颗粒活性炭的制备及其PSA分离CH4/N2的性能

以无烟煤为原料,煤焦油为黏结剂,采用预氧化-炭化-水蒸气活化法制备了变压吸附(PSA)分离甲烷/氮气(CH4/N2)用的颗粒活性炭( GAC).系统研究了炭化和活化制备条件对GAC的PSA分离效果的影响.结果表明,GAC分离CH4/N2是基于平衡分离效应.在炭化温度500～ 600℃,炭化时间1～3h,活化温度800～950℃,活化时间2～4h,水蒸气流速5～7 mL/min条件下制备的GAC能够将CH4/N2中的CH4体积分数较原料气提高20％以上;其中,在炭化温度600℃,炭化时间2.5h,活化温度900℃,活化时间2h,水蒸气流速5mL/min的条件下制备的GAC能够将CH4体积分数较原料气提高36.6％.     

造纸厂草类原料堆垛的炭化自燃及预防

据有关部门调查,采用草类原料的造纸厂,几乎都发生过草料堆垛自燃的火灾事故,造成的经济损失是严重的。草类原料产生炭化或自燃火灾,主要是湿草巾的微生物和氧气作用的结果。通常,炭化较轻的草料还可以降级使用,炭化严重的基本上就报废了,而炭化最严重的部位往往就是自燃火灾的起火点。实验表明,含水量20～50％的草料,堆垛四五天温度可升至40℃,八九天达到60～70℃,十二三天可高达80℃以上。而对稻、麦草来说,其危险湿度20％,危险温度是     

初始氧化温度对浸水长焰煤二次氧化特性的影响机制

为揭示不同初始氧化温度下浸水长焰煤的氧化自燃特性，利用红外光谱和热分析实验手段以及MS数值模拟方法研究其氧化自燃规律，并采用线性拟合的方法阐述自由基变化特性。结合分子键能的变化，分析浸水条件下二次氧化的煤氧链式反应过程。研究结果表明:经过120 ℃预氧化后，浸水风干长焰煤的还原性官能团甲基、亚甲基、羟基均高于原煤，而羰基、羧基低于原煤；与原煤相比，浸水风干后的煤预氧化温度在120 ℃时最大升温速率最高（0.036 9 ℃/s），表现出更强的自燃倾向性；MS模拟优化得出煤中各官能团在预氧化120 ℃时键能变化较大，结合热分析实验，确立预氧化后浸水风干煤体氧化自燃特性机制。     

高锰酸钾与氯胺联合预氧化强化低温低浊水处理

为了探讨对低温、低浊水更为有效的预氧化技术,通过小试考察了高锰酸钾与氯胺联合预氧化工艺在助凝、助滤、去除有机物及减少氯化消毒副产物方面的效能.结果表明:与单独氯胺预氧化工艺相比,高锰酸钾与氯胺联合预氧化具有明显的强化助凝和助滤作用,在最佳质量浓度时,可使沉后及滤后水浊度去除率分别达到94%和98%以上;并具有明显地降低沉后有机污染指标的效能,使沉后水中UV254和CODMn指标分别降低23%和32%;还能够有效地控制THMs的生成,KMnO4质量浓度为2 mg/L时,THMs去除率达85.2%,同时还可去除CHBr2Cl、CHBr3两种副产物.因此高锰酸钾与氯胺联合预氧化是一种对低温低浊水十分有效的水处理技术.     

炭化小麦秸秆对水中氨氮吸附性能的研究

用直接炭化法制备了小麦秸秆吸附剂,并通过静态吸附试验研究了炭化小麦秸秆对氨氮的吸附性能和影响因素。结果表明:直接炭化法制备小麦秸秆吸附剂的最佳炭化温度为300℃;在试验的pH值范围内,pH=9时炭化小麦秸秆对氨氮的吸附去除最好;300℃时炭化小麦秸秆吸附不同质量浓度(ρ=30 mg/L、50 mg/L、100 mg/L)氨氮的动力学曲线符合准二级动力学模型,吸附常数k2分别为0.681 8g/(mg.min)、0.747 4 g/(mg.min)、1.025 0 g/(mg.min);直接炭化小麦秸秆吸附剂对氨氮吸附去除的最佳温度是30℃;不同温度下的吸附等温线可用Freundlich吸附等温方程进行拟合;由吸附热力学方程计算得到的等量吸附焓变ΔH>0,吸附自由能变ΔG<0,吸附熵变ΔS>0,表明炭化小麦秸秆对氨氮的吸附为吸热的和熵增加的自发过程,且属于物理吸附。     

火场中纸面石膏板显微结构的SEM分析

运用SEM(扫描电子显微镜),对经历不同火场温度的纸面石膏板试块的显微结构进行观察和分析.结果表明:纸面石膏板在受热时,其组成、结构将发生改变.当受热温度达到300℃时,护面纸与石膏芯材的结合松动,护面纸发生热分解、炭化,以及石膏芯材网状晶体骨架结构疏松、断裂、破碎,完整性遭到破坏,强度基本丧失;受热温度越高,纸面石膏板显微结构的破坏越严重.     

基于炭化痕迹的火灾数值重构及应用

利用试验方法建立了炭化痕迹的数学模型,与火灾流体动力学软件FDS相耦合,实现对炭化痕迹的再现,同时,进行了较为接近真实火灾的火灾场景试验,并用新编译的FDS软件对试验进行重构。结果表明:火势发展变化趋势基本一致;起火后,火场热释放速率迅速上升,100 s左右达到约2750 kW,随后开始下降,直至434 s降到700kW左右,与火势进程基本吻合;试验得到的密度板炭化痕迹未被烧损的区域(横向30.2~86.8 cm、纵向0~18.6 cm)略小于重构得到的密度板炭化痕迹未被烧损的区域(横向33.4~91.6 cm、纵向0~18.9cm),但分布规律基本一致,验证了新编译的FDS软件的有效性。将该软件应用于消防工作,不仅可以作为一种定量方法来描述炭化痕迹的形成过程,还可以通过火场中的炭化痕迹来反推起火点位置,辅助火灾调查工作。     

典型聚酯涂层镀锌钢板的受热痕迹特征研究

为研究聚酯涂层镀锌钢板高温受热后的痕迹特征变化,选择热塑性丙烯酸涂覆的镀锌钢板为研究对象,在对其涂层进行热重分析的基础上,讨论钢板在不同受热温度及时间作用下的痕迹特征。结果表明:温度升高至360℃时,热塑性丙烯酸涂层发生明显的热解炭化,带涂层钢板的质量降低;在410～590℃温度范围内,涂层开裂、脱落,聚酯涂层钢板整体质量进一步降低;受热温度继续升高至600℃,镀锌层露出并发生氧化破坏后,钢板基体露出并发生氧化,钢板质量回升,局部区域不同程度的氧化过程导致整块钢板呈现出多层次且不均匀的受热痕迹;受热时间对痕迹的影响在高温下更为显著。     

不同受热温度下炭化红松表面微观形貌和成分分析

红松的微观形貌及其成分含量与受热温度关系密切.对模拟火灾不同受热温度条件下的炭化红松样品,进行了扫描电镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)分析.结果表明:受热后,炭化红松管胞切面逐渐变得光滑;管胞胞腔逐渐增大;管胞纤维间距逐渐加大;胞壁逐渐变薄,在高温作用下变形明显;管胞纤维结构仍然存在,但在高温时会出现明显断裂和破碎.随着受热温度升高,炭化红松表面的含碳量变大,含氧量减小,含钾量和含钙量变大.对炭化红松的微观形貌以及成分随受热温度的变化的研究,可以帮助火灾调查人员判断火灾蔓延路线,认定起火点,查明火灾原因.     

水性聚氨酯/UHMWPE纤维防弹复合材料无纬布预浸料成型工艺研究

本文比较了纤维预浸料不同结构形式与防弹性能的关系，并详细研究了水性聚氨酯／UHMWPE纤维防弹复合材料的含胶量、面密度和叠层方式等预浸工艺参数对材料防弹性能的影响，结合弹道实验分析了各因素作用的机制。     

基于二氧化钛纳米管有序阵列的氢气探测

基于气体传感器对H_2的泄漏进行探测监控,可以有效预防和控制H_2火灾爆炸事故的发生。通过阳极氧化法制备了高度有序的二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列并制成气体传感器元器件,研究其在空气气氛中对H_2的气敏特性。通过粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)表征手段研究了TiO_2纳米管的相组成和微观结构。TiO_2纳米管具有优异的气敏性能,可在200℃以上对H_2进行有效探测,检测极限达到20ppm。325℃对1 000ppm H_2灵敏度为446,响应时间为2s,对H_2选择性好。     

改性花生壳活性炭的制备及其对活性艳蓝X-BR的脱色研究

以花生壳为原料,用3种不同制备类型的花生壳活性炭做对比实验,对活性炭制备时的活化状态、炭化温度、炭化时间以及脱色时的吸附时间和投加量等因素进行了探讨,研究了改性花生壳活性炭对活性艳蓝X-BR染料溶液的脱色效果。结果表明,炭化温度为450℃,炭化时间为3 h,先用磷酸活化然后炭化制得的活性炭性能最为优良;其对活性艳蓝溶液进行脱色时的最佳投加量为4 g/L,反应时间为2 h。     

杉木短柱高温烘烤后残余承载力研究

为了研究杉木短柱在高温后残余承载力,制作了一批构件,进行了高温烘烤和轴心压缩试验。通过对试验结果进行分析,研究杉木短柱炭化速度和压缩性能变化规律,探讨烘烤温度、防火漆对杉木短柱炭化速度、残余承载力的影响。试验表明,杉木短柱炭化速度随着烘烤温度的增加而增加,高温后杉木短柱的压缩曲线分为弹塑性阶段和破坏下降阶段,当荷载达到极限荷载后,曲线出现明显的下降段而发生破坏;杉木短柱残余承载力随温度升高而降低;木材防火漆能改善杉木短柱的耐火性能,降低其炭化速度和提高残余承载力。采用剩余截面法计算高温烘烤后的杉木短柱残余承载力,理论公式与实验值基本吻合。     

影响炭化型煤成型性能的工艺参数研究

对无烟粉煤生产炭化型煤的成型工艺进行了研究,得出了粉煤成型的最优工艺参数。同时用扫描电镜(SEM)对炭化型煤高温时的粘结机理进行了研究,结果表明,粘结剂用量为16%,成型水的质量分数为13%~15%,成型压力为50 MPa,炭化温度为800℃时,制得的高性能型煤的抗压强度和跌落强度分别为13.2 MPa和98.2%。型煤炭化时,煤改性粘结剂产生液相胶质体在无烟煤表面形成胶质薄膜层,薄膜层逐渐缩聚、固化,填充于颗粒间,提高了型煤强度。     

预氧化浸水煤体表面结构变化及复燃特性*

为研究预氧化长期浸水煤体孔隙结构变化及贫氧复燃特性,以长焰煤原煤（RC）、浸水煤(S200)、预氧化200浸水煤(O200I200)、预氧化300浸水(O300I200)煤为研究对象,采用N2吸附、电镜扫描、热重实验手段,在21%,15%,10%,5%氧浓度下进行实验分析。结果表明:浸水后煤样比表面积增大,低温氧化最大质量变化率（DTG）较高,促进低温氧化过程煤氧复合反应;预氧化浸水煤样平均孔径增加,初始放热温度较小,总放热量增加,其中O200I200煤样热参数相对较大。随氧浓度增加,各煤样着火点温度减小,活化能增加,O200I200煤样的这2个参数较小;随氧浓度降低,煤样初始放热温度增加,最大放热量与总放热量减小。O200I200煤体孔隙较发达,锁水能力较强,持续升温后氧化能力较强,更易复燃。     

麻疯树籽壳生物质炭的制备及对六价铬离子的吸附研究

以麻疯树籽壳为原料经磷酸活化后炭化处理制备了生物质炭吸附剂。以六价铬离子为目标对象,考察了磷酸浓度、活化时间、炭化温度、炭化时间等制备条件对生物质炭吸附六价铬离子的能力,并探讨了生物质炭的投加量、溶液pH值等工艺条件对六价铬离子吸附能力的影响。结果表明:在磷酸浓度为2 mol/L,活化18 h,600℃下炭化1.5 h时所制得的生物质炭在投加量为5 g/L、溶液pH值为3时对铬离子的吸附效果最佳,铬离子去除率为74.5%。     

木质类人造板材炭化痕迹实验及数值重构研究

利用锥形量热仪测定不同辐射热通量和不同燃烧时间下木质类人造板材的炭化深度,建立木质类人造板材炭化痕迹的数学模型,并嵌入到FDS(Fire Dynamics Simulator)源程序中,与自身功能相结合,实现重构木质类人造板材炭化痕迹的功能。同时实验研究了不同油盘尺寸、不同燃烧时间、不同火源位置和不同材料种类对炭化痕迹的影响,并利用新编译的FDS程序对实验进行重构,对比重构结果和实验结果,证明该程序可以用于重现木质类人造板材的炭化痕迹。     

常温下铁的硫化产物自燃性

含硫油品储运过程中H2S腐蚀产物是常温下硫铁化合物的主要来源,以H2S与铁粉反应制备的硫铁化合物来模拟设备内H2S的腐蚀产物,利用自然氧化的方法测定了硫化反应产物的一次氧化升温和二次氧化升温,考察了铁粉含水量对硫化反应及硫化反应产物自燃性的影响,采用XRD和SEM手段对硫化反应产物进行了表征。结果表明:H2S与铁粉的硫化反应产物为FeS,呈微小颗粒状,覆盖在铁粉表面;硫化反应产物具有自燃性,一次氧化升温最高达到87℃;未被完全氧化的硫化反应产物密封放置一段时间后自燃性明显增加,其二次氧化升温速率最高超过39℃/min;铁粉中含有适量的水可以增加硫化反应速率,提高硫化反应产物的自燃性。     

基于玄武岩纤维载体的水体净化试验研究

简单介绍了玄武岩纤维的基本特性,以玄武岩纤维作为生物膜载体,用实际生活污水模拟黑臭河道水体,采用生物接触氧化工艺来处理净化,评价玄武岩纤维生物载体的性能,探索玄武岩纤维在水体净化中的应用。经过13 d连续运行,玄武岩纤维生物膜载体对COD和NH3-N去除率分别达到82.3%和46.8%,相比对照组分别提高了47.5%和107%,处理效果优良,但是TP的去除效果不理想,需要进一步改进,完善处理工艺。总体来说,玄武岩纤维在水体净化方面有着良好的发展前景。     

含硫油品储罐腐蚀产物自燃性的研究

通过模拟储油罐中硫铁化物的生成方式, 分析和研究了H2S气体在无氧条件下,与不同相对湿度的Fe2O3、Fe3O4和Fe(OH)3反应所生成的硫铁化物的自燃性.不同相对湿度的试样经6 h硫化后,其自燃性明显不同.以Fe2O3试样为例,相对湿度为0的硫化产物氧化升温最高为256 ℃,平均升温速率为10.8 ℃/min; 相对湿度为5%、10%和15%的硫化产物,氧化升温最高温度分别为474 ℃、408 ℃和388 ℃,平均升温速率分别为20.5 ℃/min、18.3 ℃/min和13.5 ℃/min.实验结果表明, 不同相对湿度、不同物质的硫化产物,其自燃性有显著差异,样品的相对湿度对硫化产物的自燃性有重要影响.对各种干燥样品的硫化产物进行电镜分析发现,由不同物质硫化所生成的硫化产物结构不同,致使其自燃性有较大差异.硫铁化物氧化反应放热是引发油罐着火的主要因素.