多尺度煤粒与瓦斯多尺度动扩散系数模型特征参数关系研究

为研究煤基质尺度对瓦斯扩散运移能力的影响,在实验室内开展了0.18~0.25 mm,0.25~1 mm,1~3 mm,3~6 mm,6~10 mm等5种不同尺度煤粒在不同初始吸附平衡压力下的瓦斯扩散实验。基于多尺度动扩散系数新模型,研究了煤粒尺度与多尺度动扩散系数模型特征参数的关系。研究结果表明:新模型对全扩散过程的描述精度要好于经典模型,经典模型最大相对误差达18.4%,而新模型仅为3.9%;相同条件下,初始扩散系数D0值随着粒径的增大呈递增趋势,最大增大了45.3倍;扩散衰减系数β值随着粒径的增大呈递减趋势,最大衰减了89.8%。实验揭示了多尺度煤粒内的瓦斯多尺度扩散特征,大尺度煤粒包含了更大的外在孔隙,导致煤粒尺度越大,初始扩散系数D0值越大,但因大尺度孔隙占比较大,导致孔隙尺度级差变化较小,因而有较小的衰减系数β值;小尺度煤粒因具有较小的外在孔隙,其D0值较小,但因微小孔隙占比较大,且微小孔隙尺度级差变化较大,因而有较大的衰减系数β值。不同煤粒尺度的扩散特征参数D0和β值的这种变化特征反映了当前低渗煤层瓦斯抽采过程中初期抽采量大但衰减迅速的现象,也为瓦斯(煤层气)增产及稳产提供了储层改造方向。     

新型高效聚合铝的生产性试验研究

为进一步提高饮用水水质,通过系统研究筛选混凝剂及优化混凝过程来达到高效去除污染物,以提供经济合理的水处理工艺途径.结果表明:新型药剂具有显著提高出水水质的性能,改善了沉淀后水体颗粒物的粒度分布特征,提高了过滤效率.同时表现出明显优越的去除有机物能力,传统工艺TOC去除大约在9%～11%,而新型药剂则可以达到17%～20%.应用树脂分离分级对不同有机物表征的结果也得到进一步证实.原水的TTHMFP为20.98μg/L,而原有工艺为11.01μg/L,使用新药剂后仅为6.40μg/L.使用新药可以明显节约成本,具有显著的经济效益,同时降低生产工艺的复杂性.     

基于经典扩散模型不同粒径粒煤瓦斯扩散特征实验研究

为了获取多尺度粒煤在不同初始吸附平衡压力条件下的甲烷扩散特征，完成了0.25～1.00 mm，＞1.00～3.00 mm，＞3.00～6.00 mm和＞6.00～10.00 mm这4种粒径粒煤在1.0 和3.0 MPa初始吸附平衡压力下的甲烷扩散实验，并考察了经典扩散模型对各实验在0～10 min，0～60 min，0～180 min时间段的扩散拟合效果。研究结果表明:同实验时间，扩散率表现为随着粒径的减小呈增大趋势，0.25～1.00 mm相较＞6.00～10.00 mm粒径粒煤最大增大了73%；经典扩散模型不适用于描述甲烷在粒煤中的全阶段扩散，粒径越小拟合精度越低，仅对于初始扩散阶段（0～10 min）拟合效果较好；同初始吸附平衡压力，初始扩散系数D值随着粒径的增大呈递增趋势，＞6.00～10.00 mm相较0.25～1.00 mm粒煤扩散系数增大至7倍。不同尺度粒煤的瓦斯扩散特征，为煤层气达产、稳产、增产提供了储层改造方向。     

化学沉淀分离-置换法提纯Al13的工艺研究

采用AlCl₃溶液和Na₂CO₃粉末在不同温度下制备了不同浓度的聚合氯化铝(PACl). 以选定的中等浓度、高Al₁₃含量的PACl为原液,研究了Al₁₃与硫酸盐沉淀反应过程中SO₄/Al摩尔比、反应体系起始总铝浓度的影响以及Al₁₃硫酸盐与Ba(NO₃)₂置换反应过程中的Ba/SO₄摩尔比、超声、温度等因素的影响. 实验结果表明,在制备温度为50℃条件下,浓度在0.4～0.6　mol/L范围的PACl含有较高的Al₁₃. 沉淀分离反应的最佳SO₄/Al摩尔比为0.6∶1;生成的 Al₁₃硫酸盐沉淀物为正四面体状晶体. 在Al₁₃硫酸盐与Ba(NO₃)₂溶液置换反应过程中,Ba/SO₄的最佳摩尔比为1∶1,反应温度及超声作用对置换反应的影响较小;提高Ba(NO₃)₂的起始浓度可以得到相应较高浓度的纯化Al₁₃溶液. 所得Al₁₃纯度的统计平均值为92.1％.     

化学沉淀分离-置换法提纯Al13的工艺研究

采用A1Cl3溶液和Na2CO3粉末在不同温度下制备了不同浓度的聚合氯化铝(PACl).以选定的中等浓度、高Al13含量的PACl为原液,研究了Al13与硫酸盐沉淀反应过程中SO4/Al摩尔比、反应体系起始总铝浓度的影响以及Al13硫酸盐与Ba(NO3)2置换反应过程中的Ba/SO4摩尔比、超声、温度等因素的影响.实验结果表明,在制备温度为50℃条件下,浓度在0.4～0.6mol/L范围的PACl含有较高的Al13.沉淀分离反应的最佳SO4/Al摩尔比为0.6∶1;生成的Al13硫酸盐沉淀物为正四面体状晶体.在Al13硫酸盐与Ba(NO3)2溶液置换反应过程中,Ba/SO4的最佳摩尔比为1∶1,反应温度及超声作用对置换反应的影响较小;提高Ba(NO3)2的起始浓度可以得到相应较高浓度的纯化Al13溶液.所得Al13纯度的统计平均值为92.1%.