在污水处理的过程中,污泥是不可避免要产生,污泥的安全处置乃至资源化应用是一个非常迫切的课题。目前的处置技术有卫生填埋、发酵堆肥、干化作燃料等,由于污泥的含水量极大,含重金属及各种病菌,因此卫生填埋受到的限制也越来越多；污泥的农用是一条出路,但要考虑重金属污染；干化后作燃料或与其它燃料混烧,要解决的关键技术是污泥的脱水,实践证明,由于水的相变潜热及污泥中各种微生物、菌种残体使污泥非常难于脱水,是一个非常耗能的过程。本文试着从热化学的角度探讨污泥的处理方法。

摘要： 采用激波极线和数值模拟方法对考虑热化学非平衡效应下双楔绕流V型激波-激波干扰规则波系结构与马赫反射波系结构之间的转变进行研究.通过非平衡激波极线方法,根据Detachment准则和yon Neumann准则从理论上得到了V类型激波规则反射与马赫反射转变的临界角度;通过二维无粘数值模拟,考察了V类型激波规则反射与马赫反射相互转变波系变化过程.激波极线分析与数值模拟所得到的规则反射与马赫反射相互转变临界角度存在显著差异,表明V型激波-激波干扰中规则反射与马赫反射转变条件不再符合Detachment准则与von Neumann准则,但转变过程的迟滞效应仍然存在.此外,本文基于数值模拟结果分析了两种波系相互转变过程中第二楔面上压力峰值的变化规律.

摘要： 在蒸汽开采过程中,经多轮次吞吐后,由于稠油粘度的差异和地层的非均质性等因素的影响,蒸汽波及体积无法进一步扩大,影响了油藏整体采收率的提高.本文在研究影响蒸汽波及体积扩大主控因素的基础上,立足现有工艺技术,转变开发方式,由单井吞吐调整为区域单元整体吞吐,并配套相应的热化学工艺技术,通过数模、物模相结合的方法,优化了注采工艺参数,扩大了蒸汽有效波及体积,改善了区域开发效果.现场应用28井组,涵盖168井次,有效率80％,增油13732吨,操作成本下降374元/吨.

摘要： 为了探讨地表大陆岩石圈，周围地幔，下地幔热化学异常堆的相互作用关系，并且解释观测现象。本文在二维直角坐标和三维球域坐标系下设计了一系列的模型试验。实验假设地幔流体满足Boussinesq近似，不考虑内生热、相变对地幔对流的影响，并采用与观测一致的地幔粘度，瑞利数等地球物理参数。在三维模型中，使用了同二维相同的地幔参数。为了使得岩石圈能够在地幔对流作用下产生汇聚与分裂，大陆岩石圈用粘度比周围地幔高50倍的化学异常体来模拟，同时为保证大陆岩石圈不被耗散，其浮力比设为-0.8;下地幔底部的热化学异常堆参数同二维相同。结果与二维模型基本一致。其不同在于:在三维下，热柱倾向于在热化学异常堆的边缘产生;超级大陆分裂之前，有源自深源的热柱，表明超级大陆的分裂可能源自深源热柱的作用。

摘要： 随着配位化学与有机化学、生物化学、材料化学的相互交叉和渗透，配位化学的研究重点也由传统的偏重于单个中心原子的配合物过渡到双核及多核配合物；其中对双核配合物，包括同双核和异双核配合物的研究尤为广泛和深入。这一方面是因为双核配合物的合成较为简单，更重要的原因是双核配合物的研究对于探索生物体的一些生理、生化过程以及对于设计、合成分子磁性材料具有重要的意义。

摘要： 利用同步差热-热重联用仪(DSC-TGA)、扫描电镜(SEM)分别研究了丁羟推进剂中粘合剂端羟基聚丁二烯(HTPB)、增塑剂癸二酸二异辛酯(KZ)和燃速催化剂以及其对氧化剂高氯酸铵(AP)热分解反应特性的影响,在此基础上,进一步研究了丁羟推进剂的热分解特性.结果表明,HTPB、KZ、AP的热分解温度较高;燃速催化剂并未改变AP的热分解历程即AP仍存在低温分解、高温分解两个分解阶段.当升温速率较低(10°C/min)时,HTPB推进剂的热分解反应主要由AP控制,对应两个热失重过程,并且在热分解过程中形成了大量孔隙.

摘要： 利用同步差热-热重联用仪(DSC-TGA)、扫描电镜(SEM)分别研究了丁羟推进剂中粘合剂端羟基聚丁二烯(HTPB)、增塑剂癸二酸二异辛酯(KZ)和燃速催化剂以及其对氧化剂高氯酸铵(AP)热分解反应特性的影响,在此基础上,进一步研究了丁羟推进剂的热分解特性.结果表明,HTPB、KZ、AP的热分解温度较高;燃速催化剂并未改变AP的热分解历程即AP仍存在低温分解、高温分解两个分解阶段.当升温速率较低(10°C/min)时,HTPB推进剂的热分解反应主要由AP控制,对应两个热失重过程,并且在热分解过程中形成了大量孔隙.

摘要： 本发明涉及利用热电效应的发电机，其至少包括一个热源(5)、散热器(6)和提供有分别与热源(5)和散热器(6)接触的至少两个区域(4a，4b)的热电转换器(1)。热源(5)容纳放热化学反应例如氢气的催化燃烧。散热器(6)容纳吸热化学反应，所述吸热化学反应的至少一种产物构成所述放热化学反应的反应物之一。一旦所述产物通过散热器(6)产生，其便被送向热源(5)的输入端(7)以在那里反应。所述吸热化学反应特别地为甲醇蒸汽重整反应。

摘要： 本发明提供了一种复合金属氧化物热化学储热材料、热化学储热模块以及复合金属氧化物热化学储热材料的制备方法，能够大幅降低现有的一元金属氧化物和二元金属氧化物储热体系的反应温度，并且利用该储热材料制备的储热模块具有良好的循环稳定性。具体而言，本发明提供的复合金属氧化物热化学储热材料是掺有锂的三元复合金属氧化物。实验发现，在部分二元复合金属氧化物中进一步掺杂锂元素，能够大幅降低现有的二元复合金属氧化物的反应温度，并且，通过添加不同比例的锂元素，反应温度的变化也有所不同，从而可以根据需要灵活调整配方，来获得特定的反应温度。

摘要： 本发明提供了一种可调温的热化学储热材料，该热化学储热材料以钙钛矿结构为基础，包括A位原子、B位原子和氧原子。在钙钛矿结构(ABO3)中，A位大多数情况下为碱金属元素，例如La、Ca、Ba、Sr等，B位大多为过渡金属元素，例如Mn、Co、Fe等，实际的钙钛矿材料通常会具有非化学计量比的氧。通过在A位或者B位掺杂不同比例的其他元素可以实现对氧化、还原反应热化学储热温度的调控。在A位或者B位掺杂的元素基本是与原位元素的原子半径相近的其他金属离子，掺杂后的储热材料能够维持钙钛矿结构基本不变，并且性能得到改善。

摘要： 本发明提供包含能够热化学地制造燃料的钙钛矿氧化物的热化学燃料制造用催化剂及热化学燃料制造方法。这样的热化学燃料制造用催化剂是用于用第一温度和作为该第一温度以下的第二温度这两段热化学循环，由热能制造燃料的热化学燃料制造用催化剂，其特征在于，包含具有组成式AXO3±δ的钙钛矿氧化物，在此，0≤δ<1，A是稀土元素、碱土金属元素或碱金属元素中的任意一种以上，X是过渡金属元素或准金属元素中的任意一种以上，O是氧。

摘要： 本发明涉及利用热电效应的发电机，其至少包括一个热源(5)、散热器(6)和提供有分别与热源(5)和散热器(6)接触的至少两个区域(4a，4b)的热电转换器(1)。热源(5)容纳放热化学反应例如氢气的催化燃烧。散热器(6)容纳吸热化学反应，所述吸热化学反应的至少一种产物构成所述放热化学反应的反应物之一。一旦所述产物通过散热器(6)产生，其便被送向热源(5)的输入端(7)以在那里反应。所述吸热化学反应特别地为甲醇蒸汽重整反应。

摘要： 本发明提供了一种可调温的热化学储热材料，该热化学储热材料以钙钛矿结构为基础，包括A位原子、B位原子和氧原子。在钙钛矿结构(ABO3)中，A位大多数情况下为碱金属元素，例如La、Ca、Ba、Sr等，B位大多为过渡金属元素，例如Mn、Co、Fe等，实际的钙钛矿材料通常会具有非化学计量比的氧。通过在A位或者B位掺杂不同比例的其他元素可以实现对氧化、还原反应热化学储热温度的调控。在A位或者B位掺杂的元素基本是与原位元素的原子半径相近的其他金属离子，掺杂后的储热材料能够维持钙钛矿结构基本不变，并且性能得到改善。

摘要： 本发明提供了一种复合金属氧化物热化学储热材料、热化学储热模块以及复合金属氧化物热化学储热材料的制备方法，能够大幅降低现有的一元金属氧化物和二元金属氧化物储热体系的反应温度，并且利用该储热材料制备的储热模块具有良好的循环稳定性。具体而言，本发明提供的复合金属氧化物热化学储热材料是掺有锂的三元复合金属氧化物。实验发现，在部分二元复合金属氧化物中进一步掺杂锂元素，能够大幅降低现有的二元复合金属氧化物的反应温度，并且，通过添加不同比例的锂元素，反应温度的变化也有所不同，从而可以根据需要灵活调整配方，来获得特定的反应温度。

摘要： 本发明公开了一种热化学储能反应器和热化学储能方法，包括反应气体入口、工质入口、工质出口、反应气体出口、壳体以及设置于壳体的储能介质块及换热盘管；储能介质块内部设置有进气腔室，其中，储能介质块的上端与壳体顶部之间相接触，储能介质块的下端与壳体顶部之间相接触，储能介质块侧壁的外侧与壳体侧壁的内壁之间形成排气腔室，换热盘管位于储能介质块内，反应气体入口与进气腔室相连通，反应气体出口与排气腔室相连通，工质入口与换热盘管的入口相连通，工质出口与换热盘管的出口相连通；进气腔室内设置有进气格栅，排气腔室内设置有排气格栅，该反应器和热化学储能方法利于均匀布气。

摘要： 热化学改性淀粉、制备方法及应用热化学改性淀粉制备胶黏剂的方法，它涉及一种改性淀粉及应用该淀粉制备的胶黏剂。本发明是为了解决现有淀粉胶黏剂耐水性不理想、运输成本高、淀粉改性工艺复杂的技术问题。热化学改性淀粉将酸溶液均匀喷洒到淀粉中，混合均匀后，加热处理，烘干，冷却，再粉碎制成。胶黏剂的方法如下：将聚乙烯醇加入带有搅拌、加热和冷却装置的釜罐内，加水在搅拌中采用阶段升温的办法溶解之后，冷却到室温；加入热化学改性淀粉，室温下搅拌，再加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯后，即得胶黏剂。本发明使用热化学改性淀粉在使用前才加水调配淀粉基胶黏剂的工艺特性，解决了传统溶液型淀粉主剂存在的运输效率低、易分层霉变的问题。

摘要： 本发明提供包含能够热化学地制造燃料的钙钛矿氧化物的热化学燃料制造用催化剂及热化学燃料制造方法。这样的热化学燃料制造用催化剂是用于用第一温度和作为该第一温度以下的第二温度这两段热化学循环，由热能制造燃料的热化学燃料制造用催化剂，其特征在于，包含具有组成式AXO3±δ的钙钛矿氧化物，在此，0≤δ<1，A是稀土元素、碱土金属元素或碱金属元素中的任意一种以上，X是过渡金属元素或准金属元素中的任意一种以上，O是氧。