不同条件下钙基固硫剂的固硫机理

为了探求煤燃烧过程中传统钙基固硫剂固硫率低下的原因,本实验选用有代表性的含硫为2．92％的国家标准煤样,在不同条件下系统的研究了钙基固硫剂的固硫特性和固硫产物CaSO4的分解率;并分析了其固硫机理．实验结果表明:传统钙基固硫剂固硫效率低下的原因为高温下CaO化学结构的变化和固硫产物CaSO4的分解。该研究对改进传统钙基固硫剂的固硫效果有一定的理论指导意义。     

澄合高硫煤固硫技术初探

以澄合奥陶纪灰岩为固硫剂,对10#高硫煤进行了固硫试验。结果表明,X3,X5,S3,及D9等4种灰岩具有较好的固硫作用,其Ca(Mg)/S和固硫剂粒度分别取2和<0.12mm较合适;经800～900℃煅烧后,石灰石的固硫率明显提高。固硫助剂的添加量占固硫煤的0.4%,最佳固硫温度为1000℃;固硫温度低于1100℃时以Ba(OH)2助固硫效果较好,超过1100℃时以高岭土助固硫效果较好。     

高温燃煤复合固硫剂的试验研究

制备了一种高温复合固硫剂,其最佳配方为:氢氧化钙为复合固硫剂的主成分,钙硫比取2.0,氧化铝、氧化铁、二氧化硅三种添加剂的用量分别为0.5%、1.0%、1.0%。复合固硫剂在1200℃下固硫率达到50%,比单一氢氧化钙提高了30%。     

高硫煤矸石焙烧固硫的Box-Behnken响应面法优化研究

为实现高硫煤矸石焙烧过程中的高效固硫，采用工业废渣硼泥作为固硫剂，对煤矸石进行固硫试验.针对单因素试验的不足，采用Box-Behnken响应面法探索固硫剂用量、焙烧温度、焙烧保温时间等对煤矸石固硫率的影响，明确了各因素之间的交互作用.研究结果表明：在固硫剂中镁与煤矸石中硫的质量比(m_Mg/m_S)为9,焙烧温度620℃、焙烧保温时间100 min时，煤矸石固硫率达到89.35%.对煤矸石固硫影响最大的因素为固硫剂用量，其次为焙烧温度，焙烧保温时间(2 h内)的影响较小.焙烧温度和固硫剂用量之间具有显著的交互作用.通过该方法优化的煤矸石固硫工艺可为高硫煤矸石的资源化利用提供一定技术支撑.     

民用型煤固硫剂的研究

在固硫剂研究的基础上,分析了影响型煤固硫效果的因素;针对民用型煤的特点,经过试验比较,确定了将废料与其他废弃物按合适的比例配合并添加适当的催化剂制成廉价的固硫剂的最终配方;提出了将催化概念引入固硫剂的新设计思路.     

高温复合固硫剂固硫率影响因素的灰色关联分析

基于燃煤中高温复合固硫剂实验的固硫率数据,利用灰色系统理论,对影响固硫率的各个相关因子分别进行关联度分析,得出排序为:反应时间、钙硫比、添加剂用量、固硫剂粒度、炉温,为现场工业试验宏观调控和可行决策提供参考。     

应用热力学函数研究不同钙基固硫试剂的固硫特性

应用热力学数据分析了炭酸钙、氧化钙和氢氧化钙在不同温度下的固硫能力,由于固硫反应是一个放热过程,钙基因硫剂的固硫能力随着温度升高逐渐降低。高温条件下硫酸钙会发生再分解,并且随着温度的升高硫酸钙的分解压力逐步增大,因此,钙基固硫剂的适用温度一般不这１２００℃。     

钙基固硫剂的热力学和动力学分析

建立了高温条件下固硫过程中自由能与温度的关系函数。固硫过程中,钙基固硫放热比吸热大得多,说明固硫过程中的热力学推动力很大。根据不同温度下固硫过程中SO2与固硫剂反应的平衡压及硫酸钙的分解压力,可以得出不同温度下钙基固硫剂的固硫能力,在1400 K左右时,CaSO4发生二次分解。温度每升高100 K,二氧化硫分压增加约一个数量级。应用物理化学中热力学函数,得到了固硫分解动力学方程,硫酸钙在高温、氧化性气氛下的反应活化能平均为Ea=227.15 kJ/mol,频率因子A=1.585×104。     

煤炭燃烧固硫剂

对热力煤粉锅炉的燃煤含硫情况进行了分析.根据燃煤的硫形态,开发出主要化学成分为CaCO3和MgCO3的固硫剂.为了解释固硫机理和进一步提高固硫率,使用热失重分析仪和逸出气体红外光谱在线分析仪,研究了温度和钙硫质量比以及添加剂对固硫效果的影响.研究结果表明:燃煤的硫形态主要是硫铁矿硫;固硫剂的合适钙硫质量比范围为2:1～3:1,当Al2O3作为添加剂时,硫的去除率可达70%～80%;固硫后的生成物为CaSO4和MgSO4;Al2O3作为添加剂具有较好的助固硫效果的原因是它与固硫剂反应生成了高温下更稳定的新物相3CaO·3Al2O3CaSO4;Cr2O3宜造成固体污染,不适合作为添加剂.     

钙基固硫剂的动力学和热力学机理及其影响固硫产物二次分解的因素

从热力学角度研究了煤燃烧中钙基固硫剂反应中的自由能与温度的关系 函数，得出了煤在高温条件下燃烧不利于固硫反应。根据质量作用定律，得出硫酸钙分解反应的一级动力学方程及其相关参数。在还原性气氛中，从理论和实验上都证明硫酸钙在较低温度下会发生二次分解，并得出了理论分解温度。煤灰中氧化钙和三氧化二铝的存在，可以提高硫酸钙的分解温度，有利于固硫率的提高。同时给出了钙基固硫剂的应用条件。     

湿法烟气脱硫中石灰石溶解特性

采用酸滴定法,在实验室小试装置中实验研究了湿法烟气脱硫中石灰石溶解特性。试验了2个不同来源的石灰石。发展了一个基于质量传递控制基础上的数学模型,用于描述石灰石溶解过程。模型预测的石灰石转化率以及颗粒尺寸分布和pH值对石灰石溶解速率的影响能很好地与实验数据吻合。较小的石灰石颗粒尺寸、较低的pH值和CI^-主体浓度有利于石灰石溶解速率的提高。     

弥散石灰石颗粒煅烧和表面积形成的数值模拟

建立了石灰石煅烧、烧结以及表面积形成的数学模型，讨论了ＣＯ２在生成的多孔ＣａＯ产物中的扩散系数和表面积的模拟方法，得到了转化率、表面积以及颗粒内的温度和压力的变化规律，模拟的结果与实验结果相符     

长江三峡地区岩石净化能力的实验室研究

选择砂泥岩、砂岩、白云岩和灰岩作为代表性岩样,分别用模拟的生活、工业和农业污水进行淋滤,建立各污染物的净化曲线,计算净化量,得出净化系数。通过地下水流速、岩石裂隙率及污染物浓度三方面的修正,得出接近于实际的环境容量系数,其结果是:砂泥岩的净化能力最强,砂岩次之,白云岩和灰岩最差。     

单轴压缩下石灰岩损伤统计本构模型与试验研究

基于岩石应变强度理论和岩石强度的Weibull分布假设,引出能合理描述岩石微元强度的参量,采用损伤力学理论,建立了能够反映残余强度的单轴压缩下岩石损伤统计本构理论模型．并利用伺服控制试验系统(RMT-150B)对石灰岩进行了单轴压缩试验,得到合理的石灰岩损伤统计本构关系,并验证了理论模型。     

河北蔚县矿区水资源管理

用水文地质数学模型,对蔚县矿区各井田奥陶系灰岩岩溶水不同设计水平的涌水量进行了预测,根据环境水文地质问题,分析了人工补给的必要性和可能性,建立了矿区水资源系统的管理模型;用对偶单纯形法对之进行了求解,证明了优化管理模型的正确性和可靠性,给出了最佳管理方案,为水资源的合理开发和综合利用提供了途径,收到了较好的效益。     

基于模拟实验的原位观察对碳酸盐岩深部溶蚀的再认识

结合川东北地区古地温梯度, 利用金刚石压腔(DAC)技术, 针对碳酸盐岩设计了一套全新的随埋深增加的水-岩作用模拟实验。模拟实验结果表明, 随着地层温度、压力升高, 灰岩表现为明显的胶结(沉淀), 白云岩在高温高压的酸性地层流体条件下不比灰岩更易溶蚀, 说明在封闭-半封闭的埋藏过程中碳酸盐岩不存在大范围的“溶蚀窗”。实验结果可能导致对碳酸盐岩深部储层发育机理的重新认识。     

石灰石湿法烟气脱硫中氟络合物的影响

在中试湿壁吸收塔中实验研究了氮络合物对石灰石湿法烟气脱硫特性的影响,实验结果表明,F^-离子会与从喷雾干燥脱硫副产物和石灰石溶解得到的Al^3 反应,生成氟化铝络合物（AlFx）,该络合物吸附于石灰石颗粒的表面,极大地阻碍石灰石的溶解,甚至是在AlFx浓度非常低的时候,氟化铝络合物导致石膏产物中残余CaCO3含量的增加和石膏颗粒粒径变小,吸收浆液中F^-和Al^3 离子浓度的增加会增强对脱硫特性的负面影响。化学平衡模型的计算结果表明,吸收浆液的pH控制在5.5以上能分解AlFx,从而预防其对石灰石溶解的阻碍。     

珠江口盆地礁灰岩储层特征精细表征

珠江口盆地L油田礁灰岩储层中裂缝及溶孔发育,储层非均质性强,给储层评价及油田生产带来了极大困难。随钻电阻率成像测井能够提供高分辨率电阻率图像,能够准确把握储层沉积和构造特征。将随钻高分辨率电阻率成像测井引入对礁灰岩岩石类型判别、裂缝精细评价、次生溶蚀综合分析及产能主控因素研究中。结果表明,高分辨电阻率成像技术能够准确分辨礁灰岩储层的岩石类型,精确评价储层裂缝类型及裂缝特征,并对次生溶蚀进行了定性及定量精细分析。最后综合所有电阻率成像解释成果探讨了礁灰岩储层产能的主控因素,相关评价结果与油田的生产和控水技术的作业认识吻合。随钻高分辨率电阻率成像的综合分析应用,既能够达到储层精细表征的目的,又为L油田调整井控水设计提供了强有力的依据,并对同类油藏储层精细描述具有较大的推广价值。     

基于ANSYS的酒杯塔模型分析研究

本文以220kV线路酒杯塔为研究对象,以有限元分析为研究手段,建立了等截面型钢模型、桁梁混合模型和刚架模型,并在不同工况下对这3种模型进行静力分析,得到3种模型在不同工况下的分析数据,并与真型塔的实验数据进行比较分析,发现在3种模型中,桁梁混合模型的实验数据与真型塔的数据相比误差最小,最接近真型塔.得到最优模型后,对模型进行了模态分析,以验证塔的整体强度/刚度能够满足规范和工程要求,达到线路安全可靠运行的目的.     

缝合线分形特征及其对石灰岩强度的影响

为研究缝合线分形特征及其对石灰岩强度的影响,基于数字图像处理技术,采用功率谱密度方法和数字图像盒维数方法分析水平缝合线和垂直缝合线的分形维数,通过实验和数值模拟研究缝合线对石灰岩强度的影响和石灰岩内部裂纹演化过程.研究结果表明:采用两种分形分析方法得出缝合线分形维数介于1和2之间,表明缝合线是自然界一种自仿射分形构造,且垂直缝合线的粗糙度较大.缝合线平均弱化石灰岩强度约20%,不同倾角缝合线石灰岩强度没有明显的各向异性现象,缝合线对石灰岩弹性模量影响很小.石灰岩失稳破坏过程中,裂纹的萌生发展与缝合线息息相关,缝合线加快了石灰岩的损伤破坏.数值模拟表明缝合线厚度、位置、数量、分形维数等发育因素对石灰岩的强度有着显著的影响.