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活力环资青春颂|湘潭大学bet356唯一官网|首頁welcome!彭川副教授

文章来源: 发布时间:2023-05-05浏览次数:

编者按:

青年强,则国家强。青年教师是高校教师队伍的重要力量,关系着高校发展的未来,关系着人才培养的未来,关系着教育事业的未来。

bet356唯一官网|首頁welcome!青年教师传承牢记嘱托、艰苦创业、追求卓越的湘大精神,瞄准生态环境领域前沿,立志做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的新时代好青年,为国家推进能源革命、加快发展方式的绿色转型提供人才与科技支撑,用奋斗在新征程的火热实践中绽放绚丽之花。

聚焦教学科研,促进学院发展。本期活力环资青春颂让我们走近彭川副教授。

彭川,男,湖南怀化人,中共党员、工学博士、副教授、硕士生导师。2017年德国弗劳恩霍夫协会环境安全核能源技术研究所(Fraunhofer UMSICHT联合培养博士,2019年博士毕业于湖南大学,2019-2021于中国科学院深圳先进技术研究院进行博士后/助理研究员工作,主要从事固废资源化利用、热化学转化在生物质能源领域的应用,参与多项国家、省部级研究项目。在《Fuel》《Energy》《Journal of Cleaner Production》《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》《Waste management》等SCI期刊上发表论文20余篇。入选ESI高被引论文1,单篇最高被引量261次。为 Environmental Science and Pollution Research Chemosphere 等多个国际学术期刊审稿人;申请发明专利4项。

教学方面,担任《环境工程制图I》《环境工程土建概论I》《环境规划与管理》等本科课程主讲教师。教学关注学生能力培养,注重因材施教,让学生在课堂上动口、动脑、动手,着力于学生的潜能开发、创新能力培养和个性养成(图1)。教学的实质是帮助学生对知识进行系统思维创新探究,课堂上积极与学生交流,与学生共同参与知识发生的过程、思维的过程、创造的过程。在传授知识过程中鼓励学生形成积极的主动学习态度,引导学生学会学习、形成正确价值观。在2022年湘潭大学bet356唯一官网|首頁welcome!课程思政教学比赛中荣获二等奖。

1 课程教学中学生口头汇报与交流

科研方面,围绕生物质固废资源化利用、热化学转化过程可再生生物质能源领域的应用展开研究工作,近年来完成的代表性研究成果如下:

一、生物质废物热催化重组转化生物质燃料的应用

生物质废物通过热化学转化过程可转变为高值副产物如生物质燃油、可燃气和生物炭,如图2所示,该研究不同种类原料在低温热转化过程中协同、高效、高选择性的形成富烃燃油组分进行探索。阐述生物炭的功能性及形成机制,并对污泥与农业废弃物联合热转化过程中能量回收进行分析,剖析热转化各阶段的质量分布和含碳量分布(Energy, 2017, 127:167—174ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2018 6 (7), 9461—9469.)。为生物质废物热转化制备生物质燃料提供了理论基础和实践验证依据。

 

2生物质废物热催化重组转化生物质燃料的应用

1:热解重组过程;2:催化加氢脱氧过程;3:实际应用场景

二、城市固废低温磁化热解过程中试研究

城市固体废物的主要成分包括厨余垃圾和塑料(PVC),这两种组分可通过低温热解发生协同反应从而转化能源或形成增值产品。如图3所示,本研究探究城市生活垃圾中厨余垃圾和PVC原料在较低温度(200300℃)下热解60 min后的生物炭和生物油的特性及其转化途径,并对过程当中重金属在生物炭内的分布和转化进行研究。最后对该中试系统的可行性和经济型进行分析,实现低温磁化热解以低成本生产高质量的生物产品,净现值(NPV)和内部收益率(IRR)可以为正(Energy, 2021: 119670.)本研究提供了一种新的厨余垃圾与PVC衍生炭协同低温热解产生生物炭和生物油途径。

 

3 城市固废低温磁化热解中试及生物炭形成过程

三、固废清洁型低碳资源化成套装备研发

1)污泥低温热干成套装备

随着环保要求日渐严格,从过去的重水轻泥到如今的泥水并重,对于污泥的处置处理已逐渐得到提升和重视,将其进行综合资源化利用,以减少对环境的影响并达到资源再利用的目的,因此拟新建或基于现有脱水基础都需要进行污泥脱水单元的升级改造。如图4所示,本研究针对以上需求,设计开发一套污泥干化一体化设备,特点是进行功能模块化设计,可根据进泥性质调整模块结构,实现不同阶段污泥脱水需求,满足低功耗无二次污染的脱水效果。

4 污泥低温干化成套装备

(2)热熔压缩装置与集成平台

热熔压缩装置是与中国航天员训练中心联合研制的第一代航空航天生活垃圾处置装置(图5),该热熔压缩装置主要任务是动密封环境下实现航天人因固废的高效压缩。集成平台主要包括气体供应模块、热熔压缩装置、辅助模块、气体检测模块等。该研究完成热熔压缩平台(所有模块的测量与控制)的测控系统(含软件)。重点对系统中的温度T、压力P、流量、湿度H、升温速率、预热温度、真空度、VOC等信号进行实时采集、存储、历史追述,根据手动控制指令或自控流程对热熔压缩速率、升温速度、预热温度、真空度等参数进行控制。该研究一方面为空间固体废物的地面热熔压缩实验开展提供试验平台另一方面也为进一步开展空间固体废物热熔压缩样机工程设计提供基础数值与坚实的理论实践基础。

 

5 热熔压缩装置与集成平台

彭川博士电子邮箱:chuanpeng@xtu.edu.cn

 

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