淮南煤焦颗粒内部孔隙结构在燃烧过程中的变化

用氮气等温吸附/脱附（77 K）方法测量了淮南低变质煤及其在850℃条件下燃烧得到半焦的内部孔隙结构.通过分析得到有关煤焦颗粒内部孔隙结构的参数及其与燃尽率之间的关系.由吸附/脱附曲线判断煤焦孔洞的形状呈多样性.结合吸附理论,认为分形BET和分形Freundlich方程回归得到的分形维数分别表征颗粒内部大中孔表面分形维数和微孔体积分形维数.发现在燃烧过程中煤焦的表面分形维数及体积分形维数具有不同的变化趋势.     

用氮气吸附法研究二甲醚催化剂表面分形维数

在77K下对四种二甲醚催化剂进行N2吸附—脱附等温线测定,得到了催化剂的孔结构参数,研究了其孔径分布、比表面积、等温线形态变化,并利用等温吸附数据计算其分形维数。结果表明,四种催化剂分形维数在2～3之间,将催化剂颗粒机械成型得到的片剂都具有分形特性,但其分形维数与比表面积和孔容积没有直接联系。     

多孔介质内孔表面的分形表征

通过对多孔介质全吸附过程的分析.在脱附过程自由能平衡的基础上.结合分形几何理论,推导了利用脱附数据计算多孔介质内孔表面分形维数的脱附分维标度关系式.实验及计算结果表明该标度关系式可靠.数据处理也比较简便.     

气体吸附法研究活性炭表面分形维数

在77K下对几种活性炭进行氮气吸附，得到了孔结构参数，并利用等温吸附数据分析了活性炭的分维。结果表明：在多层吸附早期阶段和高度覆盖期所得的分形维数，变化趋势基本一致；分形维数与活性炭的BET比表面积和总孔容都没有直接的关系，而与特征吸附能和极微孔相对含量较为一致。     

分形理论在润滑油添加剂合成研究中的应用

本文基于分形理论,利用图形处理软件对釜式法和超重力法合成的环烷酸钙的TEM照片进行处理,使用网格法对其分形维数进行了计算,并根据计算结果对不同合成条件下生成的环烷酸钙颗粒的形貌特征以及合成工艺进行了分析对比。结果表明:将分形理论应用于添加剂的产品的形态分析及合成工艺中,分形维数不仅被证明可以作为表征颗粒形貌特征及评价添加剂清净性能的重要参数,同时也与添加剂产品的合成工艺密切相关,可以间接作为评价添加剂合成工艺优劣的重要指标,同时从反应动力学和反应器结构两方面出发分析了添加剂颗粒成核的分形特征以及运动变化规律,说明添加剂合成过程不仅与物料的微观混合情况有关,同时也与反应器的组成结构关系密切。     

反应结构敏感性的分形分析

本文将分形理论引入气固相催化反应系统 ,利用反应维数DR 来表征反应结构敏感性的程度 ,同时测定Ni γ -Al2 O3催化剂对氢气的化学吸附维数和在此催化剂上发生的乙烯加氢反应的反应维数。试验结果表明 ,随着Ni晶粒尺寸的增大 ,其对氢的化学吸附维数由大于 2 0 0逐渐向 2 0 0靠近 ,乙烯加氢反应的反应维数为 2 0 0±0 0 5。说明了此反应的结构非敏感性 ,同时也就说明了用反应维数作为反应结构敏感性的量度的可行性     

大孔树脂对阿维菌素吸附性能的分形研究

介孔材料由于其特殊的结构而具有很高的活性和极大的吸附容量,一般的表征方法不能反映其中孔的真实情况。采用FHH法和NK法计算了大孔苯乙烯树脂的分维,分析了大孔树脂吸附阿维菌素的分形模型;探讨了分形维数对树脂吸附性能的影响规律。结果表明,NK法更能适用于对苯乙烯树脂孔道结构的表征,树脂对阿维菌素的吸附能力也随着NK分维的增大而增大。因而,用分形理论研究大孔树脂结构与性能的关系是可行的。     

Ru/Al2O3催化剂表面分形分析

利用静态氮吸附仪在-196.15 ℃液氮气氛中,测定Ru/Al2O3催化剂的比表面积以及孔结构参数,研究了催化剂的孔容-孔径分布和吸附-脱附等温线。基于FHH多层吸附模型,利用全吸附数据计算出Ru/Al2O3催化剂的表面分形维数。结果表明,3种Ru/Al2O3催化剂的表面分形维数均约2.4,分形维数与比表面积和总孔体积无直接关联。     

生物质颗粒孔隙结构在热解过程中的变化

利用氮气等温吸附/脱附法（-196℃）和扫描电镜（SEM）等研究了热解过程中生物质颗粒孔隙结构的演化规律,并用分形维数来描述焦颗粒内部孔隙表面形态的复杂程度。结果表明,热解温度对生物质焦的孔结构和表面形态有显著影响。热解过程中孔网络结构在发生演变,孔的形状发生了一定变化,且孔径有先变小后变大的趋势。高温导致焦颗粒发生塑性变形,使得孔隙扩大和孔表面更加光滑。随着温度的升高,生物质焦的BET比表面积先增大后减小,500℃以前,孔容积的变化规律与比表面积相近。通过分形FHH方程回归得到的分形维数能较好地表征颗粒内部孔隙表面的分形特征。其分形特征与热解温度密切相关,分形维数的变化与BET比表面积有一定关联。     

由吸附等温线分析膨润土的分形孔隙

膨润土是一种多孔的粘土材料，对气相和液相中的污染物均有很好的净化效果。为了了解其对气体的吸附性能，用氮气吸附等温线分析了2种膨润土和1种活性白土的BET比表面积和孔隙分布，并应用基于FHH模型的方法计算了它们的分形维数。结果表明，普通膨润土的分形维数接近2，而活性白土的达到了2．59。讨论了孔隙度、比表面积以及分形维数等参数与吸附量的关系，表明分形维数更能反映膨润土对气体的吸附性能。     

Fractal characteristic of three Chinese coals

Experimental and theoretical investigation about coal/char structure is presented. Surface structures of parent coal and char with different burn-off ratios were analyzed. We introduced the fractal theory into Scanning Electron Microscopy image analysis and utilize the particle surface fractal dimension (D_ps) to quantitatively describe the surface character of coal/char particles. D_ps of three Chinese coals reach their maximum in the 35-45 wt% char burn-off interval and then decrease with increasing carbon burn-off ratio. The inner-pore information of coal/char particles was determined by N₂ isotherm adsorption/desorption. Using fractal BET model, internal surface fractal dimension (D_s) of coal/char particles was calculated. The D_s change trend of three Chinese coals is similar to their S_BET development. It means the D_s can quantitatively describe the inner pore structure character of coal/char particles.     

煤焦气化过程中的分形特征

将分形理论的概念应用到煤焦气化研究中 .煤焦气化过程孔结构参数间的变化规律符合一定的分形关系 ,气化速率越大 ,分形维数也越大 ,但是分形理论并不适用于所有煤焦气化过程研究 ,只有那些孔容积绝大部分由中小孔构成的煤焦才符合分形规律 .     

水射流解离煤的分形特征

利用高压水射流粉碎机与球磨机对煤进行超细解离,对解离后的煤颗粒进行了扫锚电镜分析,利用扫锚电镜图像。基于图像处理技术与分形理论,计算了粒度分布分形维数、边界形状分形维数与节理表面分形维数。利用上述3种分维数对解离后的煤颗粒的分形特征进行了研究。     

干馏终温对油砂半焦表面特性的影响

利用氮气等温吸附脱附法和电镜扫描研究了印尼油砂干馏热解过程中半焦表面特性的变化,并利用分形维数来定量描述半焦表面形态的复杂程度。结果表明,半焦BET比表面积与孔容积随干馏终温的变化趋势相近,均呈现先增大后减小的趋势。通过FHH方程回归得到的分形维数能够较好地反映半焦内部孔隙结构的分形特性,挥发分的吸出、塑性变形、气体产物的逸出以及油蒸汽的再凝结造成的闭孔效应的多种作用的交替影响,使分形维数在不同的温度区间有不同的变化趋势。电镜扫描能够直观地观察到半焦表面的孔结构特征,利用Matlab编程分析电镜图片得到的盒子维数与氮吸附数据拟合得到的FHH分形维数变化趋势基本一致。     

一次大气颗粒物投影轮廓分维研究

构建了一次大气颗粒物投影轮廓分维模型,并以高精度数字光学显微系统为基础,测算了广州市3种一次大气颗粒物颗粒样品的投影轮廓分维,结果验证了颗粒投影轮廓分维数学模型的合理性,形成了一套简约的一次大气颗粒物投影轮廓分维分析方法。结果还表明一次大气颗粒物投影轮廓分维个数频率分布曲线呈＂S＂型,且一次大气颗粒物对数投影轮廓分维分布曲线呈对数正态分布;3种一次大气颗粒物样品中,柴油汽车排气管中沉积颗粒和餐饮过程产生的颗粒不规则程度相对低,其偏离圆的程度小,粗糙度较小;而粉煤灰颗粒的相反。     

颗粒孔结构的积木分形模型

构造了立方和四面体两种积木分形体，得到一般积木分形体模型，导出关联表面积和体积增量的3个分形表达式，并分析了表面分数维的几何意义. 实验结果表明，利用该模型的表面积与体积增量分形表达式可以从压汞和BET的实验数据计算表面分数维，相关系数较高. 对同一种颗粒，两种实验方法可以得到相同的分数维. 讨论了体积增量的计算方法.     

Comparison of fractal properties of porous structures during coal devolatilization

This paper investigates fractal property changes of pore structures during coal devolatilization. Similar to char pores, coal pores can also be classified as micro pores and macro pores based on their fractal dimensions. The specific surface area and fractal dimension of micro pores in coal particles are basically unchanged after devolatilization. However, the specific surface area and fractal dimension of macro pores, which are key factors in char combustion, are increased after devolatilization. In fact, the fractal dimensions are basically doubled. These parameters will affect another fractal geometrical factor β in char pores that is correlated to char combustion rate. Since the rate of char combustion can be predicted from their fractal pore properties, it may be possible to predict char combustion directly from the properties of their parent coal pores in the future. This work was presented at the 6 ^th Korea-China Workshop on Clean Energy Technology held at Busan, Korea, July 4–7, 2006.     

颗粒群粒度分布宽度表示方法的研究

总结了传统的粒度分布宽度的表示方法,分析了它们的适用场合。通过理论推导,提出了一种表示粒度分布宽度的新方法--颗粒群的分形维数。颗粒群的分形维数D可定量描述粒度分布宽度。分形维数D越大,颗粒群的粒度分布越宽。     

颗粒群的体积分维数对过滤性能的影响

从理论上证明了颗粒群的体积分维数的物理含义,结果表明颗粒群的体积分维数可定量描述颗粒群的粒度分布宽度,准确反映了颗粒群填充三维空间的能力,并通过试验研究了颗粒群的体积分维数对滤饼孔隙率及比阻的影响规律。