城市生活垃圾水蒸气催化热解的实验研究

采用自行设计的外热式催化热解实验装置,以城市生活垃圾为原料,对温度(600℃～900℃)、物料的组分、加热方式、水蒸气以及白云石催化剂等影响垃圾热解的因素进行了分析。结果表明,气化温度、水蒸气、催化剂对垃圾热解性能影相显著。随热解温度的升高,产气量不断上升,H2和CO的含量增加,当温度为900℃时,产气量达到0.96m3/kg,H2和CO含量分别达35.1%和31.8%;催化剂使用、水蒸汽通入显著改善产品气质量,特别是H2含量,可达45%左右;挥发分含量较高的物料热解性相对较好;快加热方式有利于提高产品气质量。     

蒸汽爆破对污泥和餐厨垃圾联合厌氧消化的促进效果

鉴于蒸汽爆破（简称"汽爆"）预处理对污泥和餐厨垃圾联合厌氧消化的影响还鲜有报道,为探讨汽爆预处理对污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化的促进效果及经济可行性,利用小型发酵罐在35℃下开展了未预处理污泥和餐厨垃圾联合消化、汽爆污泥单独消化、汽爆污泥和餐厨垃圾联合消化的试验,并进行能耗分析.结果表明,未预处理污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,VS（挥发性固体）去除率为33.9%,沼气产率为311.0 mL/g（以投料VS计）;汽爆污泥单独消化阶段,VS去除率和沼气产率均略高于未预处理污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,但反应器ρ（NH₄+-N）过高,影响产气稳定性,沼气φ（CH₄）较低.汽爆污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,VS去除率和沼气产率分别达到49.5%和420.5 mL/g,显著优于未预处理联合消化阶段.能耗分析表明,预处理的升温过程使汽爆预处理整体能耗偏高,但若能有效回收70%的热量,则汽爆预处理可提高污泥-餐厨垃圾联合中温厌氧消化工艺3.34 kW·h/t（以污泥量计）的能量产率.研究显示,汽爆预处理可提高污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化工艺35.2%的沼气产率,但由于预处理能耗较高,预处理过程中热能的有效回收是汽爆预处理应用于污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化经济可行的关键.      

基于ANSYS的裂隙岩体全充填介质膨胀效应的数值模拟

依据采矿区裂隙岩体中存在的具有鲜明水理性质的膨胀性充填物,应用有限元分析软件ANSYS对裂隙全充填的岩体进行了数值模拟计算,重点探讨了膨胀性充填介质对裂隙岩体位移、应力场的影响。结果表明:裂隙充填物的膨胀效应增大了裂隙岩体各应力的分量,因此当计算的裂隙岩体应力呈非线性分布时,应综合考虑裂隙充填物吸水膨胀效应,否则计算结果将偏于不安全;导致裂隙扩展的楔切效应显著,但裂隙岩体未受到拉张和剪切破坏。通过将模拟结果与实测结果进行对比分析,验证了该模拟方法的有效性和可靠性。     

再生混凝土力学性能研究进展

再生混凝土的应用,不仅能够减少废弃混凝土填埋导致的环境污染,而且能解决天然石料资源不足和废弃混凝土如何再利用的问题,其中,力学性能是再生混凝土研究领域的重要内容。对国内外再生混凝土力学性能的研究进展进行了总结,介绍了再生混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗折强度、弹性模量、泊松比和应变的影响因素及其最新研究成果,并分析了目前研究的不足,以期为未来再生混凝土的研究提供新思路。     

污水处理场厌氧反应器的结构设计要点

介绍污水处理场厌氧反应器的结构特点和工艺要求。为保证安全生产及对污水的处理能力，设计中利用无粘结预应力抗拉能力强、抗裂能力高的特点重点解决好温度应力、裂缝宽度等问题，使得污水处理的厌氧工艺更具推广优势。     

模拟高低空交变环境下30CrMnSiNi2A钢力学性能研究

目的研究30CrMnSiNi2A钢制腔体的力学性能影响及演化规律。方法借助高低温低气压试验和中性盐雾试验交替进行,模拟高低空交替变化的腐蚀环境。通过比较静力拉伸试验和疲劳试验的结果,进一步揭示预腐蚀对静力拉伸性能和疲劳性能的影响。结果经过预腐蚀处理,30CrMnSiNi2A钢制腔体的力学抗拉强度下降了0.73%,规定塑延伸强度上升了0.04%,断后伸长率下降了0.95%。疲劳寿命数据与对数疲劳寿命数据均符合正态分布,未发生明显变化。结论高低空交变环境下,腔体内部会发生一定程度的腐蚀,但由于腐蚀程度较小,对30CrMnSiNi2A钢力学性能影响不大。     

不同弹性体对电子废弃物废PP改性效果的影响

针对废PP(聚丙烯)的抗冲击强度降幅明显的问题,分别采用POE(乙烯-辛烯共聚物)和SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)作为增韧剂,对废PP共混改性效果进行了研究. 结果表明:POE和SBS均可有效改善废PP的韧性,提高冲击强度;当弹性体用量为15%(以w计,下同)左右时,其共混体系的冲击变化过程由脆性断裂逐渐向韧性断裂转变;添加16.7%的弹性体时,POE和SBS共混体系的冲击强度可分别达到新PP的2.33和1.90倍,但POE对共混体系的冲击性能改善效果更佳. POE较SBS在废PP基体中分布更为均匀,弹性体用量为16.7%时,PP/POE体系熔体流动速率为17.4g/10min,大于PP/SBS体系(6.21g/10min),即PP/POE体系具有加工优势. 但是添加弹性体后,废PP共混体系的拉伸强度、弯曲强度等指标有所下降,需进一步提高.      

高温下复合材料螺栓接头强度的试验研究

目的研究高温环境对树脂基复合材料螺栓连接接头的强度和破坏模式的影响规律。方法以T300/BMP316复合材料为研究对象,在室温~310℃范围内对不同宽孔比的螺栓连接接头开展拉伸试验研究。结果获得了不同宽孔比、不同温度环境下树脂基复合材料螺栓连接接头强度和破坏模式的变化规律。结论不同宽孔比螺栓接头试件的载荷-位移曲线既具有共性特征,又具有明显的差异。宽孔比对复合材料螺栓接头的拉伸强度和破坏模式均具有明显的影响,在相同温度下,接头的拉伸强度随着宽孔比的增大而下降,其破坏模式将由拉伸-挤压破坏逐步向剪切-挤压破坏转变,宽孔比越大,拉伸破坏模式占的比重越小,而剪切破坏占的比重越大。试验温度虽然没有改变同一宽孔比复合材料螺栓接头的破坏模式,但对其拉伸强度影响明显,相同宽孔比下复合材料螺栓接头静载强度随着温度的升高而降低,这是由于随着温度的升高,树脂基体的性能下降明显,使得接头中更易出现拉伸破坏和挤压破坏等,进而大大降低了复合材料螺栓接头的强度。     

基于超声空化原理的废旧线缆回收方法

废旧线缆是一种可以回收利用的资源。目前普遍使用机械破碎方法回收废旧线缆,具体工艺是采用机械磨削的方法分离铜和绝缘皮,然后用筛分法获得。由于此工艺中包含有磨削过程,因此会损失很大一部分铜,从而造成资源浪费。为此,研究使用超声波工艺回收电线,并探讨一些因素对分离率的影响。研究结果表明:利用超声波的空化效应分离电线中的金属和塑料,能有效避免铜的大量损失。当水温为60℃,分离率达到最高值;电线长度与分离率之间基本成反比关系;电线总量的大小对分离率也有一定的影响。     

Experimental investigation on mechanical and metallurgical properties of super duplex stainless steel joints using friction welding process

Friction welding is one of the most economical and highly practicable methods in joining similar and dissimilar metals. In this study, high-quality welds are produced in the super duplex stainless steel by continuous drive friction welding successfully. Design of experiment was done using central composite design of response surface methodology. In the present work, the microstructure and mechanical properties of friction welded super duplex stainless steel (UNS S32760) were examined. The base material has a microstructure consisting of the ferrite matrix with austenite islands. Ferrite content was analyzed through the phase analyzer software and found that it is in the range of 42–55% in all weld metals. The phases were further analyzed through X-ray diffraction method. All the weld metals have higher hardness than the base metals. Weld transverse tensile failures consistently occurred away from the weld zone and exhibit more hardness, yield and ultimate tensile strengths than the base material. The austenite content increases with nitrogen concentration. Nitrogen could enhance the yield stress and ultimately tensile strength of super duplex stainless steel. Secondary phase precipitation is not observed in the welded joint probably due to the shorter heating times.     

基于加热改性预处理废线路板的热力学作用过程研究

电子废物是固体废物环境管理的热点问题,而废线路板是电子废物的研究核心.废线路板是由铜箔、树脂和增强材料层压而成的复合材料,以破碎和分选过程相组合的机械物理方法是其资源化回收处理的主流技术,就如何提高破碎效果已成为机械物理技术发展面临的难题.研究提出了加热改性预处理的技术方法,用于废线路板结构物理改性和微观破坏,以提高破碎解离效率,其可实现金属与非金属的高度解离.基于改性处理技术,本文还分别从微观和宏观破坏力学角度,探究了加热改性处理机制.同时,结合ANSYS有限元热应力模型,对改性作用进行了理论分析.     

7A52铝合金及25CrMnSiA钢焊接件海洋大气应力腐蚀试验研究

目的研究7A52铝对接焊拉伸试样、25CrMnSiA钢对接焊拉伸试样的海洋大气应力腐蚀行为。方法利用自行设计制作的恒载荷大气应力腐蚀试验装置,在海南万宁站海洋大气环境中,分别采用7A52铝对接焊拉伸试样、25CrMnSiA钢对接焊拉伸试样进行海洋大气应力腐蚀试验研究。对试验中断裂的试样和未断裂的试样,进行表面腐蚀形貌、断口形貌、显微组织、显微硬度分布等分析。结果 7A52铝焊接件断裂在焊接部位,Cl-富集于SCC部分的含钙或含硫的第二相质点,促进了7A52铝焊接件应力腐蚀开裂。海洋大气应力腐蚀试验的25CrMnSiA钢焊接件断裂在母材部位,而实验室拉伸试验断裂在焊接部位。结论两种焊接件在海南海洋大气环境下均存在应力腐蚀开裂,裂纹萌生、扩展于朝向海洋方向的试样表面,存在"风脆"现象。     

温度对干化污泥水蒸气气化产气特性的影响

采用固定床气化装置,在水蒸气流量为0.32 kg/h条件下进行了污泥水蒸气气化实验。研究了温度对污泥气化气体产率、氢气产率、气体成分与低位热值、气体能源转化率的影响。结果表明:随着反应温度从700℃上升到1 000℃;气体产率从0.39 m3/kg升至0.61 m3/kg;氢气产率从0.18 m3/kg升至0.34 m3/kg;气体能源转化率从54%升至88%;产气的低位热值从10 688.1 kJ/m3提高至11 168.9 kJ/m3。同时产气中H2和CO含量随着温度的升高而增加,CH4、CO2和CnHm含量随温度的升高而减少。因此,为了获得更多的可燃气体,建议在污泥水蒸气气化工艺中,气化温度必须大于800℃。     

基于DIC技术获取焊接接头单轴拉伸力学性能

目的 获取异种金属焊接接头局部拉伸力学性能.方法 针对压水堆核电机组蒸汽发生器接管与安全端异种金属焊接接头(Dissimilar metal weld joint,DMWJ,其接管材料为20MND 5低合金钢,安全端为Z2 CND 18.12控氮奥氏体不锈钢,焊缝材料为INCONEL 52镍基合金),采用等直圆棒拉伸试...     

51CrV4弹簧钢环箍断裂失效分析

目的研究51Cr V4弹簧钢环箍出现断裂失效原因。方法通过化学成分分析、力学性能分析、断口扫描分析、显微组织分析及能谱分析测试手段,对51Cr V4弹簧钢环箍的断裂模式及失效原因进行分析。结果长时间处于拉应力状态,致使51Cr V4弹簧钢环箍内表面棱边萌生裂纹源;同时,在腐蚀介质和应力的协同作用下,S元素加速腐蚀进程,腐蚀产物积累,加快腐蚀微裂纹的扩展,最终导致应力腐蚀断裂失效的发生。结论通过合理的选材、结构设计和防护工艺,严格控制原材料成分,降低应力水平和环境严苛度,使应力腐蚀出现概率大大减小。     

发动机缸体开裂失效分析

目的研究发动机缸体出现开裂失效原因。方法通过化学成分分析、力学性能分析、断口扫描分析、显微组织分析、能谱分析及低倍缺陷分析测试手段,对发动机缸体的开裂模式及失效原因进行分析。结果发动机缸体原材料中Si元素超标,导致晶界析出较多的Al Si Cu及Al2Cu脆性相,在开裂区域组织存在过热过烧现象,两个原因导致组织晶间结合力大大降低。同时,在开裂区域存在热节效应,低倍疏松和缩孔较集中的现象,为热裂纹形成及继续扩展提供了有利条件。结论通过不断改进设计工艺,控制原材料成分及调节浇注参数,大大减小了热裂纹出现概率,在后序批量生产中,未发现类似失效样件。     

提高废旧塑料再生产品品质的预处理技术

废旧塑料是一种很有价值的可回收利用资源,经过再生可制取高品质塑材制品。但目前因塑料种类、颜色等原因,难有统一、合适的预处理技术,从而导致废旧塑料回收率低和塑材产品品质低等问题。针对废旧塑料的分选、破碎、清洗预处理技术影响塑材产品品质因素进行研究,重点考察破碎料粒度与氯乙烯(VCM)含量对再生塑料物化性质的多因素影响,实验结果表明,PVC型材产品杂质粒子数≤12个/900cm2,优于国标GB5761-1993相应的SG3型号优等品要求的16个/900cm2,且水循环利用率大于90%,环保效益好,具有极大的推广价值。     

废弃线路板的破碎解离和气流分选研究

破碎和材料富集分离是废弃线路板资源化的关键技术。采用冲击破碎和气流分选技术对废线路板的机械分离过程进行了研究。结果表明使用锤式粉碎机破碎,线路板中主要金属在0.8mm以下基本解离,79.65%的金属集中分布在0.125～1.0mm粒级。气流分选得到品位较高的金属富集体,粒级0.125～1.0mm中的总金属回收率超过90%。     

电选法回收废印刷线路板中金属Cu的研究

采用破碎机和高压电选机对废印刷线路板中金属Cu进行回收.结果表明,破碎产物粒度<0.9mm时金属的单体解离度较高,可以作为分选的原料.物料在电选过程中的动力学分析表明,影响电选效果的主要因素为电极电压、滚筒转速、电晕电极距及物料粒度.经正交实验优化影响参数后,-0.9+0.074mm粒级的破碎产物一次电选所得精料中Cu的富集情况较好,Cu品位由32.0%富集到63.6%,回收率为78.7%.     

废线路板非金属物料再生利用新型工艺研究

以加热改性处理前后的废线路板非金属物料为对象,对其再生利用工艺进行了研究.通过添加硅烷偶联剂、润滑剂、抗氧化剂和改性剂等助剂改性共混,基于挤出注塑成型工艺过程,可制备废线路板非金属物料填充增强聚丙烯复合板材,该工艺同时可适合一定温度条件下加热改性处理后的非金属物料,其主要力学性能符合相关制品产品质量标准.确定的优化参数为:非金属物料添加质量分数30%,添加助剂包括硅烷偶联剂(1%)、润滑剂(1%)、抗氧化剂(1%)和改性剂(5%).