模拟多元热流体采油温度循环、CO2-O2环境中3Cr钢的腐蚀行为

在模拟不同多元热流体采油温度循环条件(100℃×72h→60℃×72h→100℃×72h→60℃×72h,100℃×72h→60℃×72h→100℃×144h,100℃×72h→60℃×216h,分别记为1^#,2^#,3^#方案)、CO2-O2环境中对3Cr钢进行浸泡腐蚀试验,研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀产物物相组成。结果表明:在1^#和2^#方案下试验钢的腐蚀速率相近,3^#方案下的腐蚀速率最小,较前二者分别下降了15.0%和14.74%;在3种方案下,试验钢表面均存在点蚀坑,其腐蚀产物膜分为两层,内层膜较致密,但存在许多微小的裂纹,外层膜疏松,存在许多孔洞;腐蚀产物均主要由Fe2O3、FeCO3、FeOOH和Cr(OH)3组成。

低合金钢焊接接头在CO_2-O_2-H_2S-SO_2湿气环境中的腐蚀行为

采用不同成分的焊丝和焊接工艺对E36低合金钢进行焊接,通过腐蚀试验和电化学试验对各焊接接头在CO_2-O_2-H_2S-SO_2湿气环境中的腐蚀行为进行了研究,并提出了焊接接头减薄协同度(R值)概念。结果表明:用H08MnA焊丝焊接的焊接接头组织由多边形铁素体+针状铁素体+贝氏体组成,在CO_2-O_2-H_2S-SO_2湿气环境中的腐蚀速率为0.478 0mm/a,腐蚀减薄量为0.128 3mm,腐蚀台阶深度为46.146μm(介于30~50μm),台阶倾度为14.1°(<15°),电化学试验结果与腐蚀试验结果保持一致,满足IMO标准和中国船级社指南对货油舱上甲板焊接接头耐腐蚀性能的要求;焊接接头减薄协同度提升了评价低合金钢在CO_2-O_2-H_2S-SO_2湿气腐蚀环境中腐蚀行为的科学性。

CO_2-O_2混合喷吹对铁液中C、V元素氧化的影响

为了验证用CO2替代部分O2进行转炉氧化提钒的可行性,在实验室进行了CO2-O2混合喷吹提钒模拟实验。结果显示C的氧化量与C的氧化速率随CO2含量的增加而升高;V的氧化量随CO2含量的增加而降低,其中CO2含量为20%与纯O2对C、V的氧化量接近;纯O2喷吹时C的氧化量为34.56%,V的氧化量为96.85%;CO2含量为20%混合气体喷吹时C的氧化量为36.83%,V的氧化量为93.29%;以V的相对氧化量与C的相对氧化量的比值(ΔV/ΔC)来衡量提钒保碳能力,CO2含量为20%的最终ΔV/ΔC为5.96,CO2含量,40%、60%、80%的最终ΔV/ΔC均小于3.8;反应前期,V的氧化速率随CO2含量的增加而升高,反应后期V的氧化速率随CO2含量的增加而降低。

拜耳法赤泥催化煤焦-O_2/CO_2反应

提出以拜耳法赤泥为催化剂催化煤焦-O2/CO2反应,对实现赤泥的综合利用以及提高煤焦-O2/CO2的反应具有重要的意义。利用热重分析仪对拜耳法赤泥催化煤焦-O2/CO2的反应的失重过程、反应特征温度及反应特征指数及反应动力学进行了研究。

CO_2-O_2重整CH_4反应制备合成气的催化剂研究

针对CO_2-O_2联合重整CH_4反应制备合成气的催化剂进行了研究。首先以Zr、Ce无机盐为前体,采用溶胶-凝胶法和分步浸渍法制备ZrO_2-CeO_2载体,然后运用浸渍法制备负载型Ni催化剂,对载体的制备方法、焙烧温度、Ce/Zr比例及不同的活性组分对催化剂性能的影响进行了研究,再用BET和XRD等技术对催化剂进行表征。结果表明:在550℃下焙烧载体,以浸渍法制备的Ce/Zr=1/2,Ni负载量为9%的催化剂Ni/ZrO_2-CeO_2用于CH_4重整反应,可获得较高的转化率和稳定性。

焙烧方法对CO_2-O_2联合重整甲烷用Ni/ZrO_2催化剂性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了 ZrO_2载体,应用静态空气、流动空气、流动氮气、流动空气-静态空气焙烧方法处理载体粒子,采用浸渍法制备了上述载体的负载型 Ni/ZrO_2催化剂,考察了焙烧方法、焙烧温度对 Ni/ZrO_2催化剂性能的影响。结果表明,采用流动氮气500℃焙烧载体,制得的 Ni/ZrO_2催化剂孔径小,比表面积较大;采用流动氮气800℃焙烧载体,制得的 Ni/ZrO_2催化剂在联合重整甲烷反应中甲烷转化率高于90%。

温度对3Cr钢在CO2-O2环境中腐蚀的影响

为了研究注多元热流体吞吐热力采油过程中温度对油套管钢的影响,利用高温高压电化学釜模拟注多元热流体采油工况,分别在60、100和100~60℃循环的温度条件下,对3Cr钢进行失重腐蚀挂片试验和电化学腐蚀试验,利用高温高压电化学釜得到了3Cr钢在模拟工况下的腐蚀速率和极化曲线,并利用SEM、XRD、EDS分析了腐蚀产物膜形貌和成分。结果表明,温度由60升高至100℃时,腐蚀速率由0.552增长至1.920 mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292 mm/a;60和100℃时,腐蚀产物均为单层膜结构,且存在点蚀坑;在100-60℃高-低温循环时,腐蚀产物为双层膜结构,且存在直径约为4μm的腐蚀坑。温度主要影响3Cr钢腐蚀产物膜的结构和点蚀的形态,60和100℃时,点蚀坑内的聚集的Cl-离子使点蚀向纵深处发展,在100-60℃高-低温循环时,溶液中的O2促进了点蚀的横向发展,而腐蚀坑底部富集的Cr将阻碍点蚀的纵向发展。注多元热流体热力采油过程应充分考虑温度变化对3Cr钢腐蚀的影响,同时也要考虑温度变化引起3Cr钢点蚀的敏感性。

气相质谱法研究CO_2-O_2钢液脱碳反应

采用气相质谱法研究了CO_2-O_2在Fe-C体系中的脱碳反应,将气相质谱仪用于气-液体系反应动力学研究,且研究体系具有重要的科研、经济价值。通过质谱分析脱碳反应,考察了气体取样口位置、CO_2喷吹浓度、喷吹高度、气体流速、原始配碳量及反应温度对脱碳反应的影响。结果表明:气体取样口位置为1cm、气体喷吹高度为3cm、气体流速为150mL/min时为最佳气体喷吹条件。原始配碳量在4.0%～1.0%范围CO、CO_2气体呈现3个阶段式变化,1.0%～0.4%呈现两个阶段式变化;在第一阶段中O_2与碳发生反应生成CO_2、CO的同时,CO_2与碳也发生反应生成CO,确定原始配碳量为3.0%是最佳值。且反应温度越高越有利于脱碳反应的进行,达到1873K以后反应温度对脱碳反应的影响较小,确定1873K为最佳实验温度。质谱法测定的终点碳含量理论值与测量值基本一致,说明气相质谱法研究CO_2-O_2脱碳反应的实验数据是可靠的,可用于研究气-液体系反应动力学。

O_2/CO_2气氛下煤燃烧SO_2/NO析出特性

在水平管式炉上研究了O2浓度、CO2浓度、温度及石灰石添加等各参数对O2/CO2气氛下徐州烟煤和龙岩无烟煤燃烧过程中SO2/NO排放特性的影响。结果发现,O2/CO2气氛下,烟煤和无烟煤燃烧SO2/NO的析出规律与空气气氛下不同,同等O2浓度下析出量比空气气氛下小。O2/CO2气氛下,随着O2浓度的提高,烟煤和无烟煤SO2/NO排放量均增大;随着CO2浓度的升高,SO2/NO排放量均减小。O2/CO2气氛下,石灰石添加对SO2排放的抑制作用低于空气气氛下;石灰石添加对NO的排放有一定减排作用。对煤灰的元素分析显示O2/CO2燃烧对SO2的抑制主要是由于煤灰的自固硫能力增强,而对NO的减排作用则是促进燃料N向其他含N气体的转换。

O_2/CO_2气氛下O_2,CO对NO排放特性影响的实验研究

在气体煤粉携带炉试验系统上,对O2/CO2气氛和空气气氛下煤粉燃烧的NO排放特性进行了研究.实验结果显示,O2/CO2气氛下,烟气中NO沿程和最终浓度比常规煤粉燃烧低1/4～1/3,当O2浓度从21%增加到30%时,NO的最终排放浓度增加到原来的2倍.从理论上对O2/CO2气氛下NOx的生成和破坏机理进行了探讨,分析了O2,CO的浓度对NOx排放特性的影响规律.

CO_2+O_2两孔法地浸采铀现场试验探索

新疆某铀矿床于2002年开始勘探,并于年底提交了361～ 373勘探线之间首采段的储量.为加速开采,尽早利用已探明资源,探索地浸开采的可行性,2004～ 2005年在首采段369勘探线附近开展了地浸采铀现场试验.试验采用两孔法,试验中抽液量是注液量的5倍.试验证明,两孔法浸出液铀浓度及其它离子变化趋势反映了矿层地下浸出特性,矿床采用地浸方法开采在技术上是可行的.虽然两孔法在我国首次应用,但两孔法计算公式完整,科学性强,试验时间短,费用低,值得推广应用.

高温CO_2/O_2体系中P110钢的腐蚀与防护研究

海上油田在进行多元热流体热采过程中遇到了严重的管柱腐蚀问题。为解决隔热油管腐蚀问题,文章采用动态挂片法对CO2/O2体系中P110钢的高温腐蚀规律进行了研究,并且评价了一种咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果。结果表明,在40℃～280℃范围内,P110钢的腐蚀速率出现两个极大值,分别在60℃和180℃;高温CO2/O2体系中,少量的氧气(分压0.02MPa)即可极大地加速P110钢的腐蚀;CO2分压超过2MPa后P110腐蚀速率明显加快;所用缓蚀剂在浓度750mg·L-1时可将腐蚀速率降低至0.10772mm·a-1,缓蚀率达94.17%。应用高温缓蚀剂防腐工艺后,注热后起出的隔热油管未出现明显腐蚀,基本满足高温条件下的多元热流体热采防腐要求。

O_2/CO_2气氛下生物质与煤混燃的NO排放特性研究

在水平管式试验炉上研究生物质与煤配比、燃烧气氛、O2浓度、温度对NO排放特性的影响规律。结果表明,在O2/CO2气氛下,随着生物质比例的增大,生物质混煤NO释放提前,NO排放完毕时间减少,NO的排放量降低;在试验所选取的O2浓度范围内,相同氧浓度时,O2/CO2气氛下生物质混煤NO的排放量小于O2/N2气氛下的排放量,其降低幅度约为10%～20%;随着O2浓度的增加,2种气氛下生物质混煤NO的排放量均升高;在试验所选取的温度范围内,随着温度的升高,生物质混煤NO的排放量增加。

炭/碳粒在CO_2/O_2气氛中燃烧速率的研究

１引言大量的研究表明，近一个世纪以来，大气中温室气体（主要是ＣＯ２）含量的迅速增加是引起全球气候变化的一个重要因素。而且，在今后若干年内，随着人类从矿物燃料中获取能源的进一步增加，ＣＯ２的排放量亦将持续增长。其中煤的利用量及在燃烧过程中ＣＯ２的排放量...

蒙其古尔铀矿床CO_2+O_2地浸浸出过程分析与探讨

以生产采区7个地浸单元为例,对蒙其古尔铀矿床CO_2+O_2地浸浸出过程进行了分析。结果表明,450~600mg/L的CO_2用量能够有效调节地浸体系pH以控制碳酸钙饱和沉淀,并能产生浸铀所需HCO_3^-;200~300mg/L的O_2对该矿层氧化效果明显,并可将SO_4^(2-)浓度控制在较低水平,有效避免产生硫酸钙沉淀;浸出液铀浓度与矿化条件和地浸单元注抽比均呈显著的相关关系。CO_2+O_2浸出工艺适合该矿床地浸生产。

O_2/N_2与O_2/CO_2条件下燃煤颗粒物的生成特性研究

将煤粉在O_2/N_2与O_2/CO_2条件下进行沉降炉燃烧实验,研究了燃煤颗粒物的质量粒径分布、生成浓度以及元素组成特性。研究结果表明,燃煤颗粒物均呈三模态粒径分布,气氛的改变不影响各模态的分布趋势。相同O_2含量条件下,与O_2/N_2气氛相比,O_2/CO_2气氛中PM_(10)和PM_1的生成浓度均降低,PM_1中易挥发元素Na、K、S的含量升高,而难熔元素Si、Al、Mg、Ca、Fe的含量降低。随着O_2浓度的增加,O_2/N_2燃烧气氛下PM_(10)和PM_1的生成浓度逐渐增加,O_2/CO_2燃烧气氛下PM_(10)的生成浓度增加,而PM_1的生成浓度先减小后增加。

不同粒径煤粉在O_2/CO_2气氛下的燃烧特性

用TG研究了不同粒径煤粉在空气和O2/CO2气氛下的燃烧特性,对比分析了两种气氛下不同粒径对煤粉特征温度和特征指数的影响情况.结果表明,O2/CO2气氛下,粒径对煤粉燃烧的影响要大于空气气氛,且挥发分含量越高的煤种其影响越大.相比空气气氛,O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性随粒径变化会呈现较大的波动性,且随着煤种挥发分含量的增加,小粒径段煤粉的波动性增强.可以通过提高氧浓度来减少燃烧波动的影响.

O_2/CO_2气氛下氮反应机理的研究

选取CH4、O2、CO2、Ar、NO、NH3等气体,作为混合气和煤粉一起送入一维沉降炉内,以模拟O2CO2气氛下煤中燃料氮、循环NO以及二者的相互作用对NO排放的影响.结果显示,在还原性气氛下NH3、HCN、CH4、CO与循环NO间的反应是NO排放下降的主要因素,且煤焦与NO的异相反应、吸附反应对NO的降解效果要明显高于氧化性气氛,同时,CO2体积分数的增加使得燃料中氮的氧化率升高,循环NO的降解率下降;氧化性气氛下随CO2体积分数的增加,燃料中氮的氧化率也增加,但循环NO的降解率升高.当CO2体积分数不变时,其对NO降解的作用随循环NO体积分数的增加愈加明显,在循环NO也不变且CO2体积分数较低时,随过量空气系数的增加,循环NO的降解率下降,而CO2体积分数较高时则出现相反情况.

O_2/CO_2气氛下燃煤NO排放特性的实验研究

在沉降炉上通过在线烟气分析仪研究了燃烧气氛、CO2浓度、温度及燃料/氧气化学当量比对O2/CO2气氛下燃煤NO排放的影响规律。结果表明,O2/CO2气氛下NO的排放浓度总小于O2/N2气氛下的情况,在无烟气再循环的情况下降幅约为20%～40%。2种气氛下NO的沿程析出均表现出类似的规律,但因煤质而有所不同。随着进气中CO2浓度的增加,NO的排放浓度呈现降低的趋势。与21%O2/79%Ar气氛下相比,21%O2/79%CO2气氛下NO排放浓度的降幅在30%～50%。随着温度的增加,2种气氛下NO的排放浓度均增加。随着燃料/氧气化学当量比(φ)的增加,NO排放浓度呈现出先增加后降低的趋势,其最大排放浓度均出现在φ=0.8左右;在φ远大于1的富燃料区,2种气氛下NO的排放浓度基本可以降到一致的水平。

O_2/CO_2气氛下燃煤过程中SO_2排放特性实验

通过沉降炉对O2/CO2气氛和空气气氛下煤粉燃烧过程中SO2排放特性进行实验,结果表明,随燃料/氧化学当量比的增加,烟气中SO2浓度升高,单位煤生成SO2的量随燃料/氧化学当量比的增加而减少.在实验条件下,不加石灰石时,气氛和温度对SO2的生成无明显影响,SO2的生成量只与煤中含硫量以及煤的种类有关.当煤中加入石灰石后,O2/CO2气氛下SO2的排放量远小于空气气氛下,这主要是因为石灰石在O2/CO2气氛下取得的脱硫效率大大高于空气气氛下的脱硫效率.