基于官能团演化特性的煤氧化动力学研究

为了深入研究煤自燃微观结构的动力学特征,利用同步热分析和原位傅里叶变换红外光谱技术测试顾北烟煤氧化过程中重量与官能团随温度的变化规律。通过Achar微分法与Coast-Redfern积分法相结合对官能团进行动力学计算,并采用Bagchi法推断了最概然机理函数。结果表明:煤氧升温过程呈阶段性变化规律,分为低温失重阶段、吸氧增重阶段、慢化学反应阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。煤结构中主要官能团—OH,CO,—CH2,C—H与CC键在各阶段体现出不同氧化特性,在低温失重阶段—OH,—CH2与C—H键参与反应所需要的活化能与遵循动力学模型不同,而CO与CC键结构稳定不易参与反应,从吸氧增重阶段至燃烧阶段,官能团逐渐被激活与氧气发生反应,燃尽阶段官能团基本耗尽。官能团动力学计算结果揭示了煤自燃是各类官能团遵循不同的动力学模型逐步活化的过程。     

稠油氧化阶段划分及活化能的确定

火驱是稠油蒸汽吞吐后的重要接替方法,而稠油氧化的反应阶段的划分对火驱点火乃至生产的调控影响重 大。采用热重实验对某油田稠油样品混合油砂氧化过程进行研究,绘制该稠油热失重速率曲线,呈多峰形态,结合稠 油多组分氧化理论进行氧化阶段的细致刻画,分解成低温氧化前期、低温氧化后期、燃料沉积段和高温氧化段共4 个 阶段,并明确定义了各阶段的分界点,与稠油常规认识的三阶段氧化规律相比,四阶段划分法更能刻画低温范围大、耗 时长,反应复杂的特点;用Flynn-Wall-Ozawa 法计算各阶段的反应活化能也与常规划分有较大区别。该认识对稠油火 烧油层点火阶段的热量供给具有的参考价值。     

鲁苏榴辉岩套的特征及其动力学演化

鲁苏榴辉岩套以广泛分布各类榴辉岩,密切伴生石榴石橄榄岩,石榴石麻粒岩等高压岩石组合,普遍发育韧性变形带,大量出露燕山晚期碱性花岗岩及深源脉岩为特征,它已经历三迭纪早期华南陆块与华北陆块的碰撞事件,大陆逆掩推覆构造事件及后期白垩纪早期开始的大陆伸展构造事件,是我国华南陆块与华北陆块之间的重要过渡单元。     

动力学系统状态演化特征的Lyapunov指数

论述了确定性动力学系统运动状态长时间演化的普遍规律,同时指出Lyapunov指数是反映系统相轨变化特征的重要宏观量.并且,分析研究了Lyapunov指数的定义和计算方法.     

基于DEM的丹霞地貌演化阶段划分

基于ASTER DEM数据,运用面积高程积分理论,探索丹霞地貌发展阶段的定量划分。研究结果表明随着丹霞地貌从年轻到成熟的发育,面积高程积分曲线形态从凸形转为凹形,且凹形特征逐步加强,而HI值则越来越小,基本符合地貌演化的规律。同一地区不同区域的面积高程积分对比研究也表明其可以敏锐地反映丹霞地貌发育的多期性,另外,同一地区的对比研究表明丹霞地貌演化阶段存在普遍的尺度效应,在进行面积高程积分的计算中需要充分考虑。     

基于广义熵原理的生态系统演化动力学

生态系统作为由大量组元组成的典型复杂开放系统.其演化动力学是当前学术界的研究热点和难点.本文定义了生态系统的"广义熵",指出控制生态系统演化动力学的物理学法则是"最大广义熵原理",即系统总是寻找一种优化过程使得在给定的约束或代价下广义熵最大,即总是使自身得到最大限度的发展.基于此原理导出了有序结构形成和演化的基本方程,并结合植被生态系统的案例数值模拟了有序结构形成和演化的动力学过程,由此形成了研究具体生态系统演化动力学的新方法.新方法的提出也为解决一般化的生态系统演化问题提供了从机理到具体置化分析的完整框架.     

基于系统动力学的化工园区事故演化仿真

为有效预防和控制化工园区事故,探究园区事故的发展演化规律,对事故影响因素进行分析,结合系统动力学理论,构建化工园区事故演化系统动力学(SD)模型,并运用Vensim-PLE仿真软件对系统进行仿真分析。结果表明:化工园区事故演化过程整体呈现"快速上升→相对稳定→缓慢下降"的趋势,事故上升期是控制事故的关键阶段,对于降低事故演化水平有重要作用;提升应急处置能力能够有效地干预事故演化过程,进而减少事故损失;对信息保障水平的投入是优化应急处置能力的最有效措施。     

稠油就地催化氧化脱硫研究

为脱除稠油在井下水热裂解反应中产生的H2S,本文研制了催化氧化脱硫剂。稠油脱硫的催化/氧化体系由H2O2、H3PMo12O40.6H2O和NaVO3组成,最佳质量配比为:稠油:H2O2H∶3PMo12O40∶NaVO3=100g∶30mL∶1.5×10-2g∶4.5×10-3g。在180℃、反应时间36h、压力10MPa条件下,进行脱硫反应实验,结果测得脱硫率可达49.4%。硫元素被脱除,以SO42-形式存在于水相。H2O2的加入量对脱硫效果影响最大,H3PMo12O40次之。经过催化氧化脱硫处理后,饱和烃、芳烃含量明显增加;胶质、沥青质含量显著减少。氧化脱硫后生成气体的量与未添加药剂时有较大程度的提高,H2S的比重明显降低。     

岩石矿物对超稠油氧化动力学特征的影响分析

随着注蒸汽采油经济与环境成本的增加,注空气提高采收率技术越来越受到重视,原油氧化动力学基础研究对注空气采油技术研发具有重要意义。以新疆油田某区块超稠油为研究对象,采用等转化率法,在30~600℃条件下,实验获得了不同升温速率下的原油氧化失重曲线,并计算得到原油样品的氧化活化能,进而揭示了典型岩石矿物对原油氧化活化能的影响。研究表明,该原油及其人造油砂的氧化过程呈现三个阶段:1温度小于350℃且转化率在0~0.5的中、低温氧化阶段,活化能在50~80 kJ·mol-1;2温度在350~450℃之间且转化率在0.5~0.65之间的过渡阶段,活化能从80 kJ·mol-1上升到350 kJ·mol-1左右;3温度在450℃以上且转化率在0.6~1.0的高温氧化阶段,活化能初始维持在350 kJ·mol-1左右,随着转化率增加快速下降到150 kJ·mol-1并稳定;岩石矿物可降低原油氧化的活化能,高温氧化阶段活化能降低明显,中低温氧化阶段影响相对较小;蒙脱石对原油氧化动力学特征的影响在不同氧化阶段影响不同,与石英砂原油样品相比,中低温氧化初始阶段及高温氧化阶段,蒙脱石能进一步降低氧化反应活化能。     

基于系统动力学的化工园区事故演化仿真研究

为有效预防和控制化工园区事故,探究园区事故的发展演化规律,对事故影响因素进行分析,结合系统动力学理论,构建化工园区事故演化系统动力学(SD)模型,并运用Vensim-PLE仿真软件对系统进行仿真分析。结果表明:化工园区事故演化过程整体呈现"快速上升→相对稳定→缓慢下降"的趋势,事故上升期是控制事故的关键阶段,对于降低事故演化水平有重要作用;提升应急处置能力能够有效地干预事故演化过程,进而减少事故损失;对信息保障水平的投入是优化应急处置能力的最有效措施。     

塔里木盆地的性质与演化阶段

介绍了塔里木盆地的性质和结构特征,并对塔里木盆地的演化阶段作了详细的介绍和分析,对塔里木盆地有了更加深刻的认识。     

基于近场动力学的岩石不同应力路径损伤演化

加卸载效应普遍存在于各类岩土工程中,为研究岩体在不同应力路径下加卸载的力学响应和损伤演化规律,通过在传统键型近场动力学本构模型中引入键的损伤变量函数,以反映岩石材料应力应变曲线中先应变硬化再应变软化的非线性阶段,采用改进键型近场动力学模型数值模拟与室内细砂岩加卸载试验对照的方法研究了细砂岩在不同加卸载路径下的力学、损伤演化规律。结果表明：改进的键型近场动力学本构模型能够较好地模拟岩石材料先应变硬化再应变软化力学性质和在不同应力路径下的力学响应及损伤发展趋势;在常规三轴路径下,岩石的抗压强度与围压呈较严格的正相关变化;定义的损伤值可直观的对比出不同加卸载路径与常规三轴压缩下岩石的损伤发展情况,相对常规三轴压缩,卸荷路径加快了岩石材料的破坏,且升轴压破坏程度>恒轴压破坏程度>卸轴压破坏程度。     

基于系统动力学的港口危险品管理演化博弈分析

为研究港口危险品安全管理问题,构建由政府、资源提供商和物流服务商三方组成的演化博弈模型,并结合系统动力学仿真分析.结果表明,监管成本、惩罚力度、管理成本和违规收益等因素会对政府、资源提供商和物流服务商博弈行为产生影响.在港口危险品管理过程中,政府是主导者,政府对港口企业采取监管的策略是最理想的状态,港口企业采取策略在很大程度上取决于政府确定的参数大小;资源提供商和物流服务商的策略选择是一致的.政府对物流服务商的处罚力度应该大于物流服务商违规运营时的收益,加大政府处罚力度可以有效降低物流服务商违规运营的比率.     

基于时空影响域的地震网络动力学演化特征分析

为了研究地震网络的动力学行为,基于时空影响域的地震网络,分析以大地震发生时间为基点的网络的拓扑特征演化.结果发现:大地震发生前网络的规模和熵值较小,模块度较大;大地震发生后网络的规模变大,熵值跳变到相对大的值,模块度值达到极小值.同时分析了1992年地震网络的多参数拓扑特征演化,结果表明地震网络表现出一种内在的网络动力学行为.此外,发现从大地震发生前100 d开始网络模块度振荡出现极大值,熵值振荡出现极小值,并呈现很好的负相关性.     

基于系统动力学的民航旅客安保演化博弈研究

针对民航旅客安保的严峻形势,在民航公安机关与民航风险旅客有限理性的前提下建立了民航旅客安保的演化博弈模型,研究双方策略选择的影响因素和相互作用机制,并在此基础上使用系统动力学分析工具对不同参数进行模拟仿真.仿真结果表明,通过加大对旅客违法行为的处罚力度、提升安全投入、提高情报研判水平、加强对公安机关的绩效考核有助于降低...     

TEMPO氧化体系氧化棉纤维的动力学研究

研究了2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物自由基(TEMPO)/NaClO/NaBr氧化体系氧化棉纤维的动力学。结果表明,TEMPO/NaClO/NaBr氧化体系对棉纤维的氧化可用基于纤维素特殊结构的两个一级反应动力学来描述:即无定形区和结晶区的动力学过程。在所用的TEMPO浓度范围内,氧化反应速率与TEMPO的浓度成正比。在较低浓度时,氧化反应速率与NaBr用量也成正比,但NaBr浓度超过1.0 mmol/g时,氧化反应速率不随NaBr浓度增大而增大。温度对氧化反应速率常数的影响可以用Arrhenius方程来描述,并由Arrhenius方程求得棉纤维的表观活化能为56.66 kJ/mol。     

煤显微组分热解过程中脂肪氢的演化特征及其动力学

采用热台与FTIR考察了平朔煤和神东煤显微组分热解过程中脂肪氢的演化特征.结果表明,随着热解温度的升高,脂肪氢经历了快速减少、缓慢减少和基本不变三个阶段,揭示出煤大分子体系依次发生了脂肪碳氢链的裂解、环烷化反应、芳构化反应、芳香结构氢化反应以及芳香缩合反应等;动力学分析表明,脂肪氢脱除反应的活化能较低,与反应体系中存在大量自由基有关;甲基与亚甲基的相对脱除速率随温度呈现M型关系.     

稠油低温氧化过程结焦行为实验

采用热重(TGA)、差热(DSC)和高温高压反应釜实验,研究稠油在空气和氮气介质中热转化过程及其反应产物,分析稠油油藏注空气过程中低温氧化对稠油结焦反应的影响,考察稠油在不同反应条件下的临界结焦温度。实验结果表明:随着温度升高,稠油在空气介质中的热转化过程经历低温氧化、沉积结焦和高温氧化3个阶段;低温氧化使稠油的临界结焦温度降低,稠油在氮气介质中的临界结焦温度约为400℃,而在空气中经历低温氧化后其临界结焦温度降低至280℃。结合稠油结焦机制分析认为其临界结焦温度降低与低温氧化存在显著热效应及组分变化有关,低温氧化过程导致稠油上述变化降低其胶体结构稳定性,引起相分离,加速沥青质物理聚沉,发生化学共聚生焦。     

松脂的氧化动力学研究

为研究松脂的氧化反应动力学,采用紫外分光光度法定量测定固态枞酸在聚乙烯膜上的吸光度变化,求出松脂参与氧化反应的反应量,进而研究松脂氧化反应动力学。实验结果表明,松脂的热氧化和光氧化反应动力学均呈现表观一级反应。热氧化反应温度为35、40、45℃时的表观速率常数分别为3.000×10-4、5.000×10-4、1.100×10-3 min-1,反应活化能Ea为105.8 kJ/mol。254 nm紫外灯辐照下,温度为35、40、45℃时,光强度与表观速率常数的关系分别k=1.162×10-4I+2.626×10-4、k=1.248×10-4I+4.588×10-4、k=1.298×10-4I+0.001 1。