多场耦合下煤岩渗透率演化规律——以平煤十矿为例

为深入探讨多场耦合下的煤岩渗透率演化规律,文中以平煤十矿己15-16煤为研究对象,进行了不同围压、气体压力和温度条件下的型煤渗透率测定实验研究。结果表明:围压决定煤岩内部的有效应力,围压增加促使煤体被压缩,渗流和扩散通道变窄,导致煤岩渗透率降低;气体压力升高促使煤体对气体的吸附量增加,导致吸附于孔裂隙壁的气体分子增加,进而降低了孔裂隙截面积,同时煤基质吸附大量气体产生膨胀变形,从而导致煤岩渗透率的降低;温度的升高引起气体分子渗透和扩散能力的改变,同时也导致煤基质的膨胀变形,两者耦合作用促使煤岩渗透率随温度升高先增加后降低,即在20~40℃时,温度升高促使煤岩渗透率增加,而40~100℃时,温度升高促使煤岩渗透率整体上逐渐降低,但在围压较低时煤岩渗透率具有一定的波动。     

N,N-二甲基苯胺-苄基氯-醋酸引发甲基丙烯酸甲酯的聚合动力学

N,N-二甲基苯胺(DMA)-苄基氯(BC)-醋酸(HAc)体系,可引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)的自由基聚合。聚合速率式为:R_P=K[MMA][DMA]~(1/2)[BC]~(1/2)[HAc]°。HAc起催化作用,明显地降低了体系的活化能E_a。测得E_a=36.8kJ/mol。在相同的反应条件下,该体系的聚合速率较DMA-BC-MMA体系快一个数量级。聚合物的分子量与引发剂浓度的1/2次方成反比,且随反应温度的升高而降低。氧对聚合具有明显而复杂的影响。讨论了该引发体系的引发机理。     

氧化钙部分稳定的氧化锆陶瓷渗氧机理的研究

本文采用渗氧池的方法研究了氧化钙-氧化锆陶瓷在960—1450℃的温度范围内的渗氧性,渗氧池一侧的氧分压(P′o_2)为10~(-3)～1大气压,另一侧的氧分压(P″o_2)为10~(-0)～10~(-4)大气压,单位时间单位面积渗氧量与(P′o_2~(1/n)-P″o_2~(1/n))成正比,其中指数项中的n值依赖于样品的微观结构和厚度,所导出的由内部扩散及表面反应混合控制的机理与实验结果一致,从而满意地解释了渗氧性对氧压依赖关系的特异规律,内部扩散及表面反应的活化能相近,约为200kJ/mol。     

CO_2对煤低温氧化反应过程的影响实验研究

为了深入研究CO2对煤低温氧化反应的影响,利用程序升温油浴实验装置,研究在不同CO2浓度下煤样的自燃特性。采集南屯矿煤样,破碎并筛分出混合平均粒径为4.18 mm的煤样,向试验管煤样中通入不同配比的混合气体,实验控制升温速度为0.3℃/min,供气量为190 mL/min.测定在6种不同浓度CO2气氛下的煤样低温氧化特性,实验结果表明:CO2浓度越高,煤样耗氧速率越小,CO产生率降低。在起始阶耗氧速率相差不大,煤氧复合作用以物理吸附和化学吸附为主,后期阶段以化学反应为主,变化明显。相比于空气气氛下,CO2气氛下煤样活化能有所提高,在40~100℃的温度范围内煤氧作用的活化能值由17.85 kJ/mol升高至22.71 kJ/mol,氧化反应速率降低,表明CO2的加入降低了煤的氧化反应速率,抑制了煤的氧化反应。     

好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水的研究

通过厌氧-好氧交替工艺培养好氧颗粒污泥,采用成熟好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水,对不同pH、反应时间、进水浓度条件下好氧颗粒污泥微生物处理高浓度氨氮废水的效果进行了研究。实验结果表明,在进水氨氮浓度较高（460 mg/L）、pH为7~8、温度20℃左右的条件下,稳定运行15天,氨氮的去除率较高。     

溴化锂溶液真空表面蒸发实验研究

以质量浓度为0~15%溴化锂溶液为"工质",研究操作温度在40~70℃条件下溶液真空表面蒸发过程。实验结果表明:溴化锂溶液的蒸发速率随溶液浓度的增大而减小,但随溶液温度的升高而增大;该实验条件下获得的对流传热系数值在700~1400 W·m-2·℃-1范围内,且随溶液浓度增大而显著减小。这主要是由于溶液浓度增大使得其粘度显著增加,导致热阻增大所致。     

微孔玻璃的制备及其吸附分离N_2/CO_2研究

吸附法脱除二氧化碳的关键在于开发高效的吸附剂.采用溶胶-凝胶法制备微孔玻璃,首先通过控制pH值、乙醇用量、温度等参数来得到适宜的干凝胶,干凝胶在高温下熔融形成玻璃体后,依次进行分相和酸浸析处理后得到微孔玻璃.结果表明:在pH值1~2、凝胶温度50℃、熔融温度1 175℃条件下,可以得到孔径集中在0.7~2.0 nm的微孔玻璃;随着盐酸浓度的升高,微孔玻璃的平均孔径逐渐增大,而孔体积和比表面积则逐渐减小;微孔玻璃对N2/CO2具有较高的吸附选择性,分离因子可达8.4以上.     

蒿甲醚在直流极谱上的研究

本文探讨了蒿甲醚在0.25mol/L磷酸-50%甲醇体系中直流极谱的一些特性,确定了它在该体系中有一很好的受扩散控制为主的极谱波,其半波电位为-0.28V(对汞层阳极),温度系数为+1.9%/℃,电子得失数为2;在25.0℃时的扩散系数为:D=3.30×10~(-6)cm~2/s;在4.0×10~(-5)-8.0×10~(-4)mol/L浓度范围内有较好的线性关系.     

乌兰察布褐煤的热解产气与改性特征

为研究乌兰察布矿区褐煤的热解产气与改性特征,在高温三轴多功能试验台进行实验,对褐煤在绝氧条件下,其热解产气量和产出气体的组分进行试验分析.结果表明:乌兰察布褐煤从常温到600℃,产出的烃类气体为110~137Nm~3/t煤,其气体组分主要为CO_2,CH_4,H_2,随热解温度的增加.其气体组分的体积密度发生变化,CO_2浓度随温度增加而降低,CH_4,H_2随温度增加而增加,在600℃时其体积分数均为40%左右.100℃~350℃是褐煤的脱水温度段.350℃~600℃是褐煤提质改性温度段,该温度段褐煤挥发份快速降低,煤质由褐煤改变为无烟煤,煤的发热量快速升高.     

硝酸“催化”分解黄铁矿的动力学研究

本文在333～363K,硝酸根浓度0.1～0.5mol/L的条件下,实验研究了常氧压下硝酸“催化”分解黄铁矿的动力学。结果表明,黄铁矿分解后其中所含硫主要转化为硫酸根,浸出过程受化学反应控制,符合收缩未反应核模型,其表观活化能为39.87kJ/mol。根据实验结果推导出浸出速率的数学模型为: 1-(1-α)~(1/3)=6.30×10~2C_(NO_3)~(0.83)·C_H~(0.81)·r_0~(-1)·exp(-39.87×10~3/RT)t     

CaO-ZrO2-TiO2-BN材料的热力学分析及实验验证

从Ca-O-N、Zr-O-N、Ti-O-N及B-O-N的叠加的优势区图可以看出CaO-ZrO2-TiO2-BN体系在1823K下可以稳定存在.XRD分析结果表明氧化物之间高温下形成了复杂的化合物或固溶体.应用FactSage软件计算CaO-ZrO2-TiO2三元相图得出,通过控制TiO2的加入量,能够将体系控制在高温固相区,可用作水口材料.由于钢水中[Al]的存在,BN在连铸过程中不会被水口内部达到平衡时的游离O2以及钢中溶解[O]所氧化.     

CaO-ZrO2-TiO2-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及化学稳定性研究

玻璃陶瓷是固化处理中、高放废物和α废物较为理想的候选材料之一。研究了特定条件下制备的CaO-ZrO2-TiO2-Al2O3-B2O3-SiO2体系玻璃陶瓷在水淬和空气中自然冷却的两种冷却制度对其结晶行为和显微结构的影响,用粉末浸泡实验方法测试了其化学稳定性。结果表明:自然冷却形成的玻璃陶瓷晶相主要是ZrSiO4和ZrTiO4;在25～70℃范围内,温度对玻璃陶瓷浸出率无明显影响,90℃下浸出率比25℃,40℃,70℃的浸出率高一个数量级;7 d元素总的归一化浸出为1.87 g/m2。     

煤层气扩散燃烧性能影响因素分析

基于计算流体力学的涡耗散模型,采用有限容积法建立组分燃烧与扩散数学模型。针对长为2.9m,直径为0.5m的喷口型燃烧器进行数值模拟。研究表明：随着煤层气中甲烷浓度的增加,氧气浓度的峰值逐渐右移,非预混系统的最高温度与平均温度都有所增加;随着速度比的逐渐增加,煤层气中甲烷燃烧较快;随着过量空气系数的增加,非预混系统燃烧温度最大值逐渐右移。该结果可为生产实际提供一定的理论指导。     

连续式超临界水氧化装置处理苯酚溶液的试验研究

利用自建的一套连续式装置,在高于水的临界点的温度和压力（６７３～８７３Ｋ,２６～３５ＭＰａ）下,以氧气为氧化剂对苯酚溶液进行氧化处理,对苯酚的超临界水氧化进行了试验研究。结果表明,在氧气过量的条件下,停留时间是影响苯酚在超临界水中氧化分解的主要因素。提高反应温度和压力能增加苯酚的去除率,只要有足够的氧气,增加苯酚初始浓度对苯酚转化率的影响就不明显。在试验条件下,溶液中苯酚的去除动力学对苯酚是一级,对氧气是零级。     

超临界水氧化法处理垃圾渗滤液的试验研究

针对垃圾渗滤液传统处理方法工艺复杂、效果欠佳的缺点,采用间歇式超临界水氧化反应装置,对西安市某垃圾填埋场垃圾渗滤液进行氧化降解试验研究.分析了压力、温度、停留时间及过氧量等影响氧化降解效果的4个主要因素.结果表明,压力、温度、停留时间及过氧量的增加能显著提高垃圾渗滤液中CODcr及NH3-N的去除率;在压力为26 MPa、温度为420℃、停留时间为10 min、过氧量为2.0的条件下,该水样的CODcr去除率最高可达98.43%,NH3-N去除率最高可达96.61%.     

低浓度甲醇完全氧化钙钛矿型La1-xSrxMnO3催化剂研究

采用溶胶－凝胶法制备钙钛矿型复合氧化物Ｌａ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３,研究其对低浓度甲醇完全氧化催化性能．实验结果表明：Ｓｒ２＋取代量和样品焙烧温度对催化剂活性均有显著影响,以８７３Ｋ焙烧的Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３的催化活性为佳;催化剂的ＢＥＴ,ＸＰＳ,Ｏ２－ＴＰＤ,Ｈ２－ＴＰＲ表征研究结果证实,较大的比表面,较高的表面Ｍｎ浓度和氧吸附量都有利于催化剂活性的提高．     

厌氧处理结合超声空化高效破解剩余污泥

为了提高超声空化破解剩余污泥的效率,进而提高污泥的可生化性能,提出先进行短时间的厌氧处理,再进行超声空化的破解方案;并对厌氧0~6 d的污泥进行了超声破解实验研究.实验结果显示:随着厌氧时间的增加,污泥自身性质发生较大改变,如化学需氧量(COD)、肽聚糖浓度大幅度增加,p H值明显降低等;对厌氧污泥进行破解,其破解效果优于新鲜污泥:对厌氧6 d的污泥进行破解,其COD浓度是新鲜污泥的99.3倍,是新鲜污泥破解后的9.5倍.厌氧处理可以降低污泥的破解难度,在较大程度上提高超声空化强度,该工艺可以实现高效破解剩余污泥的目的.     

Ag/Al2O3催化二甲醚选择性还原NOx的试验研究

为了拓展二甲醚（DME）在低温条件下选择性催化还原NOx的效果,采用浸渍法制备了Ag/γ-Al₂O₃催化剂,试验研究了反应温度、Ag/γ-Al₂O₃质量分数、氧含量、NOx源、DME/NO摩尔比对NOx转化率的影响.结果表明,Ag/γ-Al₂O₃催化剂在低温条件下具有良好的脱氮性能,在200 °C时就显示较高的活性,随着温度的升高,NOx转化率先增大后减小;Ag/γ-Al₂O₃的催化活性随氧含量的增加先增大后减小,氧含量约为8%时催化效果最佳;最佳Ag质量分数约为3%;DME/NO最佳摩尔比为2;催化活性基本不受NOx源的影响.
     

连续水热氧化苯酚生产小分子有机酸

以甲酸和乙酸为目标产物,利用自行研发的连续水热反应装置开展了苯酚水热氧化资源化试验研究.结果表明,加入碱显著地促进了甲酸和乙酸的生成,但过量的碱降低了甲酸和乙酸的产率;甲酸和乙酸产率均随反应温度、供氧率、反应时间先增加后减少;在温度300℃、NaOH质量浓度1.0mol.L-1、供氧率70%、反应时间为60s时甲酸和乙酸产率分别达到最高值9.5%和11.2%.基于产物识别探讨了小分子有机酸特别是甲酸和乙酸的生成路径.     

二甲醚选择性催化还原NO_x的试验研究

使用7%MoO3/γ-Al2O3(质量分数)为催化剂,对二甲醚(DME)作为还原剂选择性催化还原(SCR)降低NOx进行了试验研究.分别考察了反应温度、氧含量、DME与NO的比例对NO转化率的影响,测定了产物中的碳分布,并对NO与NO2分别作为NOx源进行了转化率比较.研究结果表明:常压条件下,在250~500℃内,随着反应温度的升高,NOx转化率先增大后减小;醚氮比对NO转化率的影响不明显;随着氧含量的增加,NOx转化率先增大后减小,当φO2=5%时,NO最高转化率约为53%;NO2比NO更容易被DME催化还原;含碳主要产物为CO、CO2,有少量甲醇(CH3OH)、甲醛(H2CO)生成.