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任霄汉

助理研究员 同专业硕导

性别:男

在职信息:在职

所在单位:热科学与工程研究中心

入职时间:2018-04-08

学科:热能工程

联系方式:13356698944

电子邮箱:renxh@sdu.edu.cn

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个人简介

任霄汉,男,博士,山东大学热科学与工程研究中心助理研究员,硕士生导师,国际燃烧学会会员,美国机械工程师协会会员, International Journal of Energy and Environmental Science编委。

研究方向:生物质综合利用“生物质耦合低质煤共热解及其产物综合利用系统”,既可以产气为目的通过气化制取可燃气进而发电供热制冷,满足环保要求,实现多联产,或者气化加甲烷化过程实现制取生物天然气;又可以制活性炭为目的,实现活性焦孔结构分级官能化构筑,进而对多种气体污染物协同吸附;还可以生产肥料还田,研究热解炭在土壤修复中的吸附作用(例如吸附了重金属的活性炭,是否还能继续吸附有机物)等。在气体燃烧方面,研发以合成气为燃料的特定功能导向的多喷嘴燃烧技术;固废处理方面,水热协同处理PVC和锂电池等电子垃圾,提取锂电池中的贵重金属,利用PVC生产纳米碳材料或吸附材料;基于激光诱导击穿光谱技术(LIBS)的锅炉智能诊断技术开发与研究,利用LIBS研究煤样的结渣特性、热值预测,煤粉燃烧中的碱金属、碱土金属、重金属迁移特性的在线诊断,飞灰含碳量在线测量技术,气相当量比的确定等。

近五年发表SCI论文40余篇,申请发明专利10项,目前授权2项,参加国际会议6次,他引600余次,合著英文专著一本,中文专著一本。以下列出部分项目和论文专利:

1 主持或参与项目:

l  2020年主持山东水发智慧能源有限公司“生物质锅炉燃料燃烧效率分析”项目,分析生物质锅炉燃料燃烧效率,开发一套基于热值需求的燃料掺烧优化软件,将成型的“床层和炉膛燃烧模拟”形成可嵌入式的工具包,最终形成DCS控制软件。

l  2020年主持中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院“正压泡沫消防炮流道模拟计算”项目,研究压缩气体泡沫这种非牛顿流体在管内流动及管外射流特性,辅助优化泡沫喷射器结构参数,对灭火泡沫喷射形成指导意见。

l  2020年主持山东省重大科技创新工程项目“深部金属矿智能化开采关键技术及装备集成研究和工程示范”子课题。

l  2019年主持山东省基金项目“基于烟气烘焙的活性焦孔结构分级官能化构筑及SO2/NOx/VOCs协同吸附机制”,研究分级构筑的活性焦对于多种污染物协同吸附的作用及影响因素,探寻微观机理。

l  2019年主持山东爱客多热能科技有限公司项目“燃气燃烧高效热利用技术产品研发”,从事燃气燃烧高校热利用的技术开发和设计工作。

l  2018年主持浪潮集团项目“服务器机柜级液冷散热技术”子课题,针对服务器机柜级液冷技术提供设计及优化。

l  2016年参与美国东北大学项目“碳纳米材料在PE中阻燃特性的实验研究”,在塑料材料中添加碳纳米材料,不仅可以提高其力学等其他性能,还可以改善其着火特性,对于突发火灾的防范以及火灾反生时火势的蔓延起到延缓的作用,为各种救援赢得时间。

l  2015年至2016年参与美国国家科学基金和美国环境保护总署“常规及富氧气氛下煤粉与生物质混燃的基础研究”项目。采用掺烧生物质的方法对伊利诺伊6号烟煤(高硫煤5.5% S)的硫氧化物进行燃烧中反应脱除,脱硫效果明显。

l  2015年至2017年参与国家自然科学基金重点项目“煤基固体燃料O2/H2O燃烧关键基础问题的研究”,提出煤基固体燃料--水蒸气燃烧近零排放发电系统(OCCSS):脱灰煤在燃烧室内与O2/H2O燃烧,在同一空间内实现固体燃料的化学能-工质焓直接转化,CO2/H2O混合物做功后冷凝,直接得到高浓度CO2,实现低成本碳捕集。组建跨学科团队,借助量子化学理论和计算工具、先进激光火焰诊断技术对煤粉火焰重要自由基的测量,研究脱灰煤和原煤在加压O2/H2O条件下的燃烧理论。

l  2014年至2017年参与自然科学基金面上项目“高温燃烧条件下煤焦中氮转化为NO实验和机理研究”,根据不稳定"中间复合物"脱附量的测量得出低温和高温下焦炭表面反应活性位数量及性质,定量描述焦炭对O2NO的反应活性,通过对表面复合物生成和分解动力学特性的实验和机理分析研究,获得焦炭燃烧中氮向NO转化的影响机制和主要反应路径,进一步完善焦炭氮向NO转化的动力学模型。

l  2014年参与光大环保科技发展(北京)有限公司的“750t/d垃圾焚烧炉锅炉炉内燃烧过程数值模拟和优化研究”项目。采用PHOENICSFLUENT等模拟软件研究过量空气系数、一二次风、循环风的风率及布置方式对炉内燃烧状况的影响,优化了750t/d 垃圾焚烧炉

l  2012年参与激光诱导气体等离子体对甲烷火焰稳定性影响的研究863课题)。研究化学当量比、氧气体积百分比、激光脉冲能量和激光焦点的作用位置等因素对于火焰脱火极限的影响规律。在美国高校交流访问期间做了题为“Effect of Femtosecond Laser-induced Plasma on the Laminar Methane/Oxygen/ Nitrogen Flame Propagation Characteristics”的报告,获得了Prof. LevendisProf. Mohamad (Hameed) Metghalchi(火焰研究领域专家,Journal of Energy Resources Technology期刊主编)的肯定及指导。

l  2012年参与光大环保科技发展(北京)有限公司的“500t/d垃圾焚烧锅炉炉内燃烧过程数值模拟和优化研究”项目。分析了垃圾燃烧特性、过量空气系数、一、二次风率、循环风喷口布置方式等因素对垃圾燃烧过程的影响,通过对垃圾炉排内和锅炉炉膛内燃烧和传热的CFD 数值模拟,优化了炉膛结构参数和配风方式。

l  2011年至2012年参与与光大环保科技发展(北京)有限公司合作开展的“水冷往复生物质炉排锅炉技术研究”项目,采用PHOENICS软件对炉排上生物质的燃烧过程进行模拟和利用热重红外联用的试验方法分析生物质燃料的燃烧和热解反应动力学,设计出了水冷往复生物质炉排锅炉。

2 论文发表

1.         Ren X, Sun R, Meng X, Vorobiev N, Schiemann M and Levendis YA. Carbon, sulfur and nitrogen oxide emissions from combustion of pulverized raw and torrefied biomass. Fuel, 2017, 188: 310-323. (ESI highly cited paper)

2.         Ren X, Sun R, Chi HH, Meng X, Li Y and Levendis YA. Hydrogen chloride emissions from combustion of raw and torrefied biomass. Fuel, 2017, 200: 37–46.

3.         Ren X, Xu H, Liu F, Wang Z, Li Q. Effects of oxygen concentration on the thermal and chemical structures of laminar coflow CO/H2 diffusion flames burning in O2/H2O atmosphere. Fuel, 2020, 270: 117474.

4.         Ren X, Rokni E, Sun R, Meng X, Levendis YA. Evolution of Chlorine-Bearing Gases During Corn Straw Torrefaction at Different Temperatures. Energy & Fuels, 2017, 31(12): 13713-13723.

5.         Ren X, Rokni E, Zhang L, Wang Z, Liu Y, and Levendis YA, Use of Alkali Carbonate Sorbents for Capturing Chlorine-Bearing Gases from Corn Straw Torrefaction. Energy & Fuels, 2018, 32(11): 11843-11851.

6.         Ren X, Meng X, Panahi A, Rokni E, Sun R, Levendis YA. Hydrogen Chloride Release From Combustion of Corn Straw in a Fixed Bed. Journal of Energy Resources Technology, 2018, 140(5).

7.         Ren X, Rokni E, Liu Y, Levendis YA. Reduction of HCl Emissions from Combustion of Biomass by Alkali Carbonate Sorbents or by Thermal Pretreatment. Journal of Energy Engineering, 2018, 144(4).

8.         Rokni E, Ren X*, Panahi A, Levendis YA. Emissions of SO2, NOx, CO2, and HCl from Co-firing of Coals with Raw and Torrefied Biomass. Fuel, 2017, 211: 363-374. (*: Corresponding author)

9.         Rokni E, Liu Y, Ren X*, Levendis YA. Nitrogen-Bearing Emissions from Burning Corn Straw in a Fixed-Bed Reactor: Effects of Fuel Moisture, Torrefaction and Air Flowrate. Journal of Energy Resources Technology, 2019.

10.     Lyu S, Cao T, Zhang L, Liu J, Li G, Ren X*. Assessment of low-rank coal and biomass co-pyrolysis system coupled with gasification. International Journal of Energy Research, 2020, 44(4).

11.     Yang Y, Zhang L, Sun R, Wang Z, Li Y, Ren X*. The Chemical and Physical Effect of Diluent H2O on NO and CO Emissions in Computational CH4 / Air Laminar Diffusion Flames. International Conference on Energy, Ecology and Environment (ICEEE) / International Conference on Electric and Intelligent Vehicles, 2018.

12.     Liu Y, Rokni E, Yang R, Ren X*, Sun R, Levendis Y. Torrefaction of corn straw in oxygen and carbon dioxide containing gases: Mass/energy yields and evolution of gaseous species[J]. Fuel, 2021, 285:119044.

13.     Li Y, Li L, Liu Y, Ren X, Levendis YA. Sulfur and Nitrogen Release From Co-Pyrolysis of Coal and Biomass Under Oxidative and Non-Oxidative Conditions [J]. Journal of Energy Resources Technology, 2021, 143(6);

14.     Zhang L, Ren X, Sun R, Levendis YA. A Numerical and Experimental Study on the Effects of CO2 on Laminar Diffusion Methane/Air Flames. J. Energy Resour. Technol. Aug 2020, 142(8): 082307.

15.     Rokni E, Panahi A, Ren X, Levendis YA. Curtailing the generation of sulfur dioxide and nitrogen oxide emissions by blending and oxy-combustion of coals. Fuel, 2016, 181:772-784.

16.     Rui S, Ismail T M, Ren X, Abd EI-Salam M. Effect of ash content on the combustion process of simulated MSW in the fixed bed. Waste Management, 2016, 48:236-249.

17.     Sun R, Ismail T M, Ren X, Abd EI-Salam M. Numerical and experimental studies on effects of moisture content on combustion characteristics of simulated municipal solid wastes in a fixed bed. Waste Management, 2015, 39(11):980-986.

18.     Sun R, Ismail T M, Ren X, Abd EI-Salam M. Influence of simulated MSW sizes on the combustion process in a fixed bed: CFD and experimental approaches. Waste Management, 2016, 49:272-286.

19.     Sun R, Ismail T M, Ren X, Abd EI-Salam M. Numerical simulation of gas concentration and dioxin formation for MSW combustion in a fixed bed. Journal of Environmental Management, 2015, 157(2):111-117.

20.     Rokni E, Panahi A, Ren X, Levendis Y. Reduction of sulfur dioxide emissions by burning coal blends. Journal of Energy Resources Technology, 2015, 138(3).

21.     Meng X, Sun R, Ismail T M, Zhou W, Ren X, Zhang R. Parametric studies on corn combustion characteristics in a fixed Bed: Primary air flow rate and different corn lengths. Applied Thermal Engineering, 2017, 126: 702-716.

22.     Meng X, Sun R, Ismail T, Abd El-Salam M, Zhou W, Zhang R, Ren X. Assessment of primary air on corn straw in a fixed bed combustion using Eulerian-Eulerian approach. Energy, 2018, 151: 501-519.

23.     Wang Z, Zhao Y, Sun R, Li Y, Ren X, Xu J. Effect of reaction conditions on the evolution of surface functional groups in O2/H2O combustion process of demineralized coal char. Fuel Processing Technology, 2019, 195.

24.     Wang Z, Zhao Y, Sun R, Li Y, Ren X, Xu J. Effects of reaction condition on NO emission characteristic, surface behavior and microstructure of demineralized char during O2/H2O combustion process. Fuel, 2019, 253: 1424-1435.

25.     Zhao Y, Wang Z, Zhao G, Sun R, Ren X. Investigation of combustion reactivity and NO emission characteristics of chars obtained from the devolatilization of raw and partially dried lignite. Canadian Journal of Chemical Engineering, 2019, 98(2): 453-464.

26.     Liu L, Sun Q, Li H, Yin H, Ren X, Wennersten R. Evaluating the benefits of Integrating Floating Photovoltaic and Pumped Storage Power System. Energy Conversion and Management, 2019, 194: 173-185.

27.     Zhang L, Hui S, Yang Y, Sun R, Ismail T, Abd El-Salam, M, Ren X. Numerical and Experimental Assessment of a Novel Multinozzle Burner with CO2 Diluent to Improve the Emissions from a Swirling Flame in a Combustion Chamber. Energy & Fuels, 2019, 33(8): 7869-7885.

28.     Wang Z, Li Y, Zhu W, Sun R, Zhao Y, Ren X. Effects of Reaction Condition on the Emission Characteristics of Fuel-N during the O2/H2O Combustion Process of Demineralized Coal. Energy & Fuels, 2019, 33(7): 6187-6196.

29.     Qi H, Sun R, Peng J, Yan B, Cao Z, Yu Y, Chang G, Ren X, Ding S. Experimental Study on Ignition and Combustion Characteristics of Pyrolyzed Char in an O2-Enriched Atmosphere with Multiple Optical Diagnostic Techniques. Energy & Fuels, 2019, 33(6): 5682-5694.

30.     Wang Z, Sun R, Zhao Y, Li Y, Ren X. Effect of steam concentration on demineralized coal char surface behaviors and structural characteristics during the oxy-steam combustion process. Energy, 2019, 174: 339-349.

31.     Li Y, Sun R, Wang M, Wang Z, Xu J, Ren X. Reaction kinetics of char-O2/H2O combustion under high-temperature entrained flow conditions. Fuel, 2019, 243: 172-184.

32.     Wang Z, Sun R, Zhao Y, Li Y, Ismail T, Ren X. Investigation of demineralized coal char surface behaviour and reducing characteristics after partial oxidative treatment under an O2 atmosphere. Fuel, 2018, 233: 658-668.

33.     Meng X, Sun R, Zhou W, Liu X, Yan Y, Ren X. Effects of corn ratio with pine on biomass co-combustion characteristics in a fixed bed. Applied Thermal Engineering, 2018, 142: 30-42.

34.     Meng X, Sun R, Ismail T, Zhou W, Ren X, Zhang R. Parametric studies on corn straw combustion characteristics in a fixed bed: Ash and moisture content. Energy, 2018, 158: 192-203.

35.     Li Y, Sun R, Wang M, Wang Z, Xu J, Ren X. Effect of Stoichiometric Ratio on Char-Nitrogen Conversion under High-Temperature Entrained Flow Combustion Conditions. Energy & Fuels, 2018, 32(5): 6098-6110.

36.     Meng X, Sun R, Liu X, Ismail T, Zhou W, Abd El-Salam M, Ren X. Assessment of Chopped Corn Straw Lengths for Combustion in a Fixed Bed Using a Numerical Model. Energy & Fuels, 2018, 32(4): 5187-5198.

37.     Sun R, Ismail T, Ren X and Abd EI-Salam M. CFD Study on the Effect of Primary Air on Combustion of Simulated MSW Process in the Fixed Bed. Iccfdm 2015:, International Conference on Computational Fluid Dynamics and Mechanics. 2015.

38.     Xie M, Cheng J, Chen G, Zhang L, Ren X. Chlorine release during low-temperature pyrolysis of olive residue. CIESC Journal, 2018, 69(8): 3693-3700.

39.     Meng X, Sun R, Yuan H, Zhou W, Ren X, Zhang R. Effect of different pyrolysis temperature on alkali metal K and Na emission and existence in semi-char. CIESC Journal, 2017, 68(4): 1600-1607.

40.     Qi H, Sun R, Peng J, Meng X, Cao Z, Wang Z, Ren X, Yuan M, Zhang L, Ding S. Experimental investigation on the ignition and combustion characteristics of pyrolyzed char and bituminous coal blends. FUEL, 2020, 281: 118732.

41.     Cao Q, Shao W, Ren X, Ma X, Shao K, Cui Z, Liu Y. Molecular dynamics simulations of the liquid film evaporation heat transfer on different wettability hybrid surfaces at the nanoscale. Journal of Molecular Liquids, 2020, 314:113610.

42.     Meng X, Zhou W, Yan Y, Ren X, Ismail T, Sun R. Effects of preheating primary air and fuel size on the combustion characteristics of blended pinewood and corn straw in a fixed bed. Energy, 2020:118481.

43.     Shao W, Cui Z, Chen Z, Wang J, Liu Y, Ren X, Luo F. Experimental and numerical measurements of the channel packed with disordered cement granules regarding the heat transfer performance. Applied Energy, 2019, 251: 113244.

44.     谢敏, 程健, 陈刚, 张蕾, 任霄汉*.橄榄废弃物低温热解过程中氯的析出规律[J].化工学报, 2018, 69(8): 3693-3700

45.     任霄汉, 李春光, 郭江滨等. 一维固定床反应器内生物质燃料层状燃烧特性分析[J]. 节能技术, 2014, 32(4):337-341.

46.     韩海燕, 刘鹏远, 李同策, 任霄汉. DBELW火焰锅炉燃尽风喷口设计[J]. 热能动力工程, 2014(5):548-553.

47.     孟晓晓, 孙锐, 袁皓,周伟,任霄汉. 不同热解温度下玉米秸秆中碱金属KNa的释放及半焦中赋存特性[J]. 化工学报, 2017, 68(4):1600-1607.

 

3 参加会议                                                       

2019.11

ASME International Mechanical Engineering   Congress & Exposition (美国机械工程师协会机械工程年会)

美国犹他州

报告

2018.11

International Conference on Energy,   Ecology and Environment (ICEEE)

澳大利亚墨尔本

报告

2016.11

ASME International Mechanical Engineering   Congress & Exposition (美国机械工程师协会机械工程年会)

美国菲尼克斯

报告

2016.07

美国普林斯顿大学燃烧暑期学校

美国普林斯顿

进修

2015.06

40th International Technical Conference on   Clean Coal & Fuel Systems(第40届国际清洁燃料技术会议)

美国佛罗里达

报告

2013.10

第七届全国研究生生物质能研讨会

中国天津

优秀报告

2013.06

2013年动力工程及工程热物理全国博士生学术论坛

中国哈尔滨

报告

2012.10

Proceedings of SinoDanish workshop on Thermal and Catalytic Conversion of Biomass and   Waste (中丹生物质催化热转化技术双边研讨会)

中国北京

进修

2011.11

The 7th International Symposium   on Coal Combustion (第七届国际煤燃烧学术会议)

中国哈尔滨

展板

4 专利

1 任霄汉,李玉昆生物质锅炉燃料预处理方法、预处理装置及烟气脱硝方法, 2019-10-29中国ZL201910266583.5.

2 许焕焕,李玉昆,卢林,谢敏,任霄汉,朱子霖. 一种能够燃用多组分燃料的微火焰阵列燃烧器. 发明专利,2020-12-04,中国ZL202010044027.6.


教育经历

2003.9 - 2007.7 山东大学   热能与动力工程   工学学士学位

2010.9 - 2012.7 哈尔滨工业大学   热能工程   工学硕士学位

2012.9 - 2017.12 哈尔滨工业大学   热能工程   工学博士学位

工作经历

2018.4 - 至今 山东大学

2007.7 - 2010.7 深能合和电力(河源)有限公司

社会兼职
2020.4 - 至今  

山东水发智慧能源有限公司科技副总经理

2019.2 - 2020.1  

山东省德州市德城区投资促进局科技副局长

研究方向
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