旋流板塔煤浆法烟气脱硫研究

煤浆法烟气脱硫是以煤浆洗涤含二氧化硫的烟气,二氧化硫溶于浆液形成亚硫酸,煤中黄铁矿与亚硫酸、氧气发生反应,亚硫酸被氧化为硫酸,从而实现烟气脱硫.反应过程中,煤中的黄铁矿硫也被转化为硫酸而浸出,反应产生的Fe3＋/Fe2＋又对脱硫反应起到了催化剂的作用.以旋流板塔为吸收设备,研究了煤浆法烟气脱硫过程中浆液温度、液气比、空塔气速及浆液固液比等操作参数对脱硫率的影响规律.试验表明,在其他条件不变的情况下,适当提高液气比、空塔气速及浆液固液比均有利于提高脱硫效果.随着烟气脱硫过程的进行,脱硫浆液中的总铁含量不断增加,说明煤中黄铁矿被不断浸出,故此法在脱除烟气中的二氧化硫的同时也降低了煤中黄铁矿硫含量.     

煤矸石脱铁工艺优化与动力学研究

采用中和直接脱除煤矸石中有价元素铁,通过对液固比(煤矸石与酸浸液质量比)、酸浸液酸浓度、中和时间和中和温度等影响因素进行单因素试验,得出各因素对脱铁的影响规律.在单因素试验基础上,通过正交试验筛选出适宜中和条件,确定最优中和反应工艺条件为:液固比7∶1、酸浸液酸浓度10%、中和时间5 h、中和温度343 K,在此反应条件下,铁的脱除率可达到90.08%.通过对煤矸石中和脱铁过程的中和反应动力学研究表明,该中和反应过程符合未反应收缩核模型中的粒径缩小缩核模型,中和反应过程受到固膜扩散控制.煤矸石中和脱铁的反应动力学方程可以用1-2/3x-(1-x)2/3=2/3kt来描述,中和反应表观活化能为19.58 k J/mol.     

上覆岩层裂隙演化逾渗模型研究

基于裂隙聚团演化过程表现出的临界特征,利用逾渗理论,建立上覆岩层的逾渗模型,并分别分析沿走向和倾向条件下采动裂隙的逾渗特性.根据相似模拟试验结果,分析采动裂隙演化逾渗特性及周期来压之间的关系.结果表明:所建逾渗模型中逾渗概率、裂隙率、逾渗团大小、竖向破断裂隙概率、离层裂隙概率可以较为完备地定量描述裂隙特征,为建立裂隙与渗透率等相关参量的定量关系提供合适的数学载体.     

水溶性脱硫剂反应模型研究

采用湿法脱硫工艺,利用脱硫剂与SO2进行了化学反应实验.根据气液双膜传质理论,分析了气液传质和化学反应过程,提出了水溶性脱硫剂的脱硫反应模型,并利用该模型进行了理论计算,同时总结了液滴粒径、液气比和SO2进口浓度与脱硫效率的关系.该模型虽然是在几点假设的前提下提出的,但是与实际情况基本相吻合,具有一定的实用性.     

活性半焦在喷动床内脱硫过程的数值模拟

提出将炭法烟气脱硫工艺结合喷动床技术来脱除烟气中的SO2,以达到节能减排的目标.以气固两相流体动力学为基础,采用欧拉双流体模型及颗粒动力学理论,引入修正的非均相脱硫动力学模型,对喷动床应用活性半焦颗粒脱硫的过程进行模拟.获得了喷动床具有喷射区、环隙区和喷泉区的流动状态及床内SO2浓度的分布情况.通过对不同工况下模拟结果...     

逾渗理论在燃烧科学中的基本用法（二）

本文介绍逾渗理论在燃烧领域的基本用法，着重论述了该理论对燃烧过程中发生的破碎、燃烧和脱硫等重要过程的应用。     

球形钴钼催化剂硫化动力学研究

本文在缩芯模型的基础上,对硫化反应作了适宜简化假设,以反应速率的计算值与实验值之差的平方和为目标函数,采用powell法回归出适宜的缩芯模型参数.试验发现在高空速下,原粒度钴钼催化剂的硫化过程服从粒径不变的缩芯模型.在H_2气充分过量的情况下关于H_2S为一级反应.回归出的活化能与温度的关系服从阿仓尼乌斯定律.     

逾渗理论在燃料科学中的基本用法（二）

本文介绍逾渗理论在燃烧领域的基本用法，着重论述了该理论对燃烧过程中发生的破碎，燃烧和脱硫等重要过程的应用。     

相渗曲线对凝析气井动态影响研究

采用新疆吉拉克气田真实油气流体、生产井段岩芯,测试了高温高压平衡油气相渗曲线、常规相渗曲线以及改进的考虑束缚气影响常规相渗曲线;建立了单井模型,分析了不同相渗曲线对凝析气井生产动态的影响.研究表明:采用不同油气相渗曲线(平衡相渗、改进相渗、未考虑束缚气影响的常规相渗)对单井动态进行预测,所得结果表明三种相渗预测的气采收率相近,油采收率依次下降,近井地带凝析油饱和度依次上升;对正确选择相渗曲线认识气田开发,指导气田的后期开发方案部署具有重要意义.     

低温稀土碳氮共渗过程中的“双峰效应”

用滴注式气渗法对工业纯铁施行低温碳氮和稀土碳氮共渗对比实验,发现在６００℃,４ｈ条件下,稀土碳氮共渗试样由表及里出现硬度和碳浓度的“双峰效应”据此,提出共渗稀土优先沿晶界扩散的通道模型并对“双峰效应”进行了半定量计算,得出：在实验条件下强制固溶于铁的稀土的固溶量     

砂岩储层的毛管压力曲线反演模型

储层孔喉分布是储层评价的重要研究内容。储层孔隙度和渗秀是储层微观孔隙结构特征的宏观综合表现。通过对来自吐哈、辽河、胜利和四川德阳等地区油气田393个砂岩样品汞测试资料及物性数据的多元统计分析研究,成功地发现了对于砂岩储层,孔隙度和渗透率（特别是渗透率）与岩样不同孔喉大小的体积分布有密切的相关性,建立了毛管压力曲线反演模型,即储层孔喉体积分布预测模型,解决了在一个地区部分层段、部分井因缺乏压汞测试样品或岩芯资料给储层孔隙结构研究带来的困难,有利于正确评价工区储层孔隙结构的非均质性。     

吐哈胜北地区储层孔喉体积分布预测模型的建立

储层孔喉分布是储层评价的重要研究内容。通过对吐哈油田胜北地区砂岩石毛管压力研究,提出了建立储层孔喉体积颁预测模型的新途径,该模型解决了在一个地区部分层段、部分井因缺乏压汞测试样品或岩芯资料给研究储层孔隙结构带来的困难,并有利于正确评价工区储层孔隙结构的非均质性。     

孔喉体积定量预测新方法

压汞数据估算的孔喉大小能评价圈闭的封闭能力和解释地层烃类聚集的有利部位，是储层研究中的一个重要参数。但是，压汞测试昂贵，因而一个地区这种资料少，而常规岩心分析资料如孔隙度和渗透率数据往往比压汞测试资料丰富很多，是否可以根据岩样的孔隙度和渗透率的大小反演岩样的孔喉体积分布，或反演毛管压力曲线？利用分形几何学的原理和方法，实现了利用常规岩心分析资料如孔隙度和渗透率等反演毛管压力曲线，建立孔喉体积分布预测模型，为非取心井段的孔隙结构研究开避了新途径。通过实际资料验证，该方法预测结果精度较高。     

Research on Percolation Network and Physical Properties of Graphite/Antimony Composites

The microstructure, friction and wear behaviour of graphite preform and graphite/antimony composites are analysed based on the percolation theory of hydrodynamics to investigate the relationship between the percolation network and physical properties of graphite/antimony composites. The result shows that there are two important factors to enhance friction and wear behaviour of graphite/antimony composites at high temperature： 1） the formation of the pore network in the preform, which is called the first percolation and 2） the optimization of infiltration method in the process of infiltrating antimony, which is called the second percolation. By adding some pyrolysate and controlling the roasting process, perfect net pores and sub-micron percolation microstructure may be formed in the graphite preform. By con- trolling the infiltration process, the saturation of molten antimony infiltrating into perfect pores can be optimized.     

Solubilization of small molecules from coal and the resulting effects on the pore structure distribution

The solubilization of small molecules from coal by solvent extraction and the resulting effects on the pore distribution of a low rank coal were studied. Samples were extracted, in succession, with petroleum ether and with CS2. Extract and residue frac-tions collected during the solubilization process were analyzed by FTIR and by surface area and porosimetry. The results show that an obvious inflection point exists that allows separating the dissolution sequence into stages. Small molecules are first extracted from the free state, then molecules trapped in micropores are extracted and, finally, molecules trapped in the coal-matrix network are extracted. This is indicated from the extraction yield curves. Chain-like carbonyl compounds, -OH (or-NH) containing com-pounds that are hydrogen bonded and phenolics dominate the petroleum ether extracts. Chain-like carbonyl components and ether compounds (aliphatic ethers and aromatic ethers) dominate the CS2 extracts. A solvent dissolution mechanism and the effect of small molecule extraction on the pore structure are put forward. Diffusion, dissolution, pore opening, pore shrinking or even col-lapsing caused by swelling, creating of new micropores, pore opening and, finally, colloidallization of some micropores occurs. In the later stages of the extraction the internal structure of the coal is colloidallized due to swelling and the pore number or volume is greatly reduced.     

钙基吸收剂煅烧产物孔结构特性非线性描述模型的对比研究

指数型模型和对数型模型是针对钙基吸收剂煅烧产物微观结构模拟过程中被普遍接受的两种模型,对其各自优势及适用范围的探索可为以后的应用提供依据。以实验为基础,针对孔容积分布和累计比孔容积对两种模型的模拟结果与实验结果在多工况下进行了对比研究。结果表明:对于孔容积分布的模拟,在孔径较小时,指数型模型模拟结果更接近于实验结果,孔径较大时,对数型模型更为准确,此变化的临界孔径大致为两种模型模拟曲线相交时的孔径,与总比孔容积和总比表面积有关。对于累计比孔容积的模拟,对数型模型更加准确,尤其在孔径较小阶段优势明显,同时从当量孔径角度考虑,对数型模型更适合描述钙基吸收剂煅烧产物的平均孔径水平。     

酸性环境下砂岩腐蚀的渗流特性

为拓展酸性介质与砂岩之间的细观特性研究,基于数字岩心模型和格子Boltzmann方程,开展砂岩受酸腐蚀过程的加速模拟试验,分析不同酸性环境下受酸腐蚀砂岩的渗流特性。通过CT扫描设备探究受酸腐蚀砂岩内部矿物组成的结构变化;利用Image J和Avizo可视化图像处理软件建立了受酸腐蚀砂岩的数字岩心,结合格子Boltzmann方程构建出砂岩受酸腐蚀过程中的渗流模型,分析砂岩受酸腐蚀过程中内部孔隙结构和渗流特性的变化规律。研究结果表明：CT扫描试验可展示砂岩内部的矿物组成及孔隙分布,反映酸性溶液对砂岩的腐蚀程度;渗透深度随孔隙率的增大而增大,变化速率先快后慢,最后趋于稳定,说明基于Boltzmann方程构建的渗流模型对模拟砂岩受酸腐蚀过程具有较好的适用性。     

低水工况氧化铁脱硫动力学的研究

采用收缩核模型，用热重法研究了无氧低水条件下常温氧化铁的脱硫动力学。研究结果表明，脱硫初末期控制转移，初期为表面反应控制，随着产物层不断加厚扩散阻力的增大，末期为扩散控制，并计算出初末期活化能。     

单颗粒结焦催化剂再生过程粒内温度

考察了球形单颗粒结焦催化剂内温度随再生时间的变化，并提出了颗粒直径上各点在再生过程中的温升均在最大值，且离球心越近，最大温升越大，以及最大温升出现的时间越晚，其再生过程呈现未反应蕊缩模型的特征。     

基于规则Sierpinski地毯结构模型的CaO孔道流动特性模拟

基于规则分形结构—Sierpinski地毯结构建立二维分形孔道模型,采用SIM-PLEC算法和k-ε模型,应用Fluent 6.3模拟孔道内流体流动规律,包括流场内速度、压力、气含率和流量,为研究真实CaO孔道内流体流动提供数据。模拟结果表明,气体在Sierpinski地毯结构中流动具有分形特性、对称性和随机性;进口气速与总压降成线性关系;进口气速不影响流场内压力、速率分布;在障碍物后方形成了空气的漩涡,气速越大,漩涡范围越小,且形状趋于规则圆形;不同级数的地毯模型压力、速率分布一致,且2级模型是3级模型的一部分。