基于轻组分充压的改进型三塔真空变压吸附工艺富集煤矿乏风瓦斯的实验研究

建立了以活性炭为吸附剂的三塔真空变压吸附实验装置,对循环过程中的充压方式和抽真空排放过程进行了实验研究.采用轻组分从吸附塔上端充压可以在排放气甲烷体积分数相同的情况下,延长穿透时间,提高产品气甲烷体积分数;而在循环中引入抽真空排放步骤也可以在不改变吸附与解吸压力的情况下有效提高产品气中甲烷的体积分数.在此基础上,对同时包含排放气充压步骤和抽排步骤的三塔变压吸附循环流程进行了实验研究.实验结果表明,应用该循环可以在吸附和解吸压力分别为140 kPa和20 kPa条件下将甲烷体积分数为0.2%的乏风瓦斯富集至0.654%,同时甲烷回收率在65%.      

压缩气体射流切割破土机理

压缩气体射流切割破土机理既是气力喷射反循环钻孔技术的基础也是其重要的理论依据,而气力喷射反循环钻孔技术又是一项高效环保的软地层钻进技术,所以压缩气体射流切割破土机理研究对于气力喷射反循环钻孔技术有重要意义.首先,应用CFD软件模拟,得出8 mm直径喷孔切割能力为2.868×103kPa,与单喷孔地秤实验得到的2.468×103kPa拟合较好,其值都远远大于软地层破坏强度;其次,通过LS-DYNA模拟可知单次喷射18μs时的切割深度约为2.23 mm;最后,用CFD软件分析得到土体微裂隙断裂压力分布图及气体流速图.结果表明,压缩气体射流切割破土机理为:压缩气体沿薄弱环节进入孔隙和微裂隙后急剧膨胀,在恢复到钻孔围压过程中继续膨胀、扩张,同时在反循环抽吸力的共同作用下使土体结构破坏、断裂脱离母体;符合土体微裂隙断裂原理.     

吸附及解吸压力对快速变压吸附床内速度及循环性能的影响

快速(真空)变压吸附循环周期较短,床层压力周期性变化快,使吸附床内流动及传热传质特性变化较大,本文研究吸附及解吸压力对快速变压吸附制氧床内速度及循环性能的影响.快速变压吸附(rapid pressure swing adsorption,RPSA)循环中原料气充压阶段气流速度远大于顺流的气体流速极限值,快速真空变压吸附(rapid vacuum pressure swing adsorption,RVPSA)循环中原料气充压阶段气流速度略大于顺流的气体流速极限值,而RPSA循环和RVPSA循环中放空降压阶段气流速度均较大.在所研究的吸附和解吸压力范围内,RPSA循环和RVPSA循环中气体温度在循环周期内变化均约为10℃,而RVPSA循环中气体温度在循环周期内温度梯度更大.RPSA循环中吸附压力越高,氧气回收率越高,床层因子越小;而RVPSA循环中解吸压力越低,氧气回收率越高,床层因子越小.      

变压吸附气体分离过程的系统熵解析

采用系统熵分析的方法对变压吸附气体分离过程进行了分析.并且以PSA空气分离过程为例进行了计算,得到了-个周期内升压阶段和高压吸附阶段压缩机向系统提供的负熵、产品气体的熵以及分离熵效率随吸附压力、解吸压力的变化情况,找出了分离熵效率最高时的最佳吸附压力和解吸压力.     

C2H6、C2H4、CO与H2对甲烷爆炸压力及动力学特性影响

为量化可燃气体爆燃引起的潜在危险性提供相关的基础数据,设计出在气体燃料加工、储存和运输过程中能够承受爆炸危险的容器。运用20 L球形气体爆炸系统,在不同初始温度（298～373 K）与不同的预混气体（CO、H₂、C₂H₄、C₂H₆）体积分数（0.4%～2.0%）条件下,获取了甲烷体积分数为7%与11%的甲烷?空气混合物的爆炸压力特性参数。此外,采用 CHEMKIN软件,模拟分析了不同体积分数的预混气体在爆炸过程中H·、O· 和·OH自由基摩尔分数的变化趋势,并进行了敏感性分析。结果表明,同一体积分数的预混气体,随初始温度的增加,最大爆炸压力呈线性降低,最大爆炸压力上升速率几乎恒定或下降。同一初始温度,对于甲烷体积分数为7%的甲烷?空气混合物,随着预混气体的体积分数增大到2%,其最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率均呈增大的趋势,而甲烷体积分数为11%的甲烷?空气混合物对应的最大爆炸压力与最大爆炸压力上升速率均呈减小趋势。随着预混气体体积分数的增加,甲烷体积分数为7%的甲烷?空气混合物在爆炸过程中H·、O·和·OH自由基摩尔分数峰值上升。O·和·OH自由基摩尔分数峰值在甲烷体积分数为11%的甲烷?空气混合物中呈下降趋势,H·自由基摩尔分数峰值有所上升。对于甲烷体积分数为7%与11%的甲烷?空气混合物,其影响甲烷的关键基元反应式不变,敏感性系数随预混气体体积分数的增加而减弱。      

(Ni,C_f)/(TiC-TiB_2)陶瓷基复合材料SHS/PHIP工艺的正交优化

在利用SHS/PHIP技术制备(Ni,Cf)/(TiC-TiB2)陶瓷基复合材料过程中,对预制坯相对密度、预压力、延迟时间、致密化压力、保压时间等基本工艺参数以及镍和碳纤维的含量与材料性能之间的关系进行了分析,从而确定了影响该材料性能的主要因素为致密化压力、镍含量和碳纤维含量,并为此设计了一个三因素三水平的正交试验。结果表明:在质量为120 g的试样中,当碳纤维的含量为3%、镍含量为15%(均为质量分数),预制坯相对密度为61%左右、延迟时间为16 s、致密化压力为300 MPa、保压时间为6 s时,该材料的性能最优,其室温弯曲强度σb=488.27MPa,断裂韧性KIC=12.90 MPa.m1/2。     

喷吹煤造气炉工艺参数的研究

为了使高炉生产更加高效、节能环保,提出了高炉喷煤新工艺,将造气炉内煤气化生产富氢煤气代替高炉喷煤。采用二硅化钼高温炉对不同工艺参数(温度、时间、压力、气化剂流量)下煤的气化进行实验,用红外线气体分析仪分析产出煤气的气体成分。结果表明:随着温度的增加,煤气中CO含量升高,H_2含量逐渐降低,还原气体组分(CO+H_2)含量增加的速率逐渐变缓;煤气中的还原气体组分含量随着反应时间的增加先增加后减少;随着压力的增加,煤气中CO和H_2的含量先增加,继续加压,煤气中的CO含量逐渐平稳且有下降的趋势,H_2含量的上升逐渐变缓,煤气中的还原气体组分含量升高的速率逐渐变慢;随着气化剂流量的增加,煤气中还原气体组分含量先升高后降低,H_2和CO含量均呈现先升高后降低的趋势。当反应温度为1000℃,反应时间为5min,气化剂流量为10L/min,煤气出口压力为0. 5kPa时,造气炉最佳煤气产出成分CO和H_2分别为49. 05%和18. 75%。     

快速真空变压吸附制氧的排放气充压过程研究

测试了微型制氧吸附剂的平衡吸附特性,在此基础上选出适合快速真空变压吸附制氧的吸附剂.针对传统的单塔两步快速变压吸附制氧含量低问题,提出了提高产品气氧含量的单塔快速变压吸附制氧的排放气和原料气组合充压流程,并对该流程进行实验研究.结果表明:在单塔快速真空变压吸附制氧过程中,采用排放气和原料气组合充压流程可以有效提高产品气氧含量.充压前排放气的压力和氧含量是影响产品气氧含量的关键参数,采取合适的排放气压力和较高氧含量的排放气可获得更高的产品气氧含量.在吸附和解吸压力分别为240 k Pa和60 k Pa时,采用排放气和原料气组合充压的快速真空变压吸附流程可获得氧体积分数90%的产品气,其产氧率为325.08 L·h-1·kg-1.      

无镍含氮18Cr奥氏体不锈钢中相平衡的热力学计算

利用hermoCalc软件和相关数据库对不同Mn含量(质量分数,以下均同)及添加少量(质量分数,以下均同)Mo和C时,Fe-18Cr-Mn-Mo-C-N合金系在压力为100 kPa条件下随N含量(质量分数,以下均同)变化的垂直截面相图进行了计算.结果发现,当不添加Mo和C时,Mn含量从0增加到12%时,γ/(α+γ)相...     

Sm2Fe17Nx的制备

在研究确定了原材料配比的基础上,采用还原扩散法制备出了 Sm2Fe17合金粉;探讨了反应温度、恒温时间、氮气压力及氮气压力200kPa时温度等因素对氮化反应的影响.当氮气压力为200 kPa、温度为873K、恒温5h时,生成Sm2Fe17N2.874,其氮含量为3.111%.     

钐铁熔体底吹氮气工艺中气泡的形成机理

从气液两相流的一般规律出发,研究了钐铁熔体底吹气泡的形成机理,重点讨论了底吹气泡形成的最小压力,以及喷嘴流量与形成气泡的直径关系。结果表明,底吹氮气时间t与润湿角θ的关系为sinθ=8. 48t-32. 86,当吹气时间到3. 795 s时,吹气管内的气体压强能将液体顶起; 3. 875 s时润湿角为180°; 3. 955 s时到达润湿角θ的最小位置。当外界气压一定时,吹气管的半径越小,生成气泡所需吹气管内的压力越大;当吹气管的半径一定时,生成气泡所需吹气管内的最小压力随外界气压的增大而增大。当Re0500时,在静力学区形成的的氮气泡半径为5×10-4m;当500Re02100时,得8. 9×10-4mdB1. 7×10-3m。     

碳化硼耐火材料生坯成型工艺的探究

为了得到将碳化硼除尘废料加工成耐火材料的最优成型条件,考察了黏结剂的种类、黏结剂的添加量、压制压力及保压时间等因素对生坯性能的影响。研究表明,当黏结剂选择羟丙基甲基纤维素且含量为1.0%,制坯压力为100 MPa,保压时间为120 s时,所得生坯密度达到1.406 g/cm~3,抗压强度达到27.9 MPa,为论文试验最优效果。因此黏结剂羟丙基甲基纤维素含量为1.0%,制坯压力为100 MPa,保压时间为120 s为试验最优生坯成型工艺条件。     

铜基金属粉末温压工艺致密化的研究

研究了铜基金属粉末的温压压制行为,并与冷压压制进行了比较。结果表明:相同压力下,温压压制的压坯密度明显高于冷压压制,在压制压力为500-600 MPa时,密度增加达0.24 g/cm3;温压温度有一个最佳值,必须高于润滑剂的玻璃化温度,低于润滑剂的熔点温度;石墨含量增加,压坯密度下降,当石墨含量小于1%时,温压压制的优势较为明显。     

气体体积流量测量中温度和压力修正的必要性

气体流量测量中,温度和压力修正是提高气体流量测量精度的重要手段之一.文中分别介绍温度和压力偏离设定值时对使用直接输出流量计和差压式流量计进行流量测量所带来的误差,并通过工程实例示出温度和压力在8种极端变化状况下产生的测量误差,以对温度和压力变化造成的误差提供一些量的概念.指出,如今实施温度和压力修正并不像以前单元组合仪表那样麻烦,应适当考虑修正.最后给出几点推荐性意见.     

负温度系数热敏电阻材料的等静压制研究

本文研究了负温度系数热敏电阻材料等静压制过程中物料水分含量、粘结剂的加入量、成形压力和保压时间对生坯强度、生坯密度及生坯内外密度均匀性的影响。研究表明:随着含水量的增加,粉料振实密度减小,压坯强度增加,水含量控制在0.2%~0.5%较为适宜;当粘结剂聚乙烯醇(PVA)的添加量从0.4%增加到1.5%时,生坯强度从0.78MPa增加到了3.17MPa。PVA添加量从1.5%增加到3.0%的过程中,试样的强度基本不变,合适的粘结剂含量为0.8%左右;生坯密度随着压制压力增加而增加,压力达到250MPa以后基本不再增加,压制达到了一个较稳定的状态。保压120s以上时,试样的内外密度差异比较小。     

TRT可调静叶与洗涤塔环缝调整程序的优化

介绍了TRT可调静叶、洗涤塔环缝以及这两种调节装置对高炉炉顶压力的相互影响和相互制约关系,优化了TRT可调静叶调整程序,使高炉炉况、TRT工况稳定,高炉顶压波动由10 kPa下降到5kPa,吨铁发电量由最高30 kW.h提高到35 kW.h以上。     

甲烷气氛中铁精矿粉闪速还原行为研究

高炉炼铁工艺存在流程长、能耗高以及强烈依赖冶金焦等问题,发展绿色低碳的非高炉炼铁工艺对钢铁生产具有重大意义。本文采用超级铁精矿粉进行了甲烷闪速还原试验,考察还原温度及甲烷体积分数对金属化率的影响,研究铁精矿粉在试验条件下的闪速还原行为,并对还原产物微观形貌进行观察,分析闪速还原机理。结果表明：还原温度为1 550 K、甲烷体积分数7.5%、还原时间为5.49 s时,矿粉金属化率可达90.0%;还原温度的升高及甲烷体积分数的增加提高了矿粉的金属化率;甲烷在还原过程中发生裂解,生成的固体碳在还原产物表面沉积,促进铁氧化物的还原和金属铁的渗碳;渗碳过程降低了金属铁的熔点,还原产物由不规则形状向球型转变;矿粉内部为致密的铁层包裹着未反应的铁氧化物的结构,在FeO/Fe界面处FeO的还原主要是由铁中的固溶碳[C]完成。     

CH_4与CO_2二元混合气等温吸附实验研究

随着现代工业的发展,大量的CO_2任意排放到大气层中,引起了越来越严重的温室效应,因此研究煤体在不同配比下,CH_4/CO_2混合气竞争吸附随压力和温度的变化规律是十分必要的。通过混合气等温吸附实验,研究了煤层不同压力和气体浓度配比下对气体的吸附量,研究表明:在相同温度下,随着注入压力的增加,煤层对CO_2的吸附量增加,CH_4的吸附量逐渐降低,混合气体总吸附量也随之增大,但增加趋势逐渐平缓;随着混合气中CO_2的浓度增加,CO_2气体在煤表面吸附位的激励竞争上优于CH_4,使得CO_2的吸附量随着浓度升高而增大;混合气体中CO_2的比例越大,曲线越靠近CO_2的吸附曲线。通过此研究,为CO_2高效置换煤层气提供理论支持。     

移动床内氧化铁还原及还原气体氧化行为分析

为了研究工艺参数对移动床内氧化铁还原及还原气体氧化的影响规律,建立了移动床内氧化铁还原及煤气氧化耦合动力学模型。以C-3000的竖炉预还原为例,动力学模型研究主要结果与实际工艺相吻合。气矿比一定条件下,标况气速提高,会增加移动床的产量,但金属化率和煤气利用率都将下降;标况气速一定条件下,气矿比提高,能够提高金属化率,但产量和气体利用率下降。煤气还原势对移动床内的还原效率有明显影响,为了提高金属化率,建议将还原势提高到95%左右的水平。当标况气速一定时,煤气压力的增加,提高了金属化率和煤气利用率。煤气中的惰性气体含量对移动床内的还原有不利影响。适度增加球团矿比例或向煤气中适度提高氢气含量,有助于移动床内还原效果的提高。     

高压操作是高炉生产优质,低耗,高效的必由之路

高炉高压操作1871年提出,1946年在美国“共和钢铁公司”柯里岗5号高炉上试验并取得提高产量12.3％,降低焦比2.7％的好成绩.近年来世界上所建的大型高炉,炉顶压力已达到 250～300 kPa的水平。 我国高炉的高压操作从五十年代末开始起步,为强化高炉冶炼创造了条件。目前首钢、梅山高炉的炉顶压力已提高到120～150 kPa以上,宝钢新高炉的炉顶压力也达到了 220～230 kPa的水平.湘钢一座750m~3高炉,也将炉顶压力提高到 70～100 kPa.与同一容积的另一座常压高炉相比产量提高了35％。1991年南昌钢铁厂1号高炉修复投产时,对炉顶设备和煤气