高温低氧气氛中气体燃料的火焰特性

为确定高效低污染燃烧的条件 ,研制了火焰特性实验装置 .在此装置上研究了助燃剂预热温度及氧体积浓度对丙烷火焰特征的影响 .实验中 ,助燃剂预热温度变化范围为 380～ 1 0 0 0℃ ,氧体积浓度变化范围为 2 1 %～ 2 % .实验表明助燃剂温度及其含氧量对火焰特性有非常显著的影响 ,高温低氧条件下的火焰体积、火焰亮度与颜色、火焰形状等特性明显改变 .此外 ,还定性地说明了高温低氧燃烧方式具有高效低污染特性     

Berthelot气体在CO2中的J-T效应

运用Berthelot状态方程讨论J—T系数和转换温度，通过对CO2气体焦汤系数及转换温度的实验值与Berthelot理论值比较发现，当Berthelot方程引入了引力项与温度的关系后，CO2实际气体的J—T系数和转换温度与理论值偏差不大，基本能反映实际气体的J—T效应的基本关系。     

R290/CO2蒸气压缩复叠式制冷系统实验

通过建立R290／CO2复叠式制冷系统实验台，对R290／CO2蒸气压缩复叠式制冷循环进行了实验研究，结果表明，CO2循环在较低温度下运行，黏性对CO2经过压缩机的性能影响较大，对流过管路的影响较小，CO2压缩机的压力比高于11290压缩机的压力比，但由于CO2压缩机由吸入的较低温度的工质冷却，CO2压缩机的排气温度低于11290压缩机的排气温度；CO2循环的能量损失较大，使得CO2循环的性能系数低于11290循环的性能系数．在CO2循环中可利用无吸排气阀的回转式压缩机，用膨胀机代替节流阀，以提高R290／CO2复叠式制冷循环的性能系数．     

自吸式液体CO2冷冻刀的可行性实验研究

通过理论分析提出在冷冻外科疗法中采用自吸式液体CO2冷冻刀，并对外径分别为3．0、2．2及1．7mm的节流毛细管进行了可行性实验．结果表明：液体CO2质量流量受毛细管长度、内径、压降的影响，通过毛细管节流可以从根本上解决因三相点而产生的堵塞问题；节流降压后CO2的温度低于“凝固危险温度区”温度，冷冻耗量仅为7kg／h．同时，由于液体CO2价格便宜，使用液体CO2冷冻刀的成本较低，具有较好的经济性，对丰富冷冻外科治疗方法有着十分重要的价值．     

储层条件下CO_2相态与应用研究

阐述了CO2物理性质和实验方法,并在实验的基础上,对不同于烃类天然气的CO2气藏的特殊性质进行了探索性研究,分析了CO2性质在不同温度、压力下的变化特征,确定了储层条件下CO2的压力与密度、温度的关系,并绘制了等温密度—压力图及偏差系数Z图。同时,指出了本文提供的偏差系数求解方法的特点,说明利用该图能够准确计算CO2气藏储量。本文还探讨了不同于体积法的CO2气藏储量计算方法即质量—密度法,该方法适用于不同相态的CO2储量计算。     

用鼓泡反应器吸收燃煤烟气中CO_2的实验研究

以燃煤烟气为研究对象,利用鼓泡反应器进行化学法吸收CO2的半连续实验研究.通过正交试验及脱除率的计算,考察了吸收剂种类、吸收剂浓度、烟气流量、烟气温度及液面高度对CO2吸收效果的影响.结果表明:氨水吸收剂的吸收效果最好,烟气温度对CO2的脱除率影响较小.选择氨水作为吸收剂进行单因素实验研究,得到了吸收剂浓度、入口处CO2浓度、烟气流量、液面高度与脱除率、吸收能力及吸收速率之间的关系.     

O2/CO2气氛下CH4火焰温度特性的实验研究

对O2/CO2燃烧方式下反应器内CH4火焰的温度特性进行了研究，结果表明：在还原性气氛下，初始CO2浓度的升高对CH4火焰高温区的影响是消极的，在完全燃烧和氧化性气氛下，初始CO2浓度的存在对CH4火焰温度分布的影响则比较复杂，存在一个初始CO2浓度临界点，在此临界点前后，CO2浓度对CH4火焰的温度水平分别有着不同的影响；同时在高浓度的CO2气氛下，整个火焰的温度分布趋于平均化。     

超临界CO_2在饱和水多孔介质中扩散系数的测定

多孔介质是CO2地质埋存及CO2驱油过程中的常见载体,在地质埋存及驱油过程中CO2均处于超临界状态.采用一维径向扩散模型模拟超临界CO2在饱和水多孔介质中的扩散,在此模型基础上运用Fick扩散定律得到了超临界CO2在饱和水多孔介质中的扩散方程,结合室内扩散实验,求出扩散系数,并通过改变实验压力和温度研究二者对扩散系数的影响.结果表明,超临界CO2在饱和水多孔介质中的扩散系数处于10-10m2·s-1数量级上.同时,超临界CO2在饱和水多孔介质中的扩散速率均随着温度的增加而增加,随着压力的增加而增加,而且在超临界区域附近受温度、压力等外界物理因素的影响尤为明显.研究结果可用于CO2地质埋存安全性评价及CO2驱油中传质性质的计算.     

CO_2水合物生成的影响因素研究

在体积350 m L的恒容反应釜中研究了CO2水合物的生成过程,实验考察了搅拌速率、温度和压力等因素对CO2水合物生成过程的影响。实验结果表明,相对静止条件下机械搅拌可以通过促进传质传热,加速CO2水合物生成过程。随着搅拌速率的增大,CO2水合物的平均生长速率从0.283 mmol/min增大到1.132 mmol/min,且搅拌速率为800 rpm时实验条件下的水合物的诱导期最短;不同实验温度(273.65 K,274.15 K,275.15 K,276.15 K)下,CO2水合物生成过程中的溶解速率、诱导期及反应速率变化不大,即受温度影响不明显;CO2水合物的生长受压力影响明显,增压可显著缩短诱导期、加快反应速率。水合物生长过程主要受客体分子浓度的影响,是动力学控制过程。3 MPa时CO2水合物的平均生长速率高达1.1 mmol/min,是2 MPa时的5倍。     

超临界CO2萃取木香挥发油的实验研究及数值模拟

采用单因素法,在流量2～4 L/min,木香颗粒度0.144～0.200 mm,萃取温度33～48℃,萃取压力10～25 MPa的范围内,利用超临界CO2萃取木香挥发油,分别考察了CO2流量、原料颗粒度、萃取温度及萃取压力等因素对挥发油萃取收率的影响;并根据萃取器微分单元和固态原料颗粒微分单元的质量守恒建立了微分方程,对一定萃取条件下的实验结果进行数值模拟。结果表明：在实验范围内,木香挥发油萃取收率随CO2流量增加而增大,随原料颗粒度减小而增大,随压力升高而增大,随温度则呈现出交叉现象。结论：CO2流量、原料颗粒度、萃取温度及萃取压力等对木香挥发油的超临界CO2萃取工艺有显著影响,所建立的数值模型能较好地描述实际萃取行为。     

硼粉燃烧热测试中助燃剂选取的研究

为了提高助燃法测试硼粉燃烧热值的准确性,探寻助燃剂选取的规律原则,分别选用含硼推进剂研制领域常见的苯甲酸、90方片药、镁粉、某火箭推进剂测试标准药四种物质作为助燃剂,采用干法和湿法两种混合方式,在GR3500氧弹量热计中测试了95级无定形硼粉的燃烧热,进行对比实验研究。结果显示:不加助燃剂,直接测试硼粉燃烧热,点火失败;采用不同的助燃剂,硼粉的燃烧效率不同。分析认为选择的助燃剂应具有易引燃、高热值、高燃温、低成气率的特点,同时燃速应和硼粉相匹配,化学性质应和硼粉具有良好的相容性。另外,混合试样中,助燃剂和硼粉结合地越紧密,混合地越均匀,越能发挥助燃作用.相比于干法混合,湿法混合制作固态药条试样测试硼粉燃烧热值时,硼粉燃烧效率更高。     

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。     

顶底复吹转炉底吹CO2—N2的冶金特性

在60kg顶底复吹转炉上进行了底吹CO_2、N_2、CO_2+N_2、CO_2+Ar_4种气体的实验,通过比较不同底吹气体的实验结果,对复吹转炉底吹不同性质气体的冶金特性进行了研究。主要讨论了底吹不同性质气体对熔池氧化性、脱碳反应和钢中氮的行为等的影响。     

氨法吸收燃煤烟气中CO2的研究

针对燃煤过程中通过烟气释放的CO2对环境污染问题,围绕如何控制烟气中CO2的排放问题系统地研究,以期为燃煤烟气的净化提供积极有效的途径。目前,氨法吸收燃煤烟气中的CO2相对优势较大,具有高效率,低能耗,副产物资源化等优点。采用氨法吸收模拟烟气中的CO2,考察反应温度、氨水浓度、气体浓度、高碳化氨水等条件对反应速度和脱除率的影响。结果表明,随温度和氨水浓度的增大,反应速率增大,脱除率增加;气体浓度增大,吸收速率增大,脱除率减小;不同碳化度氨水(R=0～200)对CO2吸收有影响,碳化度(R)越小吸收效果越好。     

CO2气体保护焊温度场的数值模拟

为了研究强制对流对气体保护焊温度场的影响，通过红外热像仪检测了CO2气体保护焊的温度场，发现在熔池及其邻近区域温度呈圆锥型分布．在此实验结果的基础上，确定了2．0mm的高斯热源热流分布参数．在详细分析多种对流边界条件下，通过ANSYS对有强制对流效果的气体保护焊温度场进行了数值模拟．确定了适用于有强制对流效果的气体保护焊的对流边界条件计算公式．对焊接温度场的峰值温度和t8/5等参数的实验结果与模拟结果对比分析表明，强制对流边界条件是气体保护焊温度场尤其是近缝区温度分布数值模拟的关键因素之一．     

CO2对脱磷转炉物料和能量的影响

基于CO2在高温条件下的反应特性,建立了CO2用于脱磷炉冶炼的物料和能量分析模型,验证CO2用于脱磷炉冶炼过程参与氧化反应的可行性。在此基础上,基于某厂脱磷炉的实际冶炼工况,研究喷吹CO2对脱磷转炉温度、煤气等的影响。研究发现：当废钢比为8%和CO2利用率为85%时,CO2的喷吹比例可控制在28%以内,氧耗可降低16%,炉气中CO比例可提高约12%；同时随着CO2利用率的提高,脱磷炉的半钢温度逐渐降低,氧耗逐渐降低。     

有机/无机复合材料吸附分离CO2的模拟研究

从烟道气中分离二氧化碳对于降低大气温室效应具有极其重要的意义。构造了由聚合物6FDA-1,5-NDA和多孔性二氧化硅组成的有机/无机复合材料吸附剂模型,并用GCMC方法模拟了烟道气[n（CO2）：n（N2）=15：85]在该材料中的吸附行为。结果表明,这种复合材料吸附剂对CO2的吸附量和选择性随着聚合物含量的增加而增加。在相对较低的温度下,复合材料吸附剂对CO2的选择性随压力的升高而缓慢下降,并趋向于一个平衡值;在高温下,吸附剂对CO2的选择性基本不随压力变化。在一定的吸附压力下,CO2和N2的吸附量均随温度的升高而快速下降,但CO2吸附量下降幅度比N2快,导致吸附剂对CO2的吸附选择性随温度的升高而下降。     

二氧化碳成因、成藏主控因素及脱气模式研究综述

高纯度的CO_2气藏不仅具有重要的资源意义,同时也有很重要的地质意义,CO_2气藏成因及主控因素研究已成为世界范围内地球科学领域广为关注的重要课题。对CO_2气藏的成因、鉴别方法、成藏主控等进行了系统的论述。结果表明:CO_2气藏的成因可以分为无机成因和有机成因,且以前者为主;CO_2气藏成因的判别主要是综合多种地球化学指标,结合天然气成藏地质条件来分析;高地温场、深大断裂和岩浆活动是CO_2气运聚成藏最重要、最直接的三大主控因素;幔源CO_2进入沉积盆地中具有4种脱气模式,即沿岩石圈断裂直接脱气模式、热流底辟体脱气模式、壳内岩浆房-基底断裂组合脱气模式和火山岩吸附气后期脱气模式。但在CO_2对油气运移聚集的影响、CO_2释放机理、脱气模式等方面的研究尚存一定的争议,将是未来主要的研究方向。     

真空变压变温耦合吸附过程捕集烟道气中CO2的研究

研究了用六步真空变温变压耦合吸附工艺(VTSA)捕集烟道气中CO2的过程。考察了不同再生温度和压力下用VTSA工艺分离CO2的效果。在压力为10kPa和温度为423K的再生条件下,烟道气中CO2的纯度由15.0%增至93.4%,同时具有95.4%的回收率。对六步VTSA工艺过程进行了模拟,并通过实验结果对模型进行验证。最后模拟了一个不包含降温过程的五步VTSA工艺,以提高吸附剂的产率。     

CO2/N2高压密相输送弯管压降特性实验研究

在高压密相气力输送实验装置上,研究了兖州烟煤在CO2和N2作为输送介质时,输送管路中水平弯管和垂直弯管压降的特性,以及云南褐煤煤粉含水率对水平弯管和垂直弯管压降的影响.结果表明:在系统压差相同,输送介质为CO2和N2时,水平弯管压降随表观气速U的下降而逐渐减小,CO2时煤粉体积分数比N2时小;垂直弯管压降随U的下降而减小,当U下降至5.3 m/s时,N2下垂直弯管压降达到最小值,CO2下没有出现压降最低拐点,CO2时垂直弯管的压降比N2时略高.由实验还发现,煤粉中水的质量分数增加会导致煤粉颗粒间相互粘黏、团聚,致使N2和CO2下水平弯管压降增大,垂直弯管压降小幅降低.通过模化理论和实验分析获得了不同输送介质下水平、垂直弯管的固相附加压损系数的拟合公式,由该式得到的弯管压降与实验吻合良好,误差在±5％以内.