Fe2 O3 逐级还原顺序起源分析

通过分析铁氧化物的分解反应热力学及其与铁氧化物的还原反应热力学之间的联系,得到了铁氧化物还原反应标准摩尔吉布斯自由能变化的更为合理的表达式,由此揭示了Fe₂O₃逐级还原顺序的起源。分析得出：Fe₂O₃的逐级还原顺序源自其分解顺序。铁氧化物的还原反应具有与其分解反应完全平行的热力学规律。以570 ℃为温度界限,铁氧化物各还原反应的摩尔吉布斯自由能变化值的大小顺序发生变化,导致各还原反应间的耦合模式也发生变化,从而产生Fe₂O₃的两种逐级还原顺序及Fe₂O₃的两种还原方式。     

生物质半焦CO2气化反应活性的实验研究

采用热分析技术中进行了麦秆半焦的CO2气化反应性试验,考察了不同的热解及气化条件对生物质半焦气化特性的影响.结果表明：生物质裂解时升温速率、保温时间、温度以及半焦气化温度对半焦反应活性均有影响.当升温速率为15 ℃/min时,半焦的反应活性最好;随着生物质裂解温度的增大和保温时间的增加,所制备的半焦反应活性主要呈降低的趋势.随着气化温度的提高,气化反应活性增加.生物质半焦的结构有序性和碳微晶尺寸,以及炭的沉积化或乱层化是影响生物质半焦反应性的主要原因.     

醇胺配方溶剂捕集CO2驱采油出气中CO2实验研究

采用耐压实验装置模拟 CO₂驱采出气状态,以 CO₂和 CH₄混合气体(体积比 1∶1)作为吸收气体,在中压条件下,以 MDEA 为主吸收剂,分别以 PZ,DEA,DETA 和 DIPA 为活化剂,对吸收 CO₂效果进行了考察。 记录不同浓度溶液在不同温度、压力、转速下的进出气量,测定出反应速率、吸收量、再生率和再生速率,分析其与反应温度、反应压力和吸收液浓度的关系。 对实验结果综合分析,MDEA 复配溶液的吸收及再生性能优于单组分 MDEA 溶液, 可以得出在吸收条件为温度 40 ℃、压力 1.0 MPa 及转速 300 r/min,再生条件为温度 102 ℃(MDEA-PZ)、温度 104 ℃(MDEA-DETA),转速 700 r/min,浓度配比为 35%MDEA+5%PZ 和 35%MDEA+5%DETA 溶液是吸收及再生性能较好的二元复配溶液。     

N2/CO2混合气注入对页岩力学特性影响规律研究

工业废气经脱硫注氨处理后,气体主要成分为N₂/CO₂。基于减少能源消耗,利用页岩储层有效封存CO₂的思想,开展N₂/CO₂混合气注入对页岩力学特性影响规律研究。以四川省龙马溪组黑色露头页岩为试验研究对象,开展恒温恒压条件下,不同浓度配比N₂/CO₂混合气注入页岩试验,利用单轴压缩试验和巴西劈裂试验,分析N₂/CO₂混合气中CO₂浓度对于页岩力学特性的影响。研究结果表明：页岩试件经N₂/CO₂二元混合气浸泡后,混合气中随CO₂浓度的增加和相变,试件孔隙增长率呈现先增大后减小趋势,孔隙增长率为34.91%～110.6%;页岩试件的强度和泊松比先降低后增大,弹性模量先增大后降低,单轴抗压强度损失率为37.5%～69.1%,抗拉强度损失率为35.3%～85.4%,弹性模量增幅37.5%～54.7%,泊松比损失率为...     

矿用红外CO2传感器的开发

文章介绍了采用国外进口的红外CO2敏感元件开发研制的与目前煤矿环境监测系统相兼容的、可用于煤矿井下环境的传感器.该产品具有高可靠性、长寿命、高灵敏度等优点,使我国煤矿环境监测系统数据的准确性和可靠性得到了进一步提高.     

O2/CO2气氛下煤焦恒温燃烧NOx释放特性

利用恒温热重-燃烧污染物在线测量系统,研究了O2/CO2气氛下,温度与反应气氛等对煤焦燃烧过程中NO与NO2释放规律的影响。结果表明:温度升高能显著缩短NOx析出时间,提高NO释放速度,降低NO2释放总量,并通过反应动力学参数的变化对该现象进行了解释;提高氧气浓度会导致NO瞬时释放量增加,同时有利于NO向NO2的氧化反应;水蒸气的存在造成CO2与H2O发生协同气化作用,导致煤焦燃烧过程因素更加复杂,一定浓度范围的水蒸气有助于促进NO与NO2的释放;空气气氛下NO瞬时释放量明显高于富氧气氛下,但NO2释放特性差别不大。     

不同φ(CO2)/φ(O2)比例对煤自燃特性的影响

为了研究CO₂对煤自燃特性的影响,利用热重与质谱联用技术测试了阳泉五矿煤在不同φ(CO₂)/φ(O₂)比例下的氧化燃烧过程,分析了热重曲线,特征温度点,放热量与气体逸出规律。研究结果表明:随着φ(CO₂)/φ(O₂)比例增大,热重曲线向高温偏移,特征温度点升高,燃烧剧烈程度降低,气体逸出温度升高;温度小于360℃前,放热量相差较小;温度继续升高后,在相同温度下,放热量随氧浓度降低而降低;由于CO₂与H2反应产生CH₄,所以CO₂含量越高,CH₄逸出强度更高;同时,煤在低氧浓度下更易不完全燃烧,所以会产生更多CO;相较于空气氛围,CO₂浓度高于88%时才具有抑制作用。     

五点法井网CO2-N2驱前置CO2段塞尺寸优化

为了优选五点法井网条件下CO₂-N₂驱前置CO₂段塞的尺寸,类比YS油田的实际情况,用CMG油藏数值模拟软件进行了低渗特低渗油层CO₂-N₂驱数值模拟研究。结果表明,在低渗特低渗油层五点法井网中,CO₂-N₂驱的前置CO₂段塞尺寸均以0.4PV为宜,按照极限日产油量约束条件结束采油生产不仅可以获得较高的采收率,且其吨油气体成本也最低,是最佳的生产方式;衰竭期的原油采收率增幅很小,但注入气回采率较大,且所回采的注入气经处理后仍可继续注入油层提高采收率。     

基于煤层封存CO2的煤中有机质超临界CO2萃取试验装置的建立

为研究煤中Sc-CO2可溶性有机小分子对煤封存CO₂影响及煤中生物标志物温和条件萃取方法研究奠定技术基础,以深部不可采煤层封存温室气体CO₂所涉及的超临界CO2(Sc-CO2)与煤有机质作用为背景,建立一套煤的Sc-CO2萃取试验装置。根据煤中可萃取物量低和煤粉易于进入气路特点,开发出了可适于Sc-CO2静态/动态的煤萃取试验装置。详细分析了CO2增压和防煤尘方法、萃取条件控制方式、萃取物收集与富集过程。所开发的萃取装置集CO2增压、煤萃取、萃取物收集和富集于一体。该装置可用于在可控及高压条件下煤中微量可溶性有机化合物的Sc-CO2萃取试验研究。     

新疆某铀矿床CO2+O2中性浸出试验研究

针对新疆某矿床矿石碳酸钙含量高的特点,开展了地浸采铀工艺试验,试验表明:中性浸出工艺是一种温和的浸出工艺,浸出的选择性好,浸出过程中对地下水化学成分影响较小,并且CO2可以调节溶浸液的pH值,避免地下水中钙镁等离子的化学沉淀,防止矿层堵塞。试验过程中,浸出液铀浓度随着HCO3-浓度的上升而增涨,浸出液铀浓度达到峰值并持续稳定在60mg/L左右,表明CO2+O2中性浸出工艺的应用取得较好的效果,浸采成本低,是适合该矿床开采经济合理的浸出工艺。     

CH4，N2，CO2在椰壳活性炭内的吸附平衡及扩散

使用高精密质量吸附仪IGA-100B对可用的吸附剂进行吸附分离实验。选取椰壳活性炭K01,测定了CH₄、N₂、CO₂在其上于298、308、323 K温度下的吸附等温线和吸附动力学曲线,由此分析了3种气体的吸附性能、热力学及动力学扩散性质,从而得到不同温度下CH₄、N₂、CO₂之间的平衡分离系数（α）和扩散系数（D）之比。结果表明,椰壳活性炭K01可以实现不同温度下CH₄/N₂、CO₂/N2的平衡分离;两种气体的动力学分离与压力和温度有关,在298 K压力较低时,可能实现N₂与CH₄的动力学分离;而在298 K和323 K时,在较宽的压力范围内,可能实现N₂和CO₂的动力学分离。     

低渗煤层CO2-ECBM过程的CO2和CH4的扩散特征

气体扩散能力的强弱是决定CO₂-ECBM成败的关键因素之一。以中国两淮低渗含煤区刘庄矿13煤和祁东矿7煤的煤储层孔隙特征为研究对象,开展CO₂-ECBM过程中CO₂和CH₄气体的扩散行为研究,以期获取CO₂和CH₄气体在储层条件下的扩散规律,为研究低渗煤层CO₂-ECBM过程的扩散规律提供理论依据。研究结果表明：刘庄矿13煤和祁东矿7煤2种煤样中气体扩散类型以Fick型扩散为主,占比50%以上,其次为过渡型扩散,占比接近30%,CH₄的Knudsen型扩散约占10%,CO₂的Knudsen型扩散接近20%;CO₂和CH₄气体进行Fick型扩散和过渡型扩散时,其扩散系数与温度变化关系不明显,在压力2 MPa,刘庄矿13煤中的气体扩散系数约为10 m2/s,祁东矿7煤中的气体扩散系数达到13 m2/s以上,且随压力增加2种类型的扩散系数均开始降低,在0...     

采空区液态CO2防灭火技术应用

隆安煤业为预防11304工作面回采期间采空区遗留煤体自燃造成CO超限问题,为保证工作面安全回采,对采空区采取液态CO₂压注防灭火技术,对液态CO₂的输送方案、管路布置及注液流量进行设计,并通过现场应用及效果分析可知：液态CO₂压注下回风流CO浓度由13×10^-6ppm降低至3×10^-6ppm以下,且能抑制采空区遗留煤体氧化自燃。     

煤低温氧化CO与CO2的同位素指标研究

煤自燃火灾是矿井生产过程中的重大灾害之一,对矿井安全生产存在巨大威胁;煤自燃是一个复杂的氧化过程,要经历不同的氧化阶段,故要建立相应指标来判断不同的煤氧反应阶段。利用程序升温-气相色谱联用实验,分析了长焰煤自燃氧化过程中标志气体随温度变化规律,依据升温氧化实验数据,将煤自燃划分为4个阶段;以φ(CO)/φ(CO₂)和第三火灾系数R₃作为辅助指标,对煤氧反应阶段进行划分;同时通过检测低体积分数CO、CO₂中氧同位素的丰度值,得到气体产物中δ¹⁸O(氧同位素值)随温度变化的规律,并以δ¹⁸O为指标,根据δ¹⁸O变化规律将煤自燃划分4个阶段。     

内蒙古某铀矿床CO2+O2地浸采铀工业性试验

介绍内蒙古某铀矿床矿体地质和水文地质条件。重点介绍了在室内CO2+O2加压浸出试验及现场条件试验基础上进行的工业性试验结果。结果表明,该铀矿床适用于CO2+O2原地浸出工艺开采。     

国内外CO2运移监测技术和方法研究新进展

CO2的捕获与地质埋存是解决碳排放、减少大气污染和全球气候变化的有效途径之一。近年来,许多国家包括中国都相继在这方面进行了大量的研究和试验。文中介绍了国内外CO2埋存的技术现状和开展研究项目的概况,尤其是我国在这一领域开展的工作。重点总结分析了CO2的捕获与地质埋存的意义、方法和技术,对于CO2注入后的运移监测手段和原理进行了较为详细的阐述。详细分析和讨论了CO2注入煤层后,对煤层及其围岩产生的压力、孔隙、电阻率变化以及与原有孔隙中液体产生的各种相互作用,指出了煤层注入CO2后可采用的运移监测方法。     

矿井救生舱CO2开式空调换热研究

 矿井救生舱空调是救生舱生命保障系统的重要组成部分,同时完成空气过滤、降温、除湿功能。本文对矿井救生舱CO2开式空调的换热过程进行热力学分析,提出节流换热及膨胀换热设计方案,并分别对其进行对比设计分析。结果表明,在给定的初始环境温度25℃条件下,采用毛细管节流换热吸热量为217.2 kJ/kg,其中潜热换热量占总换热量的80%左右;采用多级膨胀换热最大输出功量为68.2 kJ/kg,吸热量为283.5kJ/kg;采用单级膨胀换热最大输出功量为33.3 kJ/kg,吸热量为247.3 kJ/kg。通过分析比较,认为毛细管节流换热和单级膨胀换热适用于矿井救生舱空调。     

煤矿CO2防灭火技术研究进展

CO2因其良好的惰化效果在煤矿防灭火中得到广泛应用,煤矿CO2防灭火技术是将气态、液态或固态CO2输运至井下发火区域的上风侧,依靠风流流动将CO2带入发火区域进行窒息防灭火。通过回顾国内外研究进展,对煤矿利用CO2进行井下防灭火的关键技术进行总结;从CO2防灭火工艺、惰化机理、降温效果以及CO2在采空区内的流动规律与分布规律等方面介绍领域内的主要研究进展;重点分析CO2防灭火工艺及其特点,并结合目前存在的问题探讨CO2防灭火未来可能的发展方向;最后对CO2防灭火技术的研究方向和发展趋势进行归纳和展望。     

松辽盆地南部CO2气藏成因及主控因素分析

松辽盆地南部CO2气分布特征、成因及主控因素的分析结果表明,CO2气主要分布在泉头组的泉三段、泉四段和营城组中,为幔源火山成因气,其形成主要受控于中基性岩浆岩、深大断裂及后期构造活动。根据CO2气的成因及主控因素,提出了CO2气的成藏模式,在此基础上,预测长深6井区、德深5井区、乾安西、长岭地区为下步CO2气勘探的有利目标。     

煤表面与CH4，CO2相互作用的量子化学研究

利用量子化学从头计算方法研究了煤表面与CH₄，CO₂分子间的作用能，发现二者在煤表面的吸附都属于物理吸附，且煤表面对CO₂分子的吸附势阱远大于对CH₄分子吸附势阱，说明CO₂在煤表面的吸附更稳定，从而在微观上解释了煤对CO₂吸附能力大于对CH₄的实验现象.