Ti改性活性炭分离CH_4/N_2的实验研究

针对甲烷气体(煤矿乏风瓦斯)的富集与分离,研究了活性炭吸附材料(AC)的Ti改性方法,讨论了对CH4/N2分离性能的影响.结果表明:Ti改性炭活性在1 100℃、N2保护焙烧后孔径分布更均一;CH4的吸附量达到34.4 mL/g,比未改性的活性炭和160℃水热方法 Ti改性的活性炭增加了51.5%;CH4常压穿透曲线的穿透点比未改性的活性炭和160℃水热方法 Ti改性的活性炭分别滞后了41%和50%.     

壁流蜂窝式微填充床制备及变压吸附中的应用

针对普通固定吸附床压降较大,吸附剂利用效率较低的问题,以壁流式蜂窝陶瓷为基础,制备新型的微填充吸附床.研究该装置的压降、流体分布等流动特性,将壁流式蜂窝陶瓷微填充吸附床应用于变压吸附脱碳过程.实验表明,壁流蜂窝式微填充床的压降极低,流体分配平均,填充层内各处的吸附负荷均匀.通过变压吸附实验研究混合气体CO2-N2体系下吸附床的动态吸附性能,考察压力、浓度和流量对穿透曲线的影响,研究吸附剂再生以及连续变压吸附操作对床层吸附容量的影响规律,实验数据与所建立的微填充床数学模型符合良好.实验和模拟结果表明,该壁流蜂窝式微填充床是一个较理想的吸附床几何构型.     

吸附法脱除烟气中二氧化硫的实验研究

采用改性的活性炭、沸石、累托石和粉煤灰作为固体吸附剂,研究了吸附法脱除模拟烟气中低浓度二氧化硫的可行性,比较了几种固体吸附剂的脱硫效果.研究结果认为4种固体吸附剂在吸附模拟烟气中SO2的吸附能力顺序为:活性炭＞粉煤灰＞累托石＞沸石,其中最佳吸附效果的是活性炭,其最大脱硫率可达98.71%,平均脱硫率也可达到66.58%.探索了改性活性炭脱除烟气中低浓度二氧化硫的影响因素,实验表明:空速对活性炭脱硫效果的影响较大.随着空速的增加,停留时间变短,在同样累计通气时刻,脱硫率下降;低温吸附时,随吸附温度升高,吸附量降低;但在高温出现化学反应吸附时,吸附温度高则反应速度快,脱硫效果好;此外,硝酸浸泡时间越长,活性炭吸附脱硫效果越好.     

活性炭对媒介红S-80的吸附研究

本文对媒介红S-80染料的模拟染色废水在活性炭中的吸附影响因素进行了研究.结果表明:静态吸附中0.1 g活性炭粒径为120目,废水pH为2,初始浓度为50 mg·L-1,常温下吸附240min染料的去除率为99%;动态吸附实验结果表明,进料流速越快、浓度越大越容易穿透.     

二维吸附床双组分气体传质过程数值分析

为了深入研究吸附式空分制氧的传质过程,利用Fluent数值模拟软件对二维吸附床进行了模拟研究.模型综合考虑了气体的可压缩性、吸附床的死空间以及吸附床径向空隙率的分布,模拟结果与实验值和文献值作了对比分析,结果吻合良好.分析表明,在壁面附近存在边流效应,使得吸附剂的使用率不均,通过改变颗粒直径的大小,可以有效减小边流效应的影响;吸附过程温度变化显著,对吸附过程的传质影响较大,在数值模拟中不能忽略吸附热的影响.该数值模拟方法能够比较准确地预测吸附床内的传质过程,并为吸附系统的设计和优化提供必要的支持.     

活性炭纤维填充床脱除水中苯和氯苯及其再生的研究

研究了活性炭纤维填充床脱除水中苯和氯苯的吸附性能，探讨其饱和吸附填充床的再生方法．结果表明：当平衡浓度变化范围为100～300mg／L时，活性炭纤维对水中苯和氯苯的吸附能力分别达280mg／g(吸附剂)和370mg／g(吸附剂)，吸附等温线符合Langmuir型；填充床的突破曲线和突破时间强烈依赖于实验条件；较高的进料浓度、以及较短的床层长度都将使填充床突破较快；用120℃的水蒸气再生被氯苯饱和的活性炭纤维填充床，再生效率达93％以上．在低Reynolds数下，轴向扩散对突破曲线影响最大.     

富柴油中萘的吸附分离研究

以活性炭为吸附剂吸附分离富柴油中的萘.通过静态和动态实验,测定富柴油中萘在吸附剂上的吸附平衡关系及溶液浓度和流速对活性炭填充床突破时间的影响.研究吸附剂的再生方法,及多次再生对固定床再生效率的影响.实验表明:富柴油中的萘在吸附剂上的吸附是多层的物理吸附,满足BET方程;用过热水蒸气吹填充床,可使活性炭吸附剂再生,再生效率在90%以上.     

臭氧和活性炭水处理技术的若干问题研究与探讨

本文研究了用臭氧化和生物活性炭法去除污染水中三卤甲烷、三氮、硝基化合物等多种污染物的效能、特征和机理。试验发现,粒状活性炭床过滤吸附法(简称“C”法)和臭氧化-粒状活性炭过滤吸附法(简称“O_3 C”法)都能有效地除去氨氮,但前者的水中亚硝酸盐明显升高,而后者的出水中硝酸盐明显升高。两者在运行初期对 THMs 都有一定的去除效率,但随着生物活性的增强,出水中THMs 的浓度明显增高。本文还系统地研究了五种硝基芳烃和丹宁、甲醛的臭氧化反应动力学以及臭氧化对活性炭吸附的影响,以及臭氧在水中的吸收和自分解。     

活性炭烟气脱硫技术的数值模拟

在对活性炭法烟气脱硫机理研究的基础上,采用2种不同的反应器——固定床和移动床,通过理论分析和数值模拟研究,得出烟气的速度分布和SO3浓度分布,通过改变反应器的结构形式,得出结构对活性炭法烟气脱硫效果的影响.模拟结果对主要工艺操作条件具有指导作用.     

钼污染饮用水的PAC吸附工艺

目的研究粉末活性炭对生活饮用水中钼污染物的去除效果,通过试验确定最适宜的PAC种类、投加量、吸附时间、pH等工艺参数,为饮用水中钼污染物的去除提供依据．方法以自配的钼质量浓度为1mg／L溶液为原水,模拟钼污染的饮用水,通过试验验证粉末活性炭吸附对钼污染物的去除效果．结果粉末活性炭对钼污染物的吸附在40min内能达到吸附容量的80％～90％;粉末活性炭对钼污染物的吸附等温线符合弗兰德里希（Freundlich）吸附模式,在钼的平衡质量浓度为0．07mg／L时,粉末活性炭对其吸附容量大约为12mg／g．结论比表面积大的木质粉末活性炭适合对钼污染饮用水的处理,溶液的最佳pH值范围为5—8．     

亚甲蓝分光光度法测定氧化降解瓦斯的羟基自由基

建立一种亚甲蓝作显色剂分光光度法测定Fenton试剂氧化降解瓦斯反应体系中·OH含量的方法,所产生的羟基自由基与亚甲蓝作用后使其吸光度降低,利用吸光度值的变化可间接测定·OH表观生成率,系统研究了H2O2浓度c(H2O2),Fe2+浓度c(Fe2+),初始pH值、反应温度等因素对·OH表观生成率的影响;同时,研究了异丙醇对·OH表观生成率和甲烷降解率的影响规律.结果不仅找出Fenton试剂氧化降解瓦斯反应体系中的·OH表观生成规律,而且为矿井瓦斯的绿色治理技术提供了重要的基础数据.     

矿井乏风瓦斯点火延迟时间的数值模拟

运用Chemkin程序和GRI-Mech3．0机理,对入射激波诱导下矿井乏风瓦斯点火延迟时间进行数值模拟．首先,根据乏风瓦斯燃烧基元反应敏感性分析,定义CH,峰值出现的时刻为乏风瓦斯的点火延迟时间,然后分别研究瓦斯体积分数、入射激波速度、乏风瓦斯初始温度、初始压力对点火延迟时间的影响．研究结果表明,入射激波速度、乏风瓦斯初始温度、初始压力的增加均会使燃烧温度增加,CH3峰值增加,点火延迟时间缩短,其中入射激波速度的增加缩短点火延迟时间的效果最为显著,乏风瓦斯体积分数变化（0．1％-1．0％）对点火延迟时间的影响较小．     

Combustion Characteristics of a Single Cylinder Spark Ignition Engine Fueled with Coal Mine Methane

An experimental investigation was conducted on combustion characteristics of a single cylinder spark ignition engine fueled with coal-mine methane (CMM). The CMM was simulated by the compressed nature gas (CNG)/nitrogen blend fuels. The cylinder pressure was measured. The maximum heat release ratio, the flame development duration and the main combustion duration were analyzed with the nitrogen volume fraction in the blends changing from 0% to 35%. The results indicate that the maximum cylinder pressure, the maximum rate of pressure, the flame development duration and the main combustion duration increase and the maximum rate of heat release decreases with increasing nitrogen fraction. When the level of nitrogen volume fraction in coal-mine methane is lower than 20%, the combustion process of engine is stable. But with the level of nitrogen volume fraction over 30%, the cycle to cycle combustion variation is large, especially under low load condition.     

Numerical simulation to determine the gas explosion risk in longwall goaf areas: A case study of Xutuan Colliery

Underground gassy longwall mining goafs may suffer potential gas explosions during the mining process because of the irregularity of gas emissions in the goaf and poor ventilation of the working face, which are risks difficult to control. In this work, the 3235 working face of the Xutuan Colliery in Suzhou City, China, was researched as a case study. The effects of air quantity and gas emission on the three-dimensional distribution of oxygen and methane concentration in the longwall goaf were studied. Based on the revised Coward’s triangle and linear coupling region formula, the coupled methane-oxygen explosive hazard zones (CEHZs) were drawn. Furthermore, a simple practical index was proposed to quantitatively determine the gas explosion risk in the longwall goaf. The results showed that the CEHZs mainly focus on the intake side where the risk of gas explosion is greatest. The CEHZ is reduced with increasing air quantity. Moreover, the higher the gas emission, the larger the CEHZ, which moves towards the intake side at low goaf heights and shifts to the deeper parts of the goaf at high heights. In addition, the risk of gas explosion is reduced as air quantities increase, but when gas emissions increase to a higher level (greater than 50 m³/min), the volume of the CEHZ does not decrease with the increase of air quantity, and the risk of gas explosion no longer shows a linear downward trend. This study is of significance as it seeks to reduce gas explosion accidents and improve mine production safety.     

Influence of longwall gateroad convergence on the process of mine ventilation network-model tests

Hard coal mines are required to constantly ventilate mine workings to ensure that the air composition is at a certain humidity and temperature level that is comfortable for underground mine workers, especially in deep deposits. All underground workings, which are part of the mine ventilation network, should be ventilated in a way that allows maintaining proper oxygen concentration not lower than 19%(by volume), and limits concentration of gases in the air such as methane, carbon monoxide or carbon dioxide.The air flow in the mine ventilation network may be disturbed due to the natural convergence(deformation) and lead to change in its original cross-section. Reducing the cross-sectional area of the mining excavation causes local resistances in the air flow and changes in aerodynamic potentials, which leads to emergency states in the mine ventilation network. This paper presents the results of numerical simulations of the influence of gateroad convergence on the ventilation process of a selected part of the mine ventilation network. The gateroad convergence was modelled with the finite element software PHASE 2.The influence of changes in the cross-sectional area of the gateroad on the ventilation process was carried out using the computational fluid dynamics software Ansys-Fluent.     

煤矿瓦斯和煤尘的控制研究

利用规划模型来寻求最佳通风量进而对矿井中各处的瓦斯与煤尘浓度进行有效的控制,依据《煤矿安全规程》及煤尘,瓦斯爆炸的特点及相互影响的关系,得出煤矿的爆炸危险可能性,最后利用线性回归的知识,拟和风速与瓦斯煤尘浓度之间的关系,从而把矿井中各个不同部位处的瓦斯浓度与煤尘浓度表示成风量的函数,又通过安全生产对瓦斯浓度和煤尘浓度的限制,找到对风量的约束,构造出线性规划模型,得到最佳的通风量及最优化的控制方法。     

Y型通风采空区瓦斯流场数值模拟研究

为了找出Y型通风工作面采空区中瓦斯流场的分布规律,为采空区瓦斯治理提供理论依据,应用流体力学模拟软件Fluent对两进一回Y型通风工作面采空区流场、瓦斯浓度场的分布进行了模拟研究,得到采空区瓦斯流动及浓度分布规律为：沿走向向采空区深部瓦斯浓度逐渐增大,沿倾向从下向上瓦斯浓度逐渐增大,沿空留巷的末端是能位的最低点,漏风向沿空留巷末端方向流动,可以解决上隅角瓦斯积聚问题。     

试论下行通风时回采工作面沼气涌出和分布的规律(续)——下行风时采空区沼气涌出规律

<正> 为了弄清下行风时采空区沼气的涌出规律,有必要首先对工作面和采空区间的压差分布情况和风流流动情况进行讨论。一工作面和采空区间的压差分布规律风流在采面的流动过程中,由于有各种能量损失,因此造成工作面两端的全能量不同,此外又由于采面和采空区内气体的重率不同,采空区和工作面间也存在有一定的自然风压,在采面两端的全能量差和自然风压共同作用下,采空区内气体从全能量高处向低处     

天然气压力能利用与空气分离的集成工艺研究

为了有效回收天然气压力能,降低空气分离过程的能耗。利用Douglas系统分割理论获得高压天然气压力能,利用与空气分离的集成原理构建了新型氮膨胀制冷的空气分离流程,将高压天然气压差制冷取代原始流程的氮气外循环制冷。采用了Aspen Hysys软件及分析方法对新旧流程进行模拟计算,结果表明:相同工况下集成工艺可降低约58%的单位液态产品能耗,且效率由35.6%提高至52.5%。将高压天然气压力能回收用于空气分离,可有效降低空气分离产品的生产成本,提高有效能的利用率,具有良好的节能效益。