金辉
- 作品数：36 被引量：99H指数：6
- 供职机构：西安交通大学能源与动力工程学院动力工程多相流国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理化学工程理学金属学及工艺更多>>
- 阻力比拟分析在煤炭超临界水气化制氢研究中的应用被引量：1
- 2022年
- 传统的煤炭利用方式存在高污染、高排放、高能耗等一系列弊端.超临界水气化技术基于能源有序转化的思想,利用超临界水独特的物理化学特性,提供了一条清洁、低碳、高效的煤炭利用途径.对于技术应用而言,温和的气化温度可以有效降低投资和能耗,但同时意味着较低的反应驱动力.为此,文中采用阻力比拟分析的方法,寻找合理的调控手段以实现传热、传质和化学反应的优化匹配,实现整个反应过程综合减阻.研究工作分别从主反应强化、副反应抑制和多反应协同三方面开展:(1)首先获得了气化过程的速度控制步骤,并针对此提出了残液循环的方法增加了反应器底部自由基浓度并促进了稠环芳烃的气化;(2)其次,基于获得的曳力、传热和扩散公式开展数值模拟,提出控制喷嘴热流边界及调整喷射角度、设计旋流分布板的方法,有效解决了喷嘴和底部区域易发生副反应的问题;(3)最后基于精确的动力学模型对反应器整体进行热匹配,在避免过热的同时降低了传热阻力.基于上述优化方法构建了小型示范试验样机,实现了全国十余种典型煤种在温和温度下的完全气化.
- 金辉樊超葛志伟陈渝楠赵秋阳
- 关键词：产氢
- 超临界多元热流体提高稠油采收率机理研究被引量：2
- 2022年
- 超临界水气化多元热流体热采方法有望成为海上稠油高效开发与利用的变革性技术。本文基于研制的稠油注超临界多元热流体驱替热采岩心实验系统,开展了超临界多元热流体、传统多元热流体、超临界水和高压热水的驱替实验研究,对比分析了不同注入工况下驱油效率、热效率、岩心温度压力分布及演变特性,获得了超临界多元热流体驱替过程中热量传递和压力分布规律。结果表明,超临界多元热流体驱兼具热驱、气驱和混相驱的优势,能显著提高驱油效率、采油速度和热效率,同时能抑制蒸汽超覆和超临界水超覆现象,扩大波及范围。超临界多元热流体驱(25 MPa、400℃)的驱油效率高达95%;相对于超临界水驱(25 MPa、400℃),驱油效率提高3%,采油速度提高47%,热效率提高16%。
- 黄祖杰赵秋阳陈磊苗岩王晔春金辉郭烈锦
- 关键词：稠油提高采收率
- 超临界水转化低成熟富有机质页岩生烃特性实验研究被引量：3
- 2022年
- 本文采用非等温加热反应器模拟了低成熟富有机质页岩在400℃、25 MPa超临界水中2∼12 h范围内的生烃过程。结果表明转化后的产物在油气水中均有分布。在2∼12 h范围内,有机碳动用程度随时间的增加逐渐升高,在12 h时可达30%以上。产油率随时间的增加先增后减,在4 h时达到最大值22.11 kg(油)·t^(−1)(页岩)。产气率随时间的增加逐渐升高,在12 h时达到最大值32.88 m^(3)(气)·t^(−1)(页岩)。产油中的饱和烃和芳香烃总含量始终大于80%,随着反应时间的延长,产气中甲烷、乙烷和氢气的选择性增强,水溶性有机物含量先增后减,在反应时长8 h时水TOC达到峰值259.98 mg·L^(−1)。超临界水还能够有效脱除低成熟富有机质页岩中的黄铁矿,并促进页岩内部的介孔和大孔发育。
- 谢天赵秋阳董宇巴尔成·巴瓦阿金辉郭烈锦
- 关键词：超临界水生烃
- 新工科背景下新能源科学与工程专业课程建设与教育教学的初步探索被引量：16
- 2019年
- 新工科理念提出以来得到了工程教育界广发关注。基于这一背景,本文从课程建设和教育教学两方面对新能源科学与工程专业的已有探索和实践开展了讨论,认为该专业的课程设计要重视传统基础知识,注重多学科的交叉融合以及前沿知识的讲授。教学过程要善于引导,重视实践交流,激发学生的探索兴趣,培养责任感和使命感。总之,既要向学生传授基础知识,也要引导学生思考前沿问题;既要让学生掌握该领域国内需求,也要了解该领域国际动向。
- 金辉
- 关键词：课程建设教育教学
- 超临界水中花生壳气化制氢催化剂的筛选与研究
- 本文在釜式反应装置上，以原生生物质花生壳为原料，CMC 为添加剂，对不同种类催化剂在超临界水中生物质催化气化制氢的影响进行了实验研究。温度水平选择为400℃，压力控制在22～24MPa 范围内，物料浓度为10％，催化剂包...
- 裴爱霞张锐金辉郭烈锦
- 关键词：生物质制氢工艺催化剂
- 文献传递
- 超临界CO_(2)在化工领域的研究进展被引量：1
- 2022年
- 近年来,超临界流体由于独特的理化性质受到各行各业的青睐,其中超临界CO_(2)的条件最为温和,且无毒、来源广泛,因此得到了广泛的应用。这项工作整理了超临界CO_(2)在化工领域的最新研究,包括材料制备、萃取、污染物降解、聚合物生产和纺织领域。研究结果表明,相比传统的方法,在超临界CO_(2)下制备、处理或提取物质均获得了更优的效果。结合“双碳”战略,利用超临界技术将CO_(2)转化为可用的碳氢燃料或者大分子聚合物,会是一项全新的突破,为改善环境、提高能源转化率做出贡献。
- 刘岩冰熊铭强张金丰王志华师进文金辉
- 关键词：超临界化工领域能源转化
- 生物质在超临界水流化床系统中部分氧化气化制氢被引量：4
- 2009年
- 从理论的角度对超临界水部分氧化过程进行分析,利用已建立的热力学模型计算了反应过程的化学平衡.热力学研究表明:随着氧化剂当量的增加,H2、CH4、CO的平衡产量减少,CO2的平衡产量增加,而且H2的体积分数也随之减少.在实验室新研制的超临界水流化床系统中,研究了生物质模型化合物(葡萄糖)以及原生生物质(玉米芯)的部分氧化气化制氢.实验结果表明:氧化剂的加入大大提高了生物质的气化率,但降低了气体产物中H2的体积分数;在质量分数为10%的葡萄糖部分氧化气化过程中,当氧化剂(H2O2)当量为0.2(质量分数为4.53%)时,H2的绝对产量达到了最大值.
- 吕友军金辉郭烈锦张西民曹长青郭鑫
- 关键词：超临界水部分氧化制氢热力学流化床
- 生物质在超临界水流化床反应系统中气化制氢实验研究被引量：6
- 2009年
- 以生物质模型化合物葡萄糖为原料,在温度500～600℃,压力23～37MPa范围内,利用新研制的超临界水流化床系统对其气化制氢特性进行研究,讨论了过程主要参数温度、压力、物料浓度以及催化剂添加对气化制氢的影响。实验结果表明:温度对气化影响最大,而压力对气化的影响较小,升高温度和压力都有利于产氢。随着物料浓度增加葡萄糖气化效果下降,在超临界水流化床气化制氢系统中实现30%葡萄糖的连续稳定气化。K_2CO_3提高气化率同时降低了产气中CO含量,ZnCl_2的加入虽对气化率影响不大,但大大提高了氢气的选择性。该文的实验研究验证了超临界水流化床气化制氢系统的有效性。
- 吕友军金辉郭烈锦曹长青郭鑫张西民
- 关键词：超临界水制氢葡萄糖流化床气化
- 超临界水中颗粒受Stefan流影响的数值模拟研究被引量：1
- 2021年
- 超临界水气化(SCWG)技术由于其清洁及高效性而具有广阔的应用前景,反应过程中颗粒表面的Stefan流动不可忽略。本文主要开展在雷诺数10~200范围内的不同Stefan流方向以及强度对超临界水绕流固定球形颗粒的曳力以及传热过程影响的研究,同时对颗粒周围的流场以及速度和温度边界层进行了分析,结果表明,随着内向Stefan流强度的增大,曳力系数与努塞尔数均呈现增大的趋势,速度与温度边界层的厚度均呈现减薄的趋势;随着外向Stefan流强度增大,以上结论呈现相反趋势。
- 金辉王赢东王慧博吴振群赵秋阳
- 关键词：超临界水曳力系数努塞尔数数值模拟
- 超临界多元热流体发生及地下原位转化开采重质油理论与技术被引量：1
- 2023年
- 稠油和低成熟页岩等重质油资源潜力巨大,但其低流动性和高干酪根含量导致难以高效开采,针对现有注蒸汽等方法存在采收率低、加热效率差和热流体成本高等问题,提出了以超临界水热化学转化为核心的重质油原位转化开采新思路,基于超临界水独有的高溶解性、高扩散性和高反应性,采用油田有机废液为原料通过超临界水气化与氢氧化原理生产超临界多元热流体,并将超临界多元热流体注入地层加热储层、同时原位转化稠油和干酪根生成轻质油气,通过超临界混相驱大幅提高采收率,从而实现了高效、清洁、低成本的热流体生成、储层加热转化与油气高效采出。研究结果表明,油田有机废液碳转化率超98%,稠油岩心驱替效率超97%,单井4轮次吞吐效率超75%,低成熟页岩有机质生烃制油气有机碳转化率达60%。该技术的突破可对变革传统重质油开发方式、保障我国油气能源安全提供参考。
- 赵秋阳金辉徐加陵彭智勇王晔春郭烈锦
- 关键词：重质油超临界水多元热流体采收率
