燃煤发电二氧化碳捕集技术研究现状分析

燃煤发电排放的CO_2在全国排放总量中占有很高的比例,加剧了温室效应和对生态的影响。鉴于巴黎大会等国际组织的形成的约定,应尽快推动电力行业全面碳减排工作。本文从改性吸附法、化学吸收法和新型复合膜技术三个方面,综述了近几年碳捕集研究领域的研究现状及进展,并分析了各类技术优点和不足。根据研究结果,提出了该领域今后的研究重点,可为碳捕集新技术的研发提供一定参考。     

压力衰竭地层地应力变化及影响因素

压力衰竭地层易发生井漏、井塌等井下复杂，其主要原因是油气压力下降后岩石特性参数以及地应力发生改变。如果沿用压力未衰竭时的安全钻井液密度窗口将会导致钻井液密度选用不合理，增大井下复杂情况的发生几率。为解决上述问题，考虑岩石特性参数变化对地应力的影响，假设地层岩石为横观各向同性弹性材料，建立了新的地应力计算模型，以DF气田的DF111调整井为例，分析地应力影响因素。结果表明:岩石弹性模量增加会导致水平地应力差增大，且其对最小水平主地应力的影响随井深增加而变大；泊松比的变化不会改变水平地应力差；DF111调整井储层压力由1.03 g/cm3衰竭到0.46 g/cm3，最小水平主地应力下降20.5%，最大水平主地应力下降16.1%，地层发生井漏的主要原因是地应力降低导致岩石有效剪应力增大。     

汽油典型烃分子氧化生胶机理的分子模拟

为深入认识汽油在使用过程中氧化生胶的反应机理，选取汽油中相同碳数的典型烃分子作为模型化合物，采用基于密度泛函理论的量子化学从头计算方法，建立了不同结构的汽油分子通过氧化链式自由基反应生成相对分子质量较大、极性较高的沉积物分子的反应网络。通过对比不同反应路径的反应能垒大小，得出容易氧化生胶的汽油烃分子的结构特点以及贡献生成沉积物的关键控速步骤和关键中间体，从而为抑制该氧化生胶过程提出关键措施。结果表明，汽油分子结构中存在双键α位C-H、叔位C-H或苯基α位C-H时，容易引发链式自由基反应，但能否继续向沉积物的反应方向进行取决于相对分子质量增大后的产物中是否仍然存在双键α位C-H、叔位C-H、苯基α位C-H或者C=O这种使得相邻C-H键变弱的吸电子基团。另外，在氧化生胶反应过程中，氢过氧化物（ROOH）和过氧自由基（ROO·）是最关键的2个中间体，抑制氧化生胶反应的关键在于清除它们。     

摩擦改进剂减摩作用的分子模拟研究

采用分子动力学（MD）和基于密度泛函理论（DFT）的量子化学方法，以油酸、油酸酰胺和二十四烷基环己烷为模型化合物，研究了3种分子与Fe〖DK〗(110)表面的物理/化学吸附作用和分子内聚能，分析了温度对吸附膜稳定性的影响。结果表明，油酸和油酸酰胺与Fe〖DK〗(110)表面通过范德华作用发生物理吸附，分子内通过范德华作用、静电作用和氢键作用结合，物理吸附能远大于分子内聚能，使它们能形成稳定的吸附膜。油酸和油酸酰胺的吸附能和内聚能均比环烷烃分子的高，因此在不同温度下能够形成更稳定的吸附膜。同时，酸和酰胺分子中的OC=O通过向Fe〖DK〗(110)表面提供电子发生化学吸附作用，而烃分子不会发生化学吸附，使油酸和油酸酰胺形成的吸附膜更加稳定。温度升高，分子的动能增加，不利于吸附过程的发生，会使吸附膜的稳定性下降，减摩作用减弱；同一温度下，环烷烃的动能比油酸和油酸酰胺的大，这也是油酸和油酸酰胺形成的吸附膜更加稳定的一个原因。     

我国朔州地区煤矸石的矿物学特征及煅烧组分变化研究

目前，煤矸石利用是固废处置与利用的重要内容之一，煤矸石的综合利用与其矿石性质密切相关，但对煤矸石各组分的嵌布关系，元素分布、物相存在形式、微观形貌等相关研究较少。文章针对我国朔州地区煤矸石开展工艺矿物学研究，采用XRD、XRF、EDS、SEM等方法，查明了该煤矸石成分为石英、高岭土、黄铁矿、伊利石、金红石，且多为集合体形式存在，其颗粒微观形貌呈现层状或鳞片状。煤矸石中有用矿物高岭石的含量为56.3%，其次为石英21.1%，伊利石15%。铁杂质主要以黄铁矿存在，其含量为6.5%。煤矸石煅烧试验表明:黄铁矿在850℃左右开始被氧化，生成赤铁矿；在1 000℃煅烧2 h，煤矸石中碳降低到0.1%以下，硫含量也降低到1.74%。在900~1 000℃温度区间内，高岭石转变为无定型的偏高岭土。      

分散剂对润滑油氧化产物聚集影响的分子动力学模拟

采用分子动力学（MD）模拟方法研究了润滑油氧化产生的极性小分子的聚集行为以及分散剂聚异丁烯琥珀酰亚胺对其聚集的影响。研究发现：随着模拟时间的增长，润滑油氧化产物分子通过氢键形成了分子聚集体；在不含分散剂的润滑油中，形成聚集体的分子个数不断增加，润滑油氧化产物分子在晶胞中的分布不断集中；在含有分散剂的润滑油中，润滑油氧化产物分子之间仍可以形成2~3个分子组成的小聚集体，但是没有出现由多个分子形成的大聚集体，润滑油氧化产物分子仍然相对均匀地分散在晶胞中；分散剂通过对润滑油氧化产物分子形成空间阻隔以及与润滑油氧化产物分子之间形成更加稳定的氢键两方面的作用，阻碍其形成大聚集体。     

基于支持向量机的配电设备温度监测数据预测

环网柜是环网供电的关键设备，但在长期运行过程中，其温度会因多种因素的影响而升高，从而降低设备的供电安全及可靠性。提出了一种环网柜电气接头温度值的预测方法，分析环网柜电气接头的实测温度值，并使用小波去噪去除所测温度数据中的系统噪声；利用最小二乘支持向量机，预测数据的变化趋势。将该模型应用于环网柜的温度预测中，实验结果验证了该模型的有效性。     

硫代硫酸钠分子结构研究

采用一维中红外(MIR)光谱技术开展了硫代硫酸钠分子的结构研究.实验发现,在293 K的温度条件下,硫代硫酸钠分子的红外吸收模式主要包括:νHOH-硫代硫酸钠、δHOH-硫代硫酸钠、νasSO4-硫代硫酸钠、νsSO4-硫代硫酸钠和δasSO4-硫代硫酸钠.采用一维变温中红外(TD-MIR)光谱技术,进一步研究了温度变化对硫代硫酸钠分子结构的影响.研究发现,在293～523 K的温度范围内,随着测定温度的升高,硫代硫酸钠分子主要官能团对应的红外吸收频率和强度都有明显的改变,并进一步对其热变性机理进行了研究.该项研究拓展了一维MIR光谱及一维TD-MIR光谱在重要的硫酸工业下游产品(硫代硫酸钠)结构及热变性方面的研究范围.