堇青石基透波材料的抗热震性能分析

随着微波技术的发展,透波材料成为材料制备领域的研究热点。堇青石具有热膨胀系数低、热导率小、介电常数低、抗热震性能好及化学稳定性好等优点,将其作为微波冶金的承载体材料,满足了微波冶金过程的使用要求和适用条件。采用MgO、Al_2O_3、SiO_2三种原料,同时添加部分纳米SiO_2粉体代替工业SiO_2,在不同的原料配比下微波烧结合成Mg-Al-Si-O系堇青石基透波材料,并测定分析所得样品在未热震前、热震4次及热震8次的测试下,样品的弯曲强度及抗热震性能的变化。     

太阳能热发电用堇青石-莫来石储热陶瓷的研制

以煅烧铝矾土、滑石和石英为原料,设计太阳能热发电储热用原位合成堇青石-莫来石复相陶瓷组成并制备样品,采用XRD、SEM等现代测试技术对样品的性能及微结构进行研究。探讨样品相组成及微观结构对储热陶瓷样品抗热震和储热性能的影响。结果表明,原位合成四方柱状莫来石结合原位合成条柱状堇青石可显著提高样品的抗热震性能和储热性能;经1450℃烧成的堇青石-莫来石复相储热陶瓷样品热膨胀系数为3.64×10~(-6)K~(-1)(室温~850℃);储热密度为1416 kJ/kg(0~800℃);热震30次(室温~800℃,气冷)不开裂,且热震后抗折强度增长了28.11%。满足太阳能热发电显热储热材料的要求。     

玻璃窑炉TiO2-CeO2/堇青石脱硝催化剂的水洗再生

采用SCR脱硝技术,在某玻璃集团建立旁路脱硝实验装置,对新型TiO₂-CeO₂/堇青石脱硝催化剂进行了实际工况条件下的耐受实验,分析催化剂中毒原因,并采用了水洗再生方法对中毒催化剂进行了再生处理。结果表明：烟气中含有大量的SO₂、碱金属、碱土金属等有害物质,运行2 400 h后,催化剂表面粘结大量碱金属、碱土金属和硫铵盐,脱硝活性由90%下降至45%。在线水洗再生方法可以有效清除粘结在催化剂表面的碱金属、碱土金属和硫铵盐,催化剂的脱硝活性恢复至85%。     

堇青石骨料砖砌筑电热隧道窑烧成带的设计

<正> 前言堇青石骨料轻质保温砖用于电热隧道窑炉烧成带,代替粘土耐火砖砌筑,具有窑体轻、保温性能好等优点。由于堇青石砖在高温下荷重软化点高,耐急冷急热,优于其它轻质耐火材料和保温材料,在1300℃以下的窑炉中使用,有着极其光明的前景。     

催化剂表面酸性的改性对甲烷二氧化碳干重整反应的影响

文章以堇青石为载体,采取等体积浸渍法负载Ni,Co和Zr等活性金属组分对催化剂表面酸性进行改性,并研究了改性催化剂在CH_4-CO_2干重整反应中的催化反应性能。研究结果表明:在反应温度为750℃,压力为1.01×10~5Pa,以Ni-Co-Zr/C为催化剂的条件下,CH_4-CO_2干重整反应中的CH_4转化率为76.2%,CO_2转化率为83.9%,产物中H_2/CO的比值为0.88;催化剂表面酸性的改变有利于提升催化剂的活化性能和抗积碳性能。     

Compatibility between cordierite-mullite ceramics and PCMs

以煅烧铝矾土、滑石及石英为原料,采用挤出成型,制备堇青石-莫来石复相蜂窝陶瓷,用这种显热储热陶瓷（简称基体）封装PCM制备潜热/显热复合储热材料。设计F系列封装剂配方组成,选择PCM为AlSi₂₀、Na₂SO₄,制得PCM/蜂窝陶瓷复合储热材料,热震循环（200～900 ℃）30次,每次循环在900 ℃保温12 h。利用XRD、SEM、TG-DSC等分析相组成、微观结构、封装剂与基体结合性、基体与PCM相容性、复合储热材料的相变温度及相变焓。结果表明,经1440 ℃烧成的蜂窝陶瓷,Wa、Pa、D及a轴抗压强度分别为2.38%、6.32%、2.65 g/cm3,25.77 MPa;XRD显示相组成为堇青石、莫来石及少量镁铝尖晶石;30次热震后,Wa、Pa略有升高,D及σa略有降低。封装剂剪切强度测定结果表明,封装剂F2与基体结合强度最大,达2.53 MPa,SEM显示F2与基体结合良好。热震30次后,基体断面SEM图表明,PCM无渗漏。TG-DSC结果表明,经30次热循环后,AlSi20/蜂窝陶瓷复合储热材料的相变范围为571.7～583.5 ℃,峰值为578.3 ℃,峰值温度偏移不超过0.7%。复合储热材料具有优良的储热性能。     

CuAgLa多组分钛硅分子筛／堇青石整体式催化剂降低稀燃发动机NOx排放的试验研究

采用原位合成技术制作了多组分CuAgLa-TS-1/堇青石整体式催化剂,通过选择还原法降低稀燃汽油机NOx的排放.试验结果表明,不需额外添加还原物质,而采用稀燃发动机自己排放的HC和CO等作为还原物质可以对NOx排放进行选择还原.在排气温度为450 ℃左右、空速为28 500 h-1时,多组分分子筛催化剂的最大NOx转化效率为33.3%,较Cu-TS-1分子筛催化剂有所降低,但其维持较高的NOx转化率排温窗口较为宽广,区间可达80 ℃.经H2预还原后,多组分CuAgLa-TS-1稀燃催化剂对NOx的转化效率较未还原的催化剂的活性稍有提高,但耐久性变差.     

气相沉积制备V2O5-WO3/TiO2催化剂及其脱硝性能的研究

以堇青石蜂窝陶瓷为基体,应用化学气相沉积技术(CVD)负载TiO2载体,浸渍V、WW化合物溶液,制备出V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线荧光光谱仪(XRF)等表征催化剂微观结构和成分,并利用自行研制的活性评价装置分析了催化剂的脱硝效率.结果表明:制备的催化剂比表面积为78.8m2/g,平均孔径为6.8 nm;锐钛型TiO2载体在堇青石基体上沉积均匀、排列紧密,V2O5在TiO2载体上无定形态单层分散,微量V2O5在微区长大成针状,宽度均小于100 nm;在350℃、空速为1 000 h-1、nNH3/nNO摩尔比=1时,催化剂NO的脱除效率ηNO可达到98.3%.     

回转窑焚烧炉用刚玉基浇注料的性能比较

危险废物焚烧回转窑用耐火砖在使用中易出现局部损毁,耐火砖采购周期长,不能满足回转窑快速检修需求,利用浇注料代替耐火砖是必然趋势。以刚玉基浇注料为研究对象,分别制备刚玉莫来石质、铬刚玉质、锆刚玉质和刚玉尖晶石浇注料,研究其物理性能和抗侵蚀性能。结果表明：刚玉莫来石和含锆英石的刚玉浇注料抗渣侵蚀性能差,但含锆英石刚玉浇注料的热震稳定性好;刚玉尖晶石浇注料和铬刚玉浇注料具有较强的抗渣侵蚀性能,Cr₂O₃含量越高其抗侵蚀性能越好。     

整体式焦油裂解催化剂的制备及性能研究

以堇青石为载体,采用真空浸渍法制备整体式镍基催化剂,研究了不同干燥方法对整体式催化剂内表面活性组分轴向分布的影响及不同工艺条件下的催化性能。结果表明:微波干燥法所得催化剂内表面活性组分轴向分布最均匀;重时空速对焦油裂解率的影响较大,当重时空速为177kg/(h.m3)时,焦油裂解率高达92.62%,H2的体积分数为46.53%;在较低温度条件(700~800℃)下,催化温度对焦油裂解的影响较小,当催化温度上升到900℃时,焦油裂解率大幅上升,单位质量生物质气体产率高达1.22Nm3/kg。     

制硫燃烧炉浇注衬里结构的应用

四川石化硫磺回收装置在运行初期,制硫炉衬里锥体段最外层为100mm轻质浇注料,中间层为150mm轻质耐火浇注料,工作层为150mm刚玉莫来石大砖。2014年2月其中一套制硫炉炉头锥体部位防雨罩下出现红热现象,经确认紧急停车,发现锥体段内部耐火砖及浇注料均失效。经分析,该衬里结构虽然具有较强的抗侵蚀能力,但炉径过大时(准3400mm),其抗热震能力减弱,尤其是异型部位更易脱落。而且该结构施工复杂、工期较长,不利于紧急情况下的抢修作业。于是将制硫炉衬里改造为耐火可塑料复合结构,200mm氧化铝空心球浇注料+200mm刚玉质耐火可塑料,改造后经烘炉对比,达到设计要求。炉壁温度监测结果表明,炉内前部运行温度在1200~1400℃时,炉壁温度为150~200℃。耐火可塑料复合结构适用于大炉径炉体,且施工方便、工期较短,便于短时间抢修作业。     

不同方法制备的TBC涂层特性的研究

众所周知,热障涂层（TBC）主要包括粘接层和面层两部分。该文采用空气助燃超音速火焰喷涂（HVAF）和氧气助燃超音速火焰喷涂（HVOF）两种方法制备粘接层,大气等离子喷涂（APS）方法制备面层,来研究不同制备方法对TBC涂层微观结构和性能的影响。试验结果表明,HVAF和APS制备的TBC涂层,粘接层中氧化现象较少,热生长氧化物（TGO）生长相对致密均匀,以α-Al2O3为主,其它复合氧化物（NiO、CrNi、CoNi等）较少,表现出较好的高温性能。YSZ陶瓷面层隔热效果良好,是一种成本低廉的新型制备TBC涂层技术。     

添加硼化钙对镁钙碳耐火材料抗氧化性能的影响

以CaB6作为抗氧化添加剂,采用TGA、XRD、显气孔率测定等方法,研究了CaB6对MgO-CaO-C耐火材料抗氧化性能和其他性能的影响规律,研究结果表明:添加CaB 6能显著提高MgO-CaO-C耐火材料的抗氧化性能和结构致密性;CaB6与O2开始反应温度约为700℃;并确定CaB6的合理添加量为4%左右;1 500...     

烧嘴参数对耐火砖热变形的影响分析

热变形是引起耐火砖脱落的重要因素之一,烧嘴参数对热变形的影响很大。针对烧结套筒式双旋流烧嘴的结构特点,采用热流固耦合方法建立了烧嘴的有限元模型,首先利用FLUENT分析了温度场和流场,结合测量数据验证了模型的正确性;然后对耐火砖通道进行热结构分析,获得了通道的热变形分布;最后采用响应面方法设计了81组试验进行模拟计算,获得了烧嘴结构参数和操作参数对耐火砖通道表面温度和热应变的影响规律。结果表明:燃烧器负荷增加、外侧空气预热温度增加会显著地增加耐火砖的热变形,比如燃烧器负荷增加1%,耐火砖应变增加0.75%;增加外侧空气流速、增加内侧空气预热温度有助于缓解耐火砖的热变形,比如外侧空气流速增加1.0%,耐火砖应变减少0.30%;增加外侧空气旋流片角度既有助于强化混合燃烧,又能降低耐火砖的热变形量。     

火灾场景下碳纤维复合高压储氢装置热损伤特征研究

通过火烧试验、水压爆破试验和热分析等手段,研究典型火烧工况下储氢装置的热响应行为、损伤形态及碳纤维复合材料微细观损伤特征。结果表明,在规定火烧条件下储氢装置平均失效压力为41.5 MPa,比常温环境下（35 MPa-166 L水爆压力125.5 MPa）降低约67%;环氧树脂热分解发生在100~600 ℃,并表现出4个明显的阶段性反应特征;碳纤维热分解主要发生在600~950 ℃,在849 ℃时失重速率最快为0.87%/℃;火灾场景下高压储氢装置可能出现火烧损伤、爆炸损伤和热辐射损伤3种典型热损伤模式,其中爆炸场景下碳纤维残余物丝体呈多处层状脆性破碎,具有明显的力学损伤特征。     

粘土多孔砖瞬态传热数值分析

利用自然对流和热传导的物理耦合模型,控制方程采用有限容积法,求解算法使用SIMPLE算法,研究了粘土多孔砖在周期性条件下的瞬态传热规律.通过计算得到粘土多孔砖壁温特性,同时也研究了通过粘土多孔砖的热流变化规律,并与相同尺寸实心砖的传热过程比较.发现实心砖和粘土多孔砖的内壁面温度的延迟相差不大.而粘土多孔砖与实心砖平均热流相差很大.实心砖的平均热流约比粘土多孔砖平均热流大64%,说明粘土多孔砖节能效果显著.     

生物质结渣固体碱催化剂制备生物柴油

采用经气化炉烧结的生物质结渣为固体碱催化剂,催化油脂转化合成生物柴油.对固体碱催化剂进行表征,并考察物质的量之比、反应温度、反应时间和催化剂用量对反应的影响.结果表明:生物质结渣固体碱催化剂主要成分(按质量分数计)为SiO2(40％～60％)、CaO(10％～20％)、K2O(10％～15％)、MgO(≤10％)、Al...     

基才BP神经网络的燃油工业锅炉热效率软测量

燃油工业锅炉的应用日益增多,环保和节能问题日趋严重,故节能减排工作也日益突出。锅炉热效率是表征锅炉经济运行的重要指标,如能现场快速获取锅炉热效率,对节能工作将具有重大意义。论文采用BP神经网络对燃油锅炉热效率进行建模,并对该仿真模型进行误差分析,表明该模型具有较高的精度。利用此热效率仿真模型,可现场快速调节各参数,使热效率保持在最佳值附近。     

粘土材料单轴压缩及强度特性试验研究

为探讨压实粘土材料在单轴加载条件下的强度及变形特性,考虑含水率、干密度、各向异性、碎石掺量等因素,对立方体压实粘土材料进行了单轴压缩试验,并分析了弹性模量、抗压强度的参数相关性。试验结果表明,随着含水率的减小或干密度的增加,压缩粘土材料弹性模量、抗压强度逐渐增加,其中,含水率是控制压实粘土材料脆韧性破坏特征的主要因素;当单轴加载方向与击实方向平行时,其抗压强度、弹性模量分别为加载方向与击实方向垂直时的1.7、1.1倍,说明压实粘土存在一定的各向异性;掺入碎石后使得压实粘土材料内部存在大量的软弱界面,随着碎石增多,其抗压强度逐渐减小;掺碎石前、后的粘土试样的弹性模量和抗压强度呈现一定的正相关性,可采用幂函数、线性函数进行拟合,但碎石的掺入降低了其相关性系数。     

多喷嘴对置式水煤浆气化炉运行总结

多喷嘴对置式水煤浆气化炉是由兖矿集团和华东理工大学共同开发的具有自主知识产权水煤浆气化技术。该技术在消化、吸收德士古水煤浆气化技术的基础上应用了撞击流原理。兖矿国泰化工有限公司日处理1000t煤的多喷嘴对置式气化炉装置于2005年已成功进行了工业化示范运行,截至目前已经运行了近8年。对装置初期运行出现的拱顶超温故障进行了分析。造成拱顶砖超过正常烧蚀速率的主要原因是:气化炉的长径比选择偏小,上升气流因速度过快撞击到顶部耐火砖,造成冲刷;烧嘴速度偏高,撞击流上升流股火焰未能完全结束,对拱顶砖造成烧损。采取了严格控制喷嘴出口速度、改变了拱顶耐火砖/预制块的设计和调整工艺烧嘴结构等措施进行优化后,拱顶耐火砖的使用寿命大大提高,平均使用寿命已超过10000h,平均烧嘴使用寿命超过100d,满足了长周期运转的要求。