添加剂对CaCO_3固硫效果的影响

鉴于钙基固硫剂普遍存在固硫率低的情况,用CaCO3为主固硫剂,分别添加Na2CO3,MgO,Al2O3三种助剂,在ZCL型自动测硫仪上进行了不同温度、不同钙硫比(Ca/S)条件下的固硫试验。结果表明:Na2CO3对改善CaCO3的固硫效果最好,可以使固硫率提高42%;其次是Al2O3,MgO反而使固硫率下降。在此基础上,通过分析和研究,解释了添加剂的作用机理:Na2CO3能增加固硫反应活性,并能提高扩散控制阶段的固硫反应率;Al2O3可以降低固硫产物的分解率;MgO使反应控制阶段固硫反应的有效接触面积下降。     

职业病防治——章丘模式

山东省章丘市是全国重点产煤市,优质铝土出口基地,也是传统的"铁匠之乡",石灰石、花岗石、水泥等石料产量很大,2006年列"全国综合实力百强县(市)"第49位。章丘市有各类工业企业7000多家,其中80%是中小企业,而且大部分是乡镇企业和农村个体工商户,存在职业危害因素的企业有1530家,接触有害因素的作业人员有2万1580人,职业病防治工作任务很重。     

基于双循环多级水幕塔的有机酸强化烟气脱硫性能研究

双循环多级水幕塔在传统双循环脱硫反应器基础上进行了改进,采用不同pH值对上、下循环进行控制,以多级水幕代替传统的多层喷淋,因而可增强气液传质效果。石灰石溶解特性试验发现,甲酸、己二酸和柠檬酸浓度分别为10 mmol/L、5 mmol/L和5 mmol/L时,石灰石的溶解效果最佳。其中,加入10 mmol/L的甲酸时,0.5~1.5 h内石灰石溶解速率约提高10%;加入5 mmol/L己二酸,2 h内石灰石的转化率达95.02%,比空白试验缩短3 h,石灰石溶解率提高约15%;加入5 mmol/L柠檬酸时,石灰石溶解率增加3%~15%,达到平衡的反应时间缩短2 h。显然5 mmol/L己二酸的促溶效果最好。以促溶效果最好的己二酸进行强化脱硫试验,己二酸浓度为3 mmol/L时的脱硫效率比无添加剂时提高了7%以上。研究表明,双循环多级水幕塔己二酸强化脱硫效果显著,在相同脱硫效率前提下,双循环多级水幕塔己二酸强化脱硫L/G的运行经济性明显低于无添加剂脱硫L/G的。     

沸石强化热处理对土壤中铜和锌的固定作用

为研究热处理对土壤中重金属的固定作用,从甘肃白银采集铜和锌污染土壤,研究了好氧和厌氧热处理法及沸石强化热处理法对土壤中铜和锌形态变化的影响。结果表明,与好氧热处理相比,厌氧热处理对土壤中的铜和锌有更好的固定效果,且温度越高固定效果越好。在500℃时,厌氧热处理可使土壤中铜和锌的可氧化态和残渣态之和分别由原土样的31.7%和31.3%提高到93.3%和89.4%。在好氧条件下,在200~450℃范围内,是否添加沸石对土壤中铜和锌的固定效果并无明显影响;而在500℃时,添加沸石处理对重金属铜、锌的固定效果明显提高。在500℃时,与好氧热处理相比,添加沸石强化好氧热处理下铜和锌的弱酸可提取态质量比下降了12.7%和12.1%,而残渣态质量比增加了8.6%和12%。     

四苯基双酚A二磷酸酯及复配体系阻燃环氧树脂的热动力学分析

采用热分析仪对四苯基双酚A二磷酸酯(BDP)及复配APP体系阻燃环氧树脂(EP)进行TG分析,研究BDP及其复配体系阻燃EP降解的过程,并在动力学理论模型基础上计算阻燃EP的活化能.结果表明,与未阻燃EP相比,阻燃EP在600 ℃时残炭率增加,15% BDP阻燃EP的残炭率由未阻燃的20.41%增加到28.06%,15% BDP+9% APP阻燃EP的残炭率增加到34.78%;BDP及其复配体系阻燃EP的活化能显著提高,15% BDP阻燃EP的活化能由未阻燃的80.39 kJ/mol提高到141.06 kJ/mol,15% BDP+9% APP阻燃EP的活化能提高到199.68 kJ/mol.研究表明,阻燃EP体系耐热性能好,阻燃效果明显,且复配体系阻燃效果进一步提高.     

氧化煤阻化性能的FTIR研究

氧化煤低温自燃会威胁矿井生产和工人生命安全,因此必须对煤自燃的阻燃效果进行研究。在程序升温-气相色谱实验中得到煤自燃氧化过程的产出物,用CO浓度判断氧化煤自燃程度,再比较阻化剂的阻化能力并计算阻化率;利用FTIR绘制特征吸收峰,从微观结构研究阻化机理。实验结果表明:煤自燃的阻燃效果受阻化剂种类和浓度的影响,磷酸三钠阻化效果与其添加浓度呈正相关关系,20%甲基膦酸二甲酯阻化率最高为32.6%,10%磷酸三钠阻化率最低为5.1%;煤分子结构中脂肪烃数量的降低,引起气态烯烃与烷烃产生,从160℃后C-O键开始裂解破坏,导致CO含量剧烈上升,阻化剂的加入能抑制CO的产生,减缓煤氧化速度。     

EGSB反应器的低温运行性能研究

对膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在低温(10～15℃)条件下的运行状况和污泥特性进行研究.结果表明,EGSB反应器在10～15℃的低温条件下能够稳定高效运行.当进水COD质量浓度低至114mg/L或高达3600mg/L(有机负荷高达23kg COD·m-3·d-1)时,COD去除率均能维持在70%左右.与中温(32～35℃)相比,低温时颗粒污泥的沉速相对较低,但不低于15m/h,不会被冲出反应器而造成污泥流失.低温时,颗粒污泥的产甲烷活性明显降低,COD去除率也明显降低,但液体上升流速的提高能改善泥水的传质效果,提高COD去除率.在HRT=0.9h、液体上升流速Vup=3.0m/h左右的运行条件下,反应器内温度由35℃降到15℃时,K由0.391 × 103降到0.107×103,COD去除率由84.32%降到68.9%.但当Vup由3.0m/h提高到4.2m/h时,K由0.107×103提高到0.254×103,COD去除率也由68.9%提高至76.7%.低温时,EGSB反应器的抗温度冲击能力很强.低浓度时,EGSB反应器的抗pH冲击能力不强,但随着进水COD浓度的提高,其抗DH冲击能力逐渐增强.EGSB反应器在低温低浓度条件下运行时需添加碱度以维持反应器内适宜的pH值.     

四苯基双酚A二磷酸酯及复配纳米SiO2体系阻燃PC/ABS的热动力学分析

利用热分析仪对四苯基双酚A二磷酸酯(BDP)及BDP/纳米SiO2阻燃PC/ABS进行了TG分析,研究了BDP及其复配体系阻燃PC/ABS的降解过程,在动力学理论模型基础上,求出了阻燃PC/ABS的热力学参数-活化能.实验结果表明,与未阻燃PC/ABS相比,阻燃PC/ABS在600℃残炭率增加,15%BDP阻燃PC/ABS的残炭率由未阻燃的16.55%增加到22.16%,15%BDP/7%SiO2阻燃PC/ABS的残炭率增加到25.24%;BDP及其复配体系阻燃PC/ABS活化能显著提高,15%BDP阻燃PC/ABS的活化能由未阻燃的91.55kJ·mol-1提高到143.83kJ·mol-1,15%BDP/7%SiO2阻燃PC/ABS的活化能提高到254.08kJ·mol-1,体系耐热性能好,阻燃效果明显,复配体系阻燃效果进一步提高.     

工业窑炉煤气换热器安全问题

许多用低热值煤气体燃料的工业窑炉,采用煤气和助燃空气双预热的节能技术,例如高炉热风炉采用水-碳钢热管换热器预热高炉煤气和助燃空气,加热炉和热处理炉采用金属管状换热器预热高炉煤气和混合煤气等,均取得显著的节能效果。煤气预热(一般预热到200℃)虽能改善燃烧条件,提高燃烧温度,降低燃料消耗,但稍有疏忽便可酿成爆炸事故。因此,如何合理设计和安全使用煤气换热器,以保证其正常运行是个值得重视的问题。以下是笔者根据实践经验提出的几点认识。     

煤基炭负载K/Ni催化剂脱除NO_x的研究

在N_2/O_2/NO气氛下,利用煤基炭同时作为载体和还原剂,通过固定床反应器进行催化还原脱硝实验。结果表明,负载KNi多组分催化剂煤基炭表现出良好的脱硝效果,在300℃下脱硝效率超过88%,而负载K、Ni单组分煤基炭分别为40%和28%。负载KNi多组分催化剂煤基炭经20%(wt)KOH改性预处理后,表面含氧类官能团含量明显增多,有利于催化剂均匀负载,在250℃时脱硝效率维持56%长达6 h,达到低温条件下稳定脱除NO的目的。     

不同煤层煤氧化自燃性实验分析

为研究不同煤层煤自然发火特征的异同性及规律,以淮南矿区1号、3号、6号、13号煤层为研究对象,通过自然发火实验,对不同煤层煤的自然发火期周期、煤样70℃时放热强度和R70值进行分析。研究结果表明:4个不同煤层煤样自燃性由强到弱依次为:3煤>6煤>1煤>13煤;变质程度相近的4个煤层,3煤自然发火期最短,这与煤体中硫分和水分含量高有关;13煤变质程度较高,且前期放热强度、耗氧速率增长缓慢,其自燃性较弱;4个不同煤层煤的耗氧速率、CO,CO2产生率,以及C2H4/C2H6值随煤温升高具有相似的变化规律;煤中CH4气体大量解吸出现于煤温60℃之前,煤中灰分在80~120℃开始逐渐吸热融化,解析和融化均会抑制煤氧接触并且减小煤氧反应放热总量。     

防治煤矿火灾的凝胶泡沫材料制备及其性能研究*

为解决纯水玻璃（WG）凝胶泡沫强度低、泡沫稳定性差易破碎,凝胶固水性差等问题。将保水剂和成膜剂引入WG凝胶泡沫中,对水玻璃凝胶泡沫进行优化设计,最终制备出保水性高、泡沫稳定性高、成膜性好的WG凝胶泡沫。研究结果表明:WG凝胶泡沫材料的最佳复配体系是发泡剂为十二烷基醇醚硫酸酯钠（AES）和十二烷基硫酸钠(SDS)按1∶2比例复配,浓度为0.8%,胶凝剂WG浓度为8%,交联剂NaHCO3浓度为2%,聚丙烯酰胺浓度为0.4%,成膜剂A浓度为1%,保水剂B浓度为0.3%;改性后WG凝胶泡沫具有更加紧密的网状结构,稳定性好,并且具有较好的成膜性,常温下半衰期达40 d;阻化实验表明,100 ℃此凝胶泡沫阻化率高达78.35%,能有效减缓煤的氧化放热速率抑制自燃;煤堆燃烧实验表明,改性后WG凝胶泡沫能有效抑制煤的燃烧,防止煤复燃。     

肥煤自燃全过程热动力学特征参数研究

实验测定了林西矿肥煤样品30~900℃煤自燃全过程热动力学特征参数,得出:TG/DTG曲线显示煤样DTG初始临界温度45℃,干裂温度122℃,活性温度195℃,增速温度265℃,质量极大值温度342℃,着火温度465℃,最大热失重速率温度515℃和燃尽温度690℃;DSC曲线显示,煤样初始放热温度60℃、最大热释放速率温度511℃。结合TG-DTG-DSC曲线综合分析可知,煤温达到510℃左右时煤样反应最剧烈。由煤自燃标志气体测定实验系统得出:煤温130℃后CO,CO 2释放量迅速增加,210℃增加速度下降;CH 4,C 2 H 6含量变化具有规律性且两者变化相近;C 2 H 4出现温度为130℃;C 2 H 4/C 2 H 6比值在190~350℃有较强的规律性,呈上升趋势且上升速度较快;350℃之后,CH 4,C 2 H 6,C 2 H 4体积分数均开始急剧增大;C 2 H 4/CO与C 2 H 4/CO 2变化趋势大致相同,在130~350℃时缓慢增长,达到350℃后比值呈指数形式上升。经拟合曲线,得到活化能的3个突变点温度:70,180,220℃,其中180℃与交叉点温度相吻合。通过以上研究,得到了肥煤自燃全过程的热力学特征参数,为实际生产中防治煤自燃提供了理论依据。     

矸石山自燃阻化剂的阻化机理研究

为了防治矸石山的自燃和改善矿区环境质量,揭示和研究矸石山煤矸石自燃阻化剂的阻化作用机理,寻求高效的煤矸石山自燃阻化剂,通过在煤矸石中添加各类自燃阻化剂,在柱箱中进行空气氧化程序升温实验,并利用气相色谱仪对不同氧化温度下分离出的气体中O2,CO,CO2以及各种烃类组分的含量进行分析,研究其自燃发生、发展的规律,从而为研究矸石山煤矸石的自燃阻化提供理论依据。实验研究表明,带有吸附基团的高聚物和表面活性剂组成的聚合物乳液对煤矸石自燃具有较好的阻化作用。该研究成果对矸石山煤矸石自燃治理具有一定的指导意义。     

煤中掺比伴生硫化物的自燃特性分析

为了深入探究矿井下伴生硫化物对煤自燃及着火燃烧特性的影响,向原煤中添加不同量的含硫物配制4种不同含硫量的煤样,通过TG实验、DSC测试和XRD分析,研究伴生硫化物对煤自燃及着火燃烧特性的影响规律;基于Coats-Redfern法计算煤中掺加不同伴生硫化物时煤燃烧阶段的活化能。研究结果表明:随着煤中掺比伴生硫化物的增多,煤的特征温度相应减小,而吸氧量、可燃和稳燃指数相应增大,原煤中混入伴生硫化物后更易自燃;随着煤中掺比伴生硫化物的增多,煤燃烧阶段的活化能降低,煤更易着火燃烧;伴生硫化物的主要成分为水绿矾、叶绿矾,这些物质在常温下遇水和氧气能够发生化学循环反应,反应放热促使了煤更易自燃;伴生硫化物在温度高于200℃以后整体表现为放热,在温度为565℃时达到放热峰值,这使得煤燃烧阶段的活化能降低,煤更易燃烧。     

煤自燃发火潜伏期不同温度下耗氧特性的研究

为了探究地层温度的升高对采空区自燃倾向性的影响,对处于自燃潜伏期的煤展开耗氧特性和CO释放特性的研究。通过对长平矿3#煤分别进行20~60℃的封闭耗氧实验,得到了自燃潜伏期不同温度下煤的氧浓度以及CO浓度随时间变化的曲线。对氧浓度变化曲线和CO浓度变化曲线进行拟合分析得到了不同温度下煤的氧气消耗和CO生成速度,同时得到了氧浓度衰减系数和CO浓度增长系数。封闭耗氧实验结果表明:从20~60℃氧气消耗速度逐渐增大并且氧浓度衰减系数呈指数增长,CO浓度增长系数也逐渐增大并且同样呈指数增长,煤的窒熄带氧浓度临界值从20~60℃逐渐由16.8%降低到12.4%。为探究不同温度下采空区煤的自燃发火危险性,将封闭耗氧实验结果的参数应用到采空区CFD数值模拟仿真中,模拟得到随着温度升高采空区窒熄带临界氧浓度位置由200 m增长到380 m。结果表明:常温下不易自燃的煤在较高的环境温度下表现出了较强的氧气消耗和CO释放能力,并且采空区自然氧化带随着温度的升高动态变宽,增大了采空区的自燃发火危险性。     

煤低温恒温氧化过程反应特性的试验研究

为进一步揭示煤低温氧化机理、指导煤矿安全开采过程中的煤自燃火灾防治工作,根据CO,CO2是煤低温氧化的主要气体产物这一反应特性,同时CO是判断煤自燃程度的重要指标性气体这一工程实际,采用恒温试验方法研究某烟煤在30℃,50℃和70℃解吸附和解吸附后再氧化过程中的CO,CO2气体产物的产生特性。研究结果表明,新鲜煤中就存大量活泼的络合物,并且这种络合物在高于常温的情况下就可以自身发生分解,产生的主要气体产物为CO2,在较高的温度下,CO的生成量才逐渐增加;在煤的低温氧化阶段,煤与氧气发生的化学反应并不强烈,气体产物CO和CO2主要由络合物分解产生。因此,在煤自燃火灾防治时要及时控制煤在低温情况下,由于络合物分解放热而使煤温逐渐升高从而导致自燃发生。     

采空区亚自燃状态及其向自燃转化研究

针对高危自燃采空区遗留煤发生自燃问题,提出采空区亚自燃状态的概念.开采推进过程中的采空区自燃,都可理解为是从亚自燃状态向自燃状态转化的结果,且其转化过程时间很短,小于最短自然发火期.在不同条件下的自燃过程满足叠加组合原理,采空区亚自燃状态向自燃转化过程是两种以上过程的叠加.转化受亚自燃状态程度(稳定温度)、工作面推进度、漏风供氧、煤堆积状态及防灭火措施(注氮)等因素影响.亚自燃状态理论能够解释生产实践中一旦某一不利因素出现,能在短时间内导致自燃发生的现象(自燃突发性).亚自燃状态概念的提出,将有助于从理论上正确认识实际采空区自燃状态的演变过程,实现早期预防采空区自燃的发生.     

凯达煤矿采空区煤自燃极限参数分析

为更加精准地判定采空区自燃危险区域,对煤自燃极限参数的计算方法进行改进,采用能量守恒微分方程的分析解计算煤自燃所需必要条件的极限值;以内蒙古凯达煤矿为例对该方法进行验证,根据浮煤的物性参数以及采空区环境条件,计算分析46205工作面回风侧采空区煤的自燃危险性;根据采空区漏风条件以及煤自燃所需要的氧浓度值,分析在遗煤较厚...     

煤自燃预测气体及活化能变化研究

为了研究煤在低温阶段的自燃活化能及气体产生规律,基于耗氧量与煤温间的计算模型,利用煤氧化动力学测试系统,分析了3种不同自燃性煤的低温氧化表征。结果表明:1)随着煤自燃倾向性增强,煤的耗氧量和耗氧速率逐渐增大,且其耗氧速率急剧增大的拐点温度逐渐升高;2)不同自燃性煤活化能变化规律存在显著差异,利用阶段耗氧量拐点计算出铜川和大同煤样温度分别为203℃、228℃时,活化能快速减小,开始进入自发氧化阶段;晋城煤样活化能经历先减小后增大的过程,其中过渡温度段91~135℃时,活化能最小;同时拟合出活化能(E)与指前因子(A)关系式满足动力补偿效应,验证了机理函数的合理性;3)依据复合气体CO_2/CO、CH_4/C_2H_6、C_2H_4/C_2H_6、C_3H_8/C_2H_6随温度的变化趋势,结合煤低温氧化特性,可预测煤样的氧化进程和煤体温度。