CO_2在煤层中的渗流特性试验

利用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,开展了不同压力条件下CO_2气体在煤层中的渗流特性试验,并探讨了煤岩渗透速率对应力变化响应的敏感性。研究结果表明,在相同轴压不同围压条件下,随着孔隙压力的增大,CO_2渗透速率增大;围压越大,CO_2渗透速率越小;在相同围压不同轴压条件下,随着轴压的增大,CO_2渗透速率随之减小。孔隙压力越大,应力敏感性系数负向增大,煤样对应力的敏感性越好。在不同轴压与围压条件下,随着应力的升高,应力敏感性系数逐渐降低,即应力越高,煤样渗透速率对应力的敏感性越差。     

液态CO_2在矿井防灭火中的应用

液态CO2防灭火技术就是借助液态CO2汽化后本身的气体压力进行输送,并将其注入防灭火的区域。将液态CO2防灭火应用于矿井防灭火中有着氮气、烟气等惰性气体无法比拟的优点,在经济上节省,运输上方便、灭火性能好等特点。文章在系统分析液态CO2的性能、灭火机理及压注系统的基础上,结合南屯煤矿实际情况,成功地将液态CO2防灭火技术运用于煤层自燃火灾的防治,利用电厂冷却塔的水进行水式汽化,成功地解决了在CO2释放后由于气体温度较低而引起的管路冻缩的问题,具有较强的推广应用价值。     

CO_2气相压裂技术在高瓦斯掘进工作面的应用

CO_2气相压裂技术利用CO_2的液气两相转化产生的压力使煤体增透,同时利用CO_2置换CH_4,此技术应用后彻底消除了掘进工作面的突出危险性,同时使掘进作业的千米预警次数由3.27次/km下降至0.63次/km,使掘进工作面的不均匀涌出系数由1.78下降至1.34。     

TGS4160 CO_2传感器在井下通风系统中的应用

Figaro公司的TGS4 16 0是一种新型的固体电极传感器 ,它具有体积小、寿命长、受湿度影响小、对二氧化碳的高选择性等特性。AM - 4是由TGS4 16 0传感器和FIC986 46微处理器构成的CO2 传感器模块 ,可直接用于井下通风系统以调节CO2 浓度。详细介绍了TGS4 16 0传感器的特性及AM - 4模块的结构和使用方法     

井内爆破联合液态CO_2洗井在水井施工中的应用

在分析岩体爆破作用机理和液态CO2 井喷机理的基础上 ,提出了井内爆破联合液态CO2 洗井的工艺。 4口水井的工程实例证明 ,该工艺的效果显著。     

超临界CO_2在煤层气井压裂技术中的特性研究应用

针对高能气体压裂技术应用于煤层气井中出现产能低的问题,设计了一种新型煤层气井高能气体压裂器实现增产的目标,依据超临界CO2流体性质理论研究了流体压力和温度的关系,结合经验公式计算了膜片破膜压力,确定了超临界CO2流体压力与破膜压力的关系。实验结果表明:在75 g的发热药和1.25 kg的CO2作用下,压裂器产生的峰值压力达到90 MPa,管内最大温度达到453 K,可破厚2 mm膜片。理论分析和实验结果为进一步优化发热药量、CO2量和膜片厚度提供了理论和实验基础,为压裂器设计和工艺优化提供更为精确的技术支撑。     

CO_2灭火技术在处理煤矿火灾中的应用

介绍CO2灭火在解决煤矿火灾中的一些新技术,特别是液态CO2灭火技术,气液混注,先注CO2惰化灾区,再远距离封闭火区及在保证正常通风情况下动态CO2灭火技术的研究思考。     

超声波强化低品位氧化锌矿在NH3-(NH4)2SO4-H2O体系中的浸出

研究了低品位氧化锌矿在NH_3-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中的浸出,并利用超声波进行了浸出过程的强化。结果表明,超声波能够强化低品位氧化锌矿在氨性浸出剂中的浸出。在总氨浓度为7.5mol/L,n[NH_4~+]∶n[NH_3]为2∶1,反应温度为40℃,反应时间为60 min,超声波浸出,液固比为5∶1的条件下,锌的浸出率可以达到92.1%。当NH3与(NH4)2SO4的摩尔比为1∶1时,此低品位氧化锌矿在浸出Zn2+所形成的配位化合物为[Zn(NH_3)_4]~(2+)。适当增加氨浓度及反应温度可有效提高锌的浸出率。     

CO_2爆破技术在煤矿巷道掘进中的应用研究

为解决常村煤矿煤巷开口掘进速度慢、安全系数低的问题,提出采用CO2爆破掘进技术来提高煤巷掘进速度,降低安全风险。根据现场实际情况,优化了爆破工艺和施工工序。现场应用表明:CO2爆破快速掘进技术实现了安全、快速、经济的目标。     

CO_2与C_3F_7H抑制CH_4爆炸对比实验研究

主动式喷气抑爆技术在抑制可燃气爆炸方面具有不可替代的优势,为进行主动式气体抑爆装置研发,运用20 L爆炸特性测试系统对CO_2和C_3F_7H 2种气体抑爆剂对CH4爆炸的抑制效果进行对比实验研究。研究结果表明:气体抑爆剂只有在和可燃空气混合气充分混合后,才能起到很好的抑爆效果;点火延迟时间为60 ms时,实验条件下CO_2和C_3F_7H的最低抑爆浓度分别为19.4%和17.4%;低于抑爆浓度的C_3F_7H能够促进CH4的燃烧爆炸,具有助燃作用;CO_2和C_3F_7H在抑制CH4爆炸方面各有优缺点。     

广丰膨润土的锂化改性研究

作者以Li2CO3为改性剂对广丰钙基膨润土进行锂化改性。考察了矿浆浓度、锂盐用量、反应时间、反应温度等因素对改性效果的影响。结果表明,当矿浆浓度为10%,锂盐用量0.04mol/25g土,反应时间0.5h,反应温度30±2℃,改性效果最好,样品的膨胀容和膨润值分别达到90mL/2g,100mL/3g。     

响应曲面优化NH3-(NH4)3AC-H2O 体系浸出冶金废渣提锌工艺研究

论文以含锌冶金废渣为原料,NH3-(NH4)3AC为浸出剂,采用NH3-(NH4)3AC-H2O体系对含锌冶金废渣中的锌进行资源化回收.通过响应曲面法对NH3-(NH4)3AC-H2O体系浸出含锌冶金废渣提锌工艺条件进行优化,分别考察总氨浓度、反应时间、液固比三因素及其交互作用对锌浸出率的影响,建立锌浸出率与各因子间的预测回归方程,并获得提锌优化条件,浸出时间21.94 min,总氨浓度6.05 mol/L,液固比4.98 ml/g,转速400r/min,浸出温度25 ℃,氨铵比1∶1,锌浸出率模型预测值为84.98％,实测值为84.50％,相对误差为0.48％,实测值与预测值相近,表明该预测模型合理,其优化工艺条件可行.     

活性炭表面改性及其对CO_2吸附性能的影响

采用浸渍法对活性炭进行表面改性,研究改性活性炭对CO_2的吸附性能。考察了改性剂硝酸铵用量、改性温度和时间以及改性后活性炭干燥时间对改性活性炭吸附CO_2性能的影响。结果表明,改性处理的活性炭对CO_2的吸附容量比未经过改性的大,当改性剂硝酸铵溶液与活性炭质量比为2∶1、改性温度80℃、改性时间2 h和改性后活性炭干燥时间为6 h时,改性活性炭对CO_2的饱和吸附量最大,可达到5.113 mmol/g。与未改性活性炭对CO_2的饱和吸附量(0.920 mmol/g)相比提高了5.6倍。     

O2/CO2条件下煤焦-NO生成特性的实验研究

以山西褐煤为样品在固定床反应器上研究O2/CO2燃烧方式下NO的生成特性,分析了CO2,CO体积分数变化对于煤焦NO异相还原的影响。研究结果表明：与O2/N2气氛相比,O2/CO2燃烧条件下,煤粉NO的排放能够被有效抑制;O2/CO2气氛下挥发分N向NO的转化明显被抑制,而焦炭N向NO转化的抑制作用较弱;O2体积分数的升高对焦炭N向NO转化有明显的促进作用;适量CO2的存在对于煤焦-NO异相还原反应有明显促进作用,CO2体积分数过高则会抑制CO- NO还原反应的进行;CO的加入对NO还原效果明显,在CO体积分数为0.5%时NO还原效率最高,CO体积分数继续升高,还原效果有所减弱。     

微波辅助下生物焦对CH4/CO2重整的影响

为了探讨生物焦对微波辅助下CH4/CO2重整反应的催化性能,通过改变制焦原料、调整制焦温度和原料脱灰等得到不同类型的生物焦,进而在固定床反应器上通过反应气转化率考查生物焦对重整反应的作用特性。研究表明,生物焦中金属氧化物本身对重整反应有催化效果,而且能够影响生物焦对微波的响应。所以,生物焦中金属氧化物的含量是影响其催化活性的决定因素。脱灰生物焦对CH4/CO2重整反应的作用效果进一步证实了上述结论。生物焦的比表面积和孔隙特性对生物焦的催化性能有一定影响。为考查添加物对生物焦催化性能的影响,将生物焦与不同物质均匀混合。结果发现,添加Na2CO3和K2CO3的生物焦强化了CO2转化,但抑制了CH4转化。MgO,CaO和NiO的添加对生物焦的催化活性有改良效果。加入SiO2的生物焦对重整反应不利。     

O3/H2O2去除选矿废水中丁基黄药的研究

用臭氧类高级氧化剂O₃/H₂O₂对含有丁基黄药的模拟选矿废水进行了处理。考察了O₃和H₂O₂的用量、溶液pH值、丁基黄药初始浓度、常见难免离子对废水COD_Cr去除效果的影响;并通过紫外-可见光谱和添加叔丁醇试验,探讨了O₃/H₂O₂工艺去除丁基黄药的反应机理。结果表明：丁基黄药初始浓度为400 mg/L、pH=6.8的模拟废水1 000 mL,投加100 L/h 的O₃和1 000 mg/L 的H₂O₂,反应2 h后COD_Cr的去除率可达60.25%;CO^2-₃和SO^2-₄有抑制废水中COD_Cr去除的作用,而Cu2+和Zn2+可以提高废水COD_Cr的去除率;O₃/H₂O₂工艺去除废水COD_Cr反应遵循羟基自由基反应机制。     

寺家庄矿无烟煤对CH4和CO2的吸附特性研究

对寺家庄矿15号煤层的煤样进行了纯CO2和纯CH4气体的等温吸附试验,并用Langmuir模型、BET模型和吸附势理论模型(D-R,D-A)对煤样的吸附数据进行了拟合,检验了各模型的拟合程度.结果表明:煤样对CO2的吸附能力大于对CH4的吸附能力.随着压力的增加,CH4吸附量的增加幅度大于CO2吸附量的增加幅度.煤样对CH4的吸附以多分子吸附为主,用BET模型拟合其吸附行为的误差最小;煤样对CO2的吸附机理比较复杂,不能简单归纳为单分子吸附或多分子吸附,用Langmuir模型拟合其吸附行为的误差最小.综合比较表明,用BET模型描述煤对CH4的吸附特性和用Langmuir模型描述煤对CO2的吸附过程,其结果较优.     

基于LS-SVM的旋转填料床吸收CO2气液传质性能的预测

旋转填料床可高效强化气液吸收过程,气液传质系数的影响因素有转子尺寸、填料特性等结构参数和转子转速、气液流量、气液浓度、操作温度等操作参数。为准确预测气液传质系数,针对旋转填料床中NaOH溶液吸收CO2的过程,提出了其传质的无因次影响变量,然后基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的方法建立了旋转填料床吸收CO2气液传质性能预测模型。结合基于模拟退火算法的网格搜索法与10折交叉验证法获得模型参数最优值为：γ=3.833 4×104,σ2=0.717 6。对57组数据进行预测。结果表明预测相对误差为±15%以内,均方差为4.01×10-5,确定系数R2为0.984 2。模型预测精度较高,且泛化性能较好。     

O2 /CO2 气氛中低氧浓度下煤粉和煤焦的NO生成规律

在石英固定床反应器上,分别考察了O 2 /CO 2 和O 2 /N 2 浓度比对山西褐煤挥发分氮和煤焦氮向NO转化的影响以及CO浓度对煤焦的NO生成特性的影响。结果表明：O 2 浓度为15%时,O 2 /CO 2 气氛中煤粉的NO释放峰值下降且峰值出现时间提前,而煤焦的NO生成规律受气氛变化的影响较小;随O 2 浓度的升高,NO累积量先升高后降低;O 2 /N 2 气氛下NO累积量逐渐升高;O 2 /CO 2 气氛对于抑制煤粉的NO排放具有较好的效果,并且随O 2 浓度的升高,O 2 /CO 2 气氛对煤焦的NO抑制效果逐渐升高;在O 2 /N 2 气氛下随O 2 浓度的升高,煤焦氮的贡献率逐渐升高,O 2 /CO 2 气氛中煤焦的贡献率始终大于O 2 /N 2 气氛下;O 2 /CO 2 气氛中,加入1.5%的CO后,NO的累积量相对未加入CO时降低了14.1%。