稻壳基脱硅活性炭的制备及其对油气吸附性能研究

利用碳酸钠对稻壳进行水热脱硅,得到脱硅稻壳炭(RHC),并以RHC为原料,分别使用一定浓度的NaOH、H3PO4和ZnCl2在一定温度下对RHC进行活化改性制得稻壳基脱硅活性炭(RHAC)吸附剂,并依据RHAC对正己烷的静态吸附率进行实验条件优选,并对优选条件下制得的RHAC进行油气动态吸附实验及其物性参数表征。结果表明:H3PO4溶液活化RHC制备RHAC为最佳活化剂,最优实验条件为H3PO4溶液浓度34%,浸渍时间6h,活化时间60min,活化温度500℃;RHAC对油气的饱和吸附率为26.39%,比表面积为823.68m2/g,总孔容为0.645cm3/g,平均孔径为2.163nm。

不同极性吸附质交替吸附对吸附性能的影响

研究四种吸附剂(两种市售活性炭和两种自制硅胶)对甲醇、正己烷和水蒸气的交替吸附性能以及动态吸附过程中吸附剂温度的的变化。结果表明:吸附顺序的不同对吸附剂最后总的吸附量没有较大的影响,相比先吸附正己烷对吸附剂的影响大于先吸附甲醇对吸附剂的影响;活性炭吸附少量的甲醇对水的吸附率影响较大,AC-1吸水率降低71.7%,AC-2降低98.4%;硅胶吸附少量的甲醇后再吸附水时吸附率为负,而先吸附少量的水后因为甲醇和水的互溶,所以硅胶吸附甲醇的效果会得到一定的提高,SG-1提高69.5%,SG-2提高了81.1%,因此在需要紧急处理时可以先短暂的吸附水之后再去吸附甲醇;甲醇的解吸率高于正己烷的解吸率,硅胶的解吸比活性炭的解吸的更彻底,解吸之后活性炭的吸附率明显降低,因此连续性长期使用可以选择硅胶作为吸附剂;AC、SG最大温差分别为23.3℃、13.5℃、18.2℃和21.4℃,AC-2对甲醇具有较大的吸附量,温度变化较小,为以后应用于醇类的吸附回收技术提供实验支撑。

稻壳基硅胶疏水改性及其吸附油气性能研究

利用正交试验,对稻壳基硅胶(RHS)进行疏水改性处理,制得稻壳基疏水硅胶(RHHS),并评估其对油气的吸附性能。实验结果表明:RHS与马来酸酐、次亚磷酸钠的质量配合比为1∶1.2∶0.3,反应时间11h,反应温度100℃,制得的RHHS性能最佳,RHHS对正己烷静态吸附率为27.51%,吸水率为18.56%,动态吸附油气在50min穿透、190min达到饱和,对油气的饱和吸附率为25.76%。

海底天然气管道单孔泄漏冲击波的数值模拟研究

海底天然气管道泄漏瞬间产生巨大的冲击波,可能会造成水下冲击爆炸。基于VOF多相流模型和组分传输模型,建立了海底天然气管道单孔泄漏扩散的数值模型,对海底天然气管道单孔泄漏气体扩散规律及其冲击波的形成过程进行数值模拟计算与分析,并在此基础上,通过正交试验,选取泄漏速率、泄漏孔径和海水流速3个影响因素,对监测点处气体泄漏冲击波的动态压力进行多因素耦合分析。结果表明:气体泄漏冲击波的形成过程可分为起始阶段、冲击阶段和衰减阶段三个阶段;泄漏孔径、泄漏速率和海水流速对单孔气体冲击波动态压力的影响程度依次减弱。

基于风洞平台实验的内浮顶罐油气泄漏扩散数值模拟

研究内浮顶罐油气泄漏扩散规律,对于加强环境污染控制、保障罐区安全具有重要意义。建立风洞实验平台,测试小型内浮顶罐风速及浮盘位置对蒸发损耗速率的影响,并考察了风场、浓度场分布规律。基于CFD数值模拟,使用UDF导入环境风,建立了内浮顶罐油气泄漏扩散的数值模型,并通过风洞实验数据验证其模拟的可行性。重点讨论了内浮顶罐外风场及风压分布规律、风速对内浮顶罐油气流场分布及油气扩散浓度的影响。结果表明:浮盘位置越低、风速越大,蒸发速率越快;罐壁的静压力分布规律为迎风侧最大、背风侧居中、罐两侧最小;不同风速下,罐内油气分布整体呈现对称状态;风速越小,油气质量浓度越高,浮盘缝隙处的油气质量浓度最高,并存在安全和环境污染隐患。研究成果对于内浮顶罐设计及运行维护、环保安全管理具有参考价值。