甲烷高温自燃诱导过程实验与数值模拟研究

甲烷的转化在化工产业中具有举足轻重的地位与战略意义,近年来涌现的氧化偶联制烯烃等多种新型化工工艺涉及高温条件的甲烷-纯氧等体系的混合与反应过程,明确甲烷高温自燃诱导与爆炸规律是实现工艺安全设计与运行的前提,然而相关研究与基础数据仍较为欠缺。通过利用基于快速压缩装置的高温高压燃爆测试系统开展甲烷-纯氧等典型混合体系的自燃诱导过程研究,同时基于GRI-Mech 3.0机理的数值模拟方法进行了数值模拟研究。实验结果与数值模拟结果吻合较好,随着温度/压力的增加及氧气含量的下降,混合体系自燃诱导时间均缩短;燃料气中加入乙烷或氢气则会大幅缩短自燃诱导过程。对于多个工艺过程中涉及的低氧含量体系率先开展了研究,得到了不同当量比及温度条件下的典型体系自燃诱导时间,同时考察了惰性气的加入对于自燃诱导过程的延长作用。研究结果有助于深入理解甲烷自燃诱导机理,同时指导高温条件的甲烷转化工艺的本质安全化设计与爆炸防控。     

层状云降水中化学过程的数值模拟

对一维时变的层状云物理化学模式的化学过程作了研究,引入了较为细致的化学模式,并以类似化学反应方程式的方式处理了气液传输、碰并和云雨转化过程。在此基础上讨论了典型条件下的云雨酸化过程。模拟结果表明,高空云雨水组成随时间逐渐减小,地面雨水组成呈峰型分布。在降水后期pH值主要同O₃和SO₂有关;主要来自气溶胶,来自NH₃,气体和气溶胶对的贡献大致相当,和Ca￣(2＋)的云下清除约占60％～80％;在降水前期H₂O₂时S(Ⅳ)的氧化超过O₃,降水后期S(Ⅳ)的氧化主要通过O₃。      

地下水中污染物运移过程数值模拟算法的比较

数值模拟已成为目前地下水有机污染现场中,预测和评价溶解相有机污染物运移的主要手段。自从MT3D问世以来,它在地下水溶质运移的模拟中得到了广泛的应用。MT3D中包含有4种不同的数值算法——MOC,MMOC,HMOC和UFDM。利用Processing MODFLOW Pro.7．0.5建立了均质一维流动的地下水数学模型,考虑溶解相有机污染物在地下水中运移时的4个主要影响因素——对流、弥散、吸附和降解,设定了14种代表性的情形,模拟了等浓度污染源条件下污染物的运移,并将不同数值算法的计算结果与理论解进行比较,从而研究不同数值算法的优缺点,为实际数值模拟时算法的选择提供依据。     

薄壁深孔件拉深过程的数值模拟

利用上限元技术(UBET)模拟出薄壁深孔件在变薄拉深成形过程中，几种主要工艺参数对断裂的影响程度，由此得出防止断裂产生的措施。     

农药在包气带中迁移过程的数值模拟

根据水动力学弥散理论建立农药在包气带中运移与转化过程的数学模型,评价农药使用对地下水环境的影响。选择应用范围广、用量大、毒性高的7种农药为目标污染物,以汉江流域的中下游地区的气象与土壤特征为条件进行模拟,结果表明,甲胺磷、乐果、甲草胺容易在土壤中淋溶,对地下水造成很大威胁。根据地下水埋深和设定的浓度限值,估算了农药对地下水的安全使用量。     

半干法烟气脱硫过程的数值模拟

对增湿脱硫实验装置进行了数值模拟研究,依据流体动力学原理建立气液固三相耦合模型：即质量、动量、能量和湍动能耗散输运方程,在构造脱硫装置的网格模型基础上,通过有限元数值计算方法,借助流体软模拟计算了反应器内的脱硫过程,考虑脱硫剂加入量、反应温度、烟气流量工艺因素的影响时该活性脱硫剂的脱硫性能,将模拟值与实测值进行了对比,误差较低,表明本模型及其参数具有一定的准确性。     

华南地区典型酸雨过程气象条件的数值模拟

利用MM5 中尺度气象模式对广东地区2004 年4 月6~7 日一次典型酸雨过程的气象条件进行数值模拟.从酸雨实测、实际天气图和卫星云图资料出发,结合数值模拟结果对造成典型酸雨过程的流场、水汽场、高度场以及位温场进行分析,并讨论此次酸雨过程局地源和外来源的可能贡献.结果表明,此次酸雨过程是由典型的冷锋过境降水所造成的,冷暖空气交汇造成明显的风切变和水汽梯度,锋面逆温层高度低,不利于污染物的稀释扩散.从广州地区不同酸雨测点的资料可见,除了外来输送源外,广州地区局地源对于酸雨pH 值也有一定的影响.     

油品储运过程挥发损耗测算与分析

通过对燕化公司油品储运情况的调查，测算其油品储运过程中的挥发损耗，并提出了有关的防治措施。     

板材超塑性拉延过程的数值模拟

板料超塑性成形是一种全新的成形方法。用刚塑性有限元法对Zn 2 2Al合金U形拉延过程进行了数值模拟 ,分析了变形过程中工件的应力、应变、摩擦和厚度分布 ,揭示了成形过程中金属的塑性变形规律 ,为成形工艺设计提供了有效的分析工具。     

古城水电站引水隧洞施工过程中围岩稳定性的数值模拟

介绍了古城水电站引水隧洞采用台阶法施工的过程与方法,并以有限元分析软件ANSYS为平台,运用现代岩体力学模型对该引水隧洞施工过程中围岩与衬砌之间的作用进行了数值模拟,研究了围岩应力动态调整过程及其围岩的变形规律。结果表明:隧洞上断面开挖且初期支护后拱顶弯矩值和剪力值最大,此处最容易遭到破坏;通过对施工过程中监测数据的整理和分析,预测了隧洞断面的最终收敛量,其计算结果符合规范要求,表明初期支护的设计能够满足隧洞围岩稳定性的要求。     

煤矿矸石山的自燃及其控制

试验研究了煤矸石的自燃临界风速及煤矸石的粒径、空隙率与透气率的关系,详细分析计算了矸石堆中的热风速与自然对流风速。研究表明通过减小矸石堆的空隙率可以减小其供氧速率,从而达到控制煤矸石山自燃的目的。     

晋城古书院矿区自燃煤矸石山灭火治理及植被实践

介绍了晋城古书院矿预防治理自燃煤矸石、植被绿化现状,结合煤矸石结构理化特性,采取注浆法固化,黄土覆盖,并融会贯通周围环境植被工程实践.     

煤自燃阻化机理及其应用技术的研究进展

煤自燃阻化技术在煤炭开采中获得了广泛的推广应用,创造了巨大的经济效益和安全效益。为提高防灭火的针对性和高效性,结合煤自燃发生的充要条件,从破坏其中任一条件出发,进行煤自燃阻化机理及其应用技术的研究进展评述。煤自燃的阻化机理,在微观方面表现为阻止煤自燃自由基的链式反应发生以及破坏煤分子结构活性基团,在宏观方面主要表现在耗氧速率、气体产生率、放热强度和阻化率等阻化性能指标参数,并针对现场应用实际,划分出煤自燃阻化剂的类别,以及对应的适应性和时效性指标,并展望了阻化剂的发展趋势,为有效防治煤自燃提供依据。     

层次分析法在炼油储运系统中的运用

采用层次分析法建立了储运系统主要安全问题的层次分析法模型,并运用专业软件Yaaph计算得到了主要安全问题的影响程度(权重值),进而确定系统中的关键安全因素.     

晋城煤矸石利用与自燃防治技术

晋城无烟煤矿业集团有限责任公司是我国520家重点企业之一。目前集团公司有四对生产矿井,一对正在筹建的4 Mt矿井,投产以来,原煤产量每年均稳定在10 Mt左右。 随着生产能力的扩大,机械化采煤技术的提高,煤矸石的排放量增多。因此,如何处置、利用煤矸石,以及防治煤矸石山自燃等问题,成为矿区非常严重的环境问题。这些问题处理的好坏,对坚持可持续发展战略,减轻环境污染,保护耕地,创造经济效益有着很大的影响。     

粘土水泥浆及其在矸石自燃防治中的应用

为防治露天煤矿矸石自燃,以粘土和水泥为主要固料,以浆液粘度、容重及含水率三个指标为标准,配制出密度为1.48g/cm3、粘度为33s的粘土水泥浆液,并在矸石场进行了注浆试验。通过测量挖掘断面,得到了不同注浆量的浆液扩散范围以及注浆充填矸石空隙的实际效果。试验采用的浆液配方设计方法和浆液配比参数及注浆工艺参数,为矸石自燃治理注浆工艺的现场实际应用,提供了技术依据。     

煤燃烧过程中影响NOx转化的因素探讨

利用管式沉降炉对煤粉燃烧过程中的反应温度、初始氧浓度、反应时间、煤的挥发分及含氧量对燃料氮向ＮＯｘ转的影响进行了试验研究，摸清了反应的规律，找出了影响转化的显著因素。     

煤燃烧过程中影响NO_x转化的因素探讨

利用管式沉降炉对煤粉燃烧过程中的反应温度、初始氧浓度、反应时间、煤的挥发分及含氧量对燃料氮向NOx 转化的影响进行了试验研究 ,摸清了反应的规律 ,找出了影响转化的显著因素。     

小屯矿14643综采面煤层自燃综合防治技术研究

本文针对小屯矿14643综采面煤层自燃的特性,结合标志气体指标色谱分析及煤自燃倾向性鉴定预测预报体系,采用喷洒阻化剂、压注凝胶阻燃剂及注氮气的防灭火技术,形成工作面自燃火灾的综合防治技术体系,成功地对小屯矿14643综采面煤层自燃火灾进行了治理,取得了明显的效果.该研究可为煤矿开采煤层自燃的综合防治提供技术支撑.