随着经济的不断发展和城市化进程的加快，城市生活垃圾的产量日益增长，给人们的日常生活和健康带来了极大的影响，如何将其资源化、减量化、无害化地处理成为当前亟需解决的问题。对城市生活垃圾进行热解处理，是解决当前“垃圾围城”和资源短缺的有效途径，但热解气中含量过高的CO₂会影响其后续的燃烧利用。钙基吸附剂因具有来源广泛、造价低廉和吸附容量大等特点，被认为是最具市场应用前景的CO₂捕集材料之一。但常规的钙基吸附剂随着循环使用次数的增加，吸附性能会迅速衰减。针对这个问题，本研究利用共沉淀法制备了金属Zr和Mg同时掺杂的改性钙基吸附剂，通过固定床实验分析了Zr掺杂比、Mg掺杂比、碳酸化温度、煅烧温度对改性钙基吸附剂循环反应特性的影响规律。实验结果表明，金属Mg和Zr的掺杂比例不宜过高或过低，最佳的掺杂比例（即附剂中Ca、Mg、Zr 物质的量比）为10∶1∶0.5。因为掺杂比例过低不足以延缓吸附剂的烧结，而掺杂比例过高会导致吸附剂中CaO的含量和表面上的活性反应位点减少。当掺杂比例为10∶1∶0.5的吸附剂分别在700 ℃吸附和900 ℃煅烧时，具有最佳的吸附性能，10次循环后的平均碳酸化转化率为76.3%。同时，本实验制备的掺杂比为10∶1∶0.5的吸附剂在700 ℃时对热解气中的CO₂捕集率高达83.8%。

针对高真空多层绝热低温容器真空失效问题，建立不同真空度下的传热计算数学模型并搭建相应试验平台，使用干燥氮气作为破空介质开展真空失效试验研究。对几何容积120 L、初始充满率为50%的低温容器，分析其夹层真空度分别为10^-3、1、10²、10³ Pa时的排放量、压力及温度变化，并与理论计算结果进行验证。结果表明：低温容器压升率、排放量及气相温度随着夹层真空度的降低而升高；夹层真空度为10³ Pa时低温容器热流密度分别为10²、1及10^-3 Pa时的1.32、12.96及122.21倍，最大排放量分别为10²、1及10^-3 Pa的2.15、9.69、13.77倍；随着夹层真空度的降低，低温容器的安全隐患逐渐加剧。

换相失败是高压直流输电系统运行中的常见事件，体现了换流器的脆弱性。由于现有检测换相失败的判别方法容易受故障因素、控制调节等影响，导致检测方法存在灵敏性不足的问题。准确、可靠地检测换相失败对系统的控制与保护极其重要。基于此，本研究从阀导通状态入手，提出一种基于阀侧交流最大电流时序特征的换相失败检测方案。利用端口交流电流的单边极性电流与三相交流电流最大值一半的比值构造交流最大电流特征量。为减少运行工况的影响，以换相两阀电流的交点为分界点，利用交流最大电流特征量幅值的一半构造阀虚拟导通状态；对其在周期时间内进行积分求取累积宽度，判别阀虚拟导通状态是否异常；根据换相过程中前导换虚拟导通状态超长和后导换阀虚拟导通状态缩短的互锁关系判别换相失败。通过对功率扰动和故障暂态以及采样步长的分析，推导判别换相失败的阈值，推荐阈值为1.3 ms。基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真和录波数据再现的仿真结果，验证了所提换相失败检测方案的有效性。与电流差动判据相比，在不同的故障条件的仿真结果表明，所提换相失败检测方案受交直流系统工况、故障发生时刻、故障严重程度等因素的影响较小，具有较强的鲁棒性。所提方案可定位换相失败的阀，为控制系统的调节提供更多的时间裕度。

建筑复杂用能系统运行状态的异常检测研究对建筑安全稳定、高效节能运行具有重要意义，但是由于受到建筑外部环境因素繁多、内部人行为的不确定性、设备运行数据复杂等多方面因素的影响，其异常运行状态的检测存在信息特征提取困难、运行异常状态难以界定等问题。本研究在运行参数分类的基础上，利用信息熵对不确定性的定量化描述与无监督学习的适应性，提出基于信息熵并融合K-均值聚类与自组织映射模型的复杂用能系统运行状态二次聚类异常检测方法。针对夏热冬暖地区某大型办公建筑中央空调系统的实际监测数据，通过K-均值聚类对外部参数进行初次聚类并划分一次工况、计算各工况下子系统运行参数的信息熵、自组织映射模型二次聚类判定异常运行状态等步骤，实现建筑复杂用能系统的运行状态异常检测。结果表明，本研究提出的方法在单主机运行工况下的平均类内异常检测正确率（简称类内异常检测率）为97.45%，双主机运行工况下的类内异常检测率为96.70%。此外，本研究针对不同工况中类数量与类内异常率相关指标之间的关系展开进一步的讨论与分析，得出结论：单、双主机的类内异常检测率随着其所在类内运行状态总数的减少而升高。本研究为建筑能源大数据背景下的复杂用能系统运行状态异常检测提供了新的系统化思路与方法。

为深入探究在非均匀热流密度条件下不同操作参数对脉动热管传热特性的影响，进而拓宽脉动热管使用场景，设计并搭建了一种非均匀热流密度下脉动热管传热性能的测试装置。该装置包括脉动热管主体装置、加热装置、冷却水循环装置、数据测量采集装置、充注工质及抽真空装置。之后进行了实验稳定性测试，保证实验结果的可靠性。在充液率为50%和70%的情况下，选用乙醇、HFE-7100两种工质，分别进行了加热功率为40~140 W、无量纲热差为0~0.56的实验测试，对脉动热管的传热性能、蒸发段温度及内部压力波动特性进行实验研究。结果表明：均匀热流密度下，当加热功率较小时HFE-7100工质表现出更低的运行热阻；随着加热功率的增加，乙醇和HFE-7100工质在50%和70%充液率下运行热阻逐渐接近。非均匀热流密度下，随着无量纲热差的增加，脉动热管表现出低于和接近均匀热流密度下的运行热阻，且高充液率的脉动热管在启动和运行时，能够表现出更好的稳定性及传热性能。在非均匀热流密度下，70%充液率的脉动热管装置存在一个无量纲热差临界值0.33，大于该值后，管内不同热流密度侧气液相工质能够较快地打破平衡，改善管内循环流动状态，并降低运行热阻。乙醇工质在均匀热流密度加热时，高充液率下管内存在大量长液塞，容易出现工质流动停滞现象。非均匀热流密度加热时，由于装置加热段存在高热流密度侧，使得不同弯头的管内工质移动方向具有一致性，减少内部流体流动过程中的停滞和反向，从而可以在一定无量纲范围内提升脉动热管装置的传热性能。