与钢筋脱钝化临界孔溶液pH值相关联的混凝土碳化理论模型

通过分析混凝土可碳化物质来源,认为抗碳化能力的关键是在孔溶液中电离形成的OH-总量.讨论了混凝土碳化过程孔溶液碱度变化与孔溶液氢氧根离子形成过程的关系.在Papadakis碳化模型的基础上提出了与钢筋脱钝化临界孔溶液pH值相关联的可用于大掺量工业废渣混凝土及含氯盐混凝土改进的碳化理论模型.应用模型对3个水胶比(以质量计,下同)的普通混凝土和掺25%矿渣和25%粉煤灰混凝土的碳化值进行了理论计算,计算结果与加速碳化试验的结果比较分析表明:改进的碳化理论模型对于大掺量工业废渣混凝土具有相对好的准确性,同时分析表明该模型对于含氯盐混凝土也具有良好的适应性,从而为大气环境下掺工业废渣混凝土和含氯盐混凝土的耐久性设计和使用寿命预测提供了新的方法和途径.     

碳酸锂碳化反应动力学研究

研究了碳酸锂碳化反应动力学,利用气-液-固三相机械搅拌反应器,通过监测反应过程中CO2气体的压力变化与消耗情况,计算出反应速率,简化了分析步骤.实验发现,在实验范围内,得到的碳化反应速率随时间的变化曲线均经历一个非单调的从大变小,再增大,后又减小直至为0或趋于稳定的变化过程.通过反应机理分析,借助气-液传质的双膜理论模型,导出了碳酸锂碳化反应动力学方程,并根据动力学方程解释了实验现象.     

碳化环境混凝土结构的耐久性定量分析模型

为了准确分析混凝土的碳化深度,研究建立了碳化环境下混凝土结构的耐久性定量分析模型.首先根据水泥水化和混凝土碳化的物理化学反应过程,结合混凝土中二氧化碳、氢氧化钙和水化硅酸钙的物质的量守恒定律,研究建立了混凝土碳化多场耦合数值分析模型的控制方程及其初始条件和边界条件;然后基于混凝土的碳化机理,结合混凝土碳化反应与水泥水化反应的化学物质平衡关系,确定了混凝土中氢氧化钙和水化硅酸钙的初始浓度、氢氧化钙和水化硅酸钙的碳化反应速率系数、二氧化碳扩散系数等模型参数;最后结合64组标准碳化环境下的混凝土碳化试验数据,定量分析了时间步长、空间步长、矿物掺合料二次水化反应程度系数的取值对碳化分析模型的计算精度和计算效率的影响规律.     

考虑冻融和应力影响的混凝土构件碳化试验研究

为分析冻融循环和应力水平对混凝土结构碳化深度的影响,设计并实施了不同应力钢筋混凝土试件纯碳化试验和冻融-碳化交替试验.以Papadakis的经典碳化理论模型为基础,结合冻融和应力对混凝土CO2扩散性能的影响,以混凝土中可碳化物质在碳化过程中各物质质量平衡为条件建立微分方程,使用COMSOL Multiphysics建立考虑冻融和弯压应力的钢筋混凝土试件碳化深度模型,比较数值模拟结果与试验结果.结果 表明,压应力和冻融分别会提高和降低混凝土的抗碳化能力;当混凝土受力状态由受压变为受拉时,应力-冻融耦合对混凝土的碳化由抑制转换为促进作用,确定不同冻融条件及混凝土类型下的冻融临界应力,有助于对冻融环境下混凝土碳化进行有效防护;基于COMSOL Multiphysics的有限元分析结果和实测结果吻合较好,可为冻融和应力下混凝土构件碳化深度预测分析提供依据.     

氨盐水碳酸化反应的机理与反应器模型Ⅰ碳酸化反应的动力学模型

对碳化过程的机理进行了深入的分析，将其考虑为一连串、可逆放热反应，其中ＣＯ２ 与ＮＨ３ 的反应为快速反应，发生在液膜之内，而ＮＨ２ＣＯＯ－ 的水解与ＮａＨＣＯ３ 的结晶则属慢反应，发生在液相本体。对膜与本体分别建立了数学模型。通过模型计算分析了碳化过程的动力学特征，指出在低碳化度和高碳化度时，气膜传质、液膜反应、本体水解和结晶将分别成为过程的速率控制步骤。     

电石渣制备轻质碳酸钙的研究

研究了以电石渣为原料,经浸取、碳化、过滤、洗涤、干燥制备轻质碳酸钙的工艺。用TEM、粒径分布测试对所合成的样品进行表征。重点考查了碳化反应温度、二氧化碳体积浓度、气体流速、搅拌速率等因素对反应速率及产品粒径的影响,确定了最佳的工艺条件。     

氢氧化钙喷雾碳化生产超细碳酸钙

根据碳化反应机理，对合成氨厂采用喷雾碳化工艺生产超细碳酸钙工艺进行分析研究，并对碳化反应条件进行了较为合理的选取。     

碳化钼催化剂的制备及应用研究进展

碳化钼因其具有类贵金属性质和耐焙烧、耐硫耐氮、高熔点等优点,使其在催化领域中得到了广泛的关注。分析了制备过程中碳源、升温速率、不同碳源浓度、碳化终温和碳化钼制备方法对碳化钼的结构及催化性能的影响,并对其在加氢反应、制氢反应、氧化还原反应中的应用进行了综述。     

氢氧化钙喷雾碳化生产超细碳酸钙

根据碳化反应机理，对合成氨厂采用喷雾碳化工艺生产超细碱钙工艺进行了分析研究，并对碳化反应条件进行了较为合理的选取。     

碳酸锂碳化反应过程分析与机理探讨

用双膜理论揭示了碳酸锂气、液、固三相碳化反应的规律.从化学反应动力学和工程学的角度,分析了碳化反应的过程并对反应的机理进行了探讨,对实验结果进行了理论解释,为优化工艺参数提供了理论依据,对实际生产也具有一定的参考价值.     

Competition of several carbonation reactions in concrete: A parametric study

Carbonation caused by atmospheric carbon dioxide is one of the major physicochemical processes which can compromise the service life of reinforced concrete structures. While the bulk of the carbonation reaction is that of calcium hydroxide, other constituents of the porous matrix can also carbonate and compete with calcium hydroxide for carbon dioxide. Particularly the carbonation of calcium–silicate hydrates and unhydrated constituents are neglected by most authors in carbonation prediction models. In this paper, a mathematical model of carbonation is extended to include additional carbonation and hydration reactions. The competition of the several reactions and their effect on the carbonation depth is investigated by dimensional analysis and numerical simulations. A parameter study emphasises that multiple internal reaction layers appear. Their position and speed essentially depend on the strength of the different reactions. It is also observed that, for a wide range of parameters, the effect of some of the additional reactions on the carbonation depth is small. In particular, a comparison with data from laboratory experiments justifies the neglect of the carbonation of the unhydrated constituents in prediction models.     

钙基吸收剂循环吸收CO2技术的研究进展

阐述了对钙基吸收剂循环吸收CO₂技术的研究现状,包括各个可能因素对CaO碳酸化反应的影响,如吸收剂成分、颗粒特性、反应温度、反应时间、CO₂浓度等,并总结了各种CaO吸收CO₂反应动力学模型。同时对钙基吸收剂循环吸收CO₂技术未来的研究方向作了简述。     

药用针剂小苏打的开发生产

简要介绍了药用针剂小苏打的生产工艺，着重介绍了采用离子膜液体烧碱经碳化反应生产药用针剂小苏打的试验情况，研究了各种因素对碳化反应的影响．确定了反应条件。     

水蒸气对煅烧石灰石碳酸化反应影响的实验与模型分析

利用热重分析仪,对比了不同反应温度、不同水蒸气浓度对煅烧石灰石碳酸化反应的影响。碳酸化反应温度在500℃时,反应初期水蒸气对碳酸化反应的影响并不明显,反应10 min之后,在含有1.5%、10%和20%(体积分数)水蒸气条件下碳酸化转化率比无水蒸气条件下转化率分别提高了19.8%、27.2%和30.5%。水蒸气的存在有助于提高碳酸化反应转化率,但随着水蒸气浓度的增加转化率增加幅度减小。利用随机孔隙模型,对产物层扩散阶段扩散系数及反应活化能进行了计算。高温条件下,气氛中含有1.5%的水蒸气使反应活化能从237.7 kJ·mol^-1降低到179.9 kJ·mol^-1,提高水蒸气浓度到10%和20%后,反应活化能从156.6 kJ·mol^-1降低到148.6 kJ·mol^-1。不同水蒸气浓度条件下,碳酸化反应存在两个明显特征:一是大约在550℃处存在一个明显扩散系数的斜率变化,这一温度与气氛中是否存在水蒸气无关;另一特征是随着反应温度的提高,水蒸气的促进作用减弱。依据实验和模型计算结果,推测了当反应处于产物层扩散阶段时水蒸气对碳酸化反应影响的作用机理。     

高温下改性钙基吸附剂固定床反应器从烟气中捕捉二氧化碳(英文)

Four kinds of Ca-based sorbents were prepared by calcination and hydration reactions using different precursors: calcium hydroxide, calcium carbonate, calcium acetate monohydrate and calcium oxide. The CO2 absorption capacity of those sorbents was investigated in a fixed-bed reactor in the temperature range of 350-650℃. It was found that all of those sorbents showed higher capacity for CO2 absorption when the operating temperature higher than 450℃. The CaAc2-CaO sorbent showed the highest CO2 absorption capacity of 299mg·g-1. The morphology of those sorbents was examined by scanning electron microscope (SEM), and the changes of composition before and after carbonation were also determined by X-ray diffraction (XRD). Results indicated that those sorbents have the similar chemical compositions and crystalline phases before carbonation reaction [mainly Ca(OH)2], and CaCO3 is the main component after carbonation reaction. The SEM morphology shows clearly that the sorbent pores were filled with reaction products after carbonation reaction, and became much denser than before. The N2 adsorption-desorption isotherms indicated that the CaAc2-CaO and CaCO3-CaO sorbents have higher specific surface area, larger pore volume and appropriate pore size distribution than that of CaO-CaO and Ca(OH)2-CaO.     

含铁粉尘碳酸化反应动力学研究

通过热重实验对含铁粉尘碳酸化反应动力学进行了研究,建立了碳酸化反应的未反应收缩核模型,分析了反应温度对反应控制阶段动力学特性参数的影响规律. 结果表明,提高反应温度有利于碳酸化球团的转化;碳酸化反应温度由400℃升高到600℃时,CaO转化率明显增大,800℃达到最大;碳酸化反应的总速率受到内扩散和界面化学反应共同控制,反应前期化学反应为限制环节,反应速率较快,反应后期内扩散为限制环节,反应速率变慢;在200~800℃的反应活化能为11.091 kJ/mol.     

聚酯聚合过程技术进展

综述了聚酯聚合过程中各个阶段及其影响或控制因素、聚酯缩聚反应器、以及聚酯缩聚反应模型等。     

二氧化碳矿化养护混凝土技术及新型材料研究进展

CO₂矿化养护技术利用早期成型后的混凝土材料和CO₂之间的碳酸化反应和产物沉积过程实现产品力学强度等特性的提升,主要关注的是预养护/早期水化成型后的混凝土中胶凝成分和CO₂之间的矿化反应（即加速碳酸化）。此过程中胶凝材料的水化过程不再是强度形成的主要反应,因此为了充分实现矿化成型和CO₂固定,实现环境效益最大化,研究者近几年积极开发具有CO₂矿化潜力的碱金属矿物材料,并探究其反应后对于混凝土微观结构和性能的促进效应。本文综述了CO₂矿化养护技术在新型混凝土材料方面的研究进展,分别对传统混凝土采用的水化活性硅酸钙材料、水化惰性硅酸钙材料、镁基水泥材料以及工业固废材料等进行了具体介绍,比较了在不同材料与CO₂反应特性以及养护后建材制品性能优化方面的最新成果,并对CO₂矿化养护技术的后续发展进行了展望。主要建议：一是着眼于微观反应机制和矿物材料特性,开发有效的矿化反应强化方法;二是开发水化惰性的低钙硅比硅酸钙材料;三是将工业固废资源化与矿化养护技术结合,实现固废和气废利用流程耦合,推进特定工艺开发和装置研发。     

CO2碳酸化石灰岩酸解产物回收乙酸及副产沉淀碳酸钙

乙酸酸解石灰石造腔是一种建造地下储库同时环保地开采石灰岩制备沉淀碳酸钙的新方法。通过耦合乙酸酸解石灰石及酸解产物乙酸钙CO₂碳酸化的工艺过程,研究了乙酸酸解石灰岩的表面反应动力学和乙酸钙CO₂碳酸化的工艺技术条件。采用正交实验分析法,研究了CO₂碳酸化反应中乙酸钙浓度、反应温度、CO₂压力、反应时间对乙酸钙碳酸化反应制沉淀碳酸钙的影响,并通过正交实验确定了最优化操作条件。实验结果表明,乙酸酸解反应速率主要受乙酸浓度控制。CO₂碳酸化反应在当乙酸钙溶液浓度为0.631 mol·L^-1,CO₂压力为5.0 MPa,温度为80℃,反应时间为50 min时CO₂碳酸化效率达到最高（23.13%）,生成的沉淀碳酸钙产品各项指标均符合中国国标优级要求。