优质水源条件下臭氧生物活性炭工艺运行模式探讨

针对水厂引入优质水源后如何管理好臭氧生物活性炭工艺(O_(3)-BAC),降低生产能耗的问题,以确保水质安全、设备设施可靠的前提下,在J和N水厂分别开展停用和小流量运行O_(3)-BAC的生产性试验,重点分析了停用O_(3)-BAC对水处理效果、炭滤池和重点设备的影响,并对小流量运行O_(3)-BAC的运行模式进行了初探讨。结果表明,在原水为优质水源的条件下,若停用O_(3)-BAC,常规工艺处理高pH原水时,出厂铝会升高;炭池停用45 d内,滤料上微生物活性急剧下降,重启运行后65 d后仅恢复至停用前的64%;炭池停用再启动后,出水氨(以N计)含量呈现先增长后下降,且增长量随停用时间延长而增大,最高可升至0.7 mg/L,24小时后达到稳定;停用时间小于6个月,提升泵等重点设备性能无明显变化。若采用小流量运行O_(3)-BAC(超越水量约60%),N水厂电耗和氧耗分别下降8.80%和28.72%。

KINETICS OF DESULFURIZATION OF LOW TITANIA SLAG IN BLAST FURNACE

The desulphurizing reaction of the blast furnace low titania slag under the condition of no external agitation is confirmed to be of a first order. The controlling step is the diffusion of S in slag. The measures to accelerate the rate of desulfurization are approached.

氧气体积分数对煤自燃特性影响的实验研究

为研究氧气体积分数对煤低温氧化自燃的影响,以内蒙古某矿不黏煤为研究对象,利用程序升温实验装置,在氧气体积分数为5%、15%、21%的条件下进行煤低温氧化实验,得到CO、CO_(2)、C_(2)H_(4)气体产生规律;通过计算得到不同氧气体积分数下煤的耗氧速率、气体产生率、放热强度和表观活化能,并分析了3个温度阶段氧气体积分数与活化能之间的关系。结果表明:氧气体积分数越大,CO、CO_(2)、C_(2)H_(4)体积分数越大,且随温度升高呈指数趋势增长;耗氧速率、气体产生率、放热强度变化趋势一致,均随氧气体积分数增大而增大;表观活化能在氧化反应第1、第3阶段随氧气体积分数增大而减小,第2阶段表观活化能随氧气体积分数增大整体呈增大趋势,但氧气体积分数为5%时活化能最大;低温条件下降低氧气体积分数可以抑制煤自燃。

高活性低水比GS-HA乙苯脱氢催化剂工业应用总结

介绍了GS-HA乙苯脱氢催化剂在中国石化海南炼油化工有限公司80 kt/a苯乙烯装置低水比工业试验,分析了低水比运行期间装置的节能效果和产生的经济效益。结果表明:该催化剂的乙苯转化率和苯乙烯选择性保持在64.5%以上和96.4%以上,说明该剂催化性能和稳定性优异,装置综合能耗降低1950.88 MJ/t(以苯乙烯计),节约蒸汽5.21 t/h,苯乙烯产量增加13.4 t/d,创造了良好的经济效益。运行后期平均水比为1.25,乙苯转化率保持在65.4%以上,苯乙烯选择性在96.8%以上,苯乙烯单体收率大于63.4%,反应性能优异,苯乙烯产量稳定,催化剂稳定性好,装置运行周期达到57个月,创国内装置单批催化剂满负荷运行的最长纪录。

Ti6Al4V合金的低温超塑性拉伸变形行为

在700℃-850℃的温度范围内对Ti-6%AL-4%V(质量分数)合金板材进行超塑性拉伸试验,研究了应变速率为3×10^(-4)-5×10^(-3)_S^(-)1条件下的拉伸变形行为.结果表明:Ti6Al4V合金在空气中表现出良好的低温超塑性变形能力.在800℃初始应变速率(?)=5×10^(-4)S^(-1)条件下,延伸率达到536%.在较低的700℃下变形((?)=5×10^(-4)s^(-1),延伸率仍然超过了300%.在整个变形温度区间内,应变速率敏感性指数m均为0.3左右,最大值为0.63.在850℃变形激活能与晶界自扩散激活能十分相近,表明晶界扩散控制的晶界滑动是超塑性变形的主要机制.在700-750℃,变形激活能远大于晶界自扩散激活能,位错运动是激活能升高的原因.在800℃变形的激活能介于两者之间,表明随着温度的降低变形机制逐渐发生改变.

焙烧温度对低硅含镁球团矿还原膨胀率的影响及机理

研究焙烧温度对Mg O含量分别为1.5%和3.0%(质量分数)的低硅含镁球团的抗压强度、矿相和还原膨胀率的影响,并基于Arrhenius方程和还原度测定计算低硅含镁球团还原反应的表观活化能,分析还原反应的速率限制性环节。结果表明:当焙烧温度较低时,低硅含镁球团内形成的铁酸镁数量较少,存在未反应的Mg O颗粒,其还原过程主要受气体扩散和界面化学反应混合控制,还原膨胀率高,还原后强度低。1280℃高温下,焙烧的低硅含镁球团形成的铁酸镁数量多、强度高,还原过程后期主要受固相扩散即铁离子扩散控制,尤其是低硅高镁球团受固相扩散控制更明显,还原过程中未出现针状铁晶粒,还原膨胀率低。

氧体积分数影响煤低温氧化动力学参数实验

为研究氧体积分数对煤低温氧化反应的影响,对1.25～7mm混合粒径的煤样在5%～21%的氧体积分数条件下进行煤低温程序升温实验,并使用气相色谱仪测得出口气体氧体积分数,得出不同氧体积分数条件下煤在不同温度时的耗氧速率RO2,进而计算得到煤低温氧化反应的指前因子A值和表观活化能Ea值,分析了氧体积分数与耗氧速率RO2、指前因子A及表观活化能Ea三个特征值的关系.结果表明:氧体积分数影响耗氧速率大小,但不改变其随温度变化趋势;氧体积分数不能明显改变活化能的大小,对煤氧化反应的难易作用不大,但对煤的氧化反应速率有明显影响,且随氧体积分数升高影响逐渐减弱.

膨胀颗粒污泥床反应器在低温低浓度下的动力学研究

在考虑膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器的反应动力学、水力动力学和热动力学特点的基础上,建立了EGSB反应器在低浓度下的基质降解动力学模型,求出EGSB反应器在进水COD450m g/L、35,15℃(与35℃同样的液体上升流速)和15℃(提高液体上升流速至最佳)3种运行条件时的速率常数分别为3.91×102,1.07×102,2.54×102d-1。用A rrhenius方程分析了温度对速率常数的影响,计算出EGSB反应器在提高液体上升流速前后的活化能分别为4.897×104J/m o l和1.197×104J/m o。l低温使速率常数明显降低,但液体上升流速的提高却能显著提高速率常数,降低活化能。

透明塑料熔体流变性能研究

采用高级流变测试平台研究了聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)三种透明塑料熔体在低剪切速率下的流变学行为,拟合计算得到不同温度下的非牛顿指数(n)和黏流活化能。实验结果证明PC熔体在低剪切速率下n值接近1,近似于牛顿流体,PMMA和PS属于非牛顿流体,n值随温度升高而趋近1。苯环基团的存在增加了PC和PS分子链的刚性,减少了链间的无规缠绕,明显提高了熔体的流动性,而PMMA分子链的柔性特征增加了链间缠结点密度,相应降低了熔体流动性。

稠油低温氧化特性及行为研究

针对新疆J区块稠油开展了恒温静态氧化管实验,通过分析氧化后产出气及原油组分的变化来研究温度、压力、石英砂和岩屑对稠油低温氧化特性的影响。实验结果表明:相比70℃,稠油在110℃条件下的平均耗氧速率增加了1.42%/d;压力从10 MPa增加至30 MPa时,CO+CO2生成量增加了2.13%;石英砂和岩屑均能促进稠油氧化反应进程;与原油相比,加入石英砂和岩屑后耗氧量分别增加了1.71%和4.08%;岩屑对稠油低温氧化反应的促进作用主要来自岩屑的催化作用。采用TG-DSC同步热分析仪研究了原油氧化行为,并通过Arrhenius氧化动力学模型计算了活化能。结果表明:稠油在低温氧化阶段具有较低的反应活性,该阶段活化能仅为18.09 kJ/mol,远低于燃料沉积和高温氧化阶段的活化能(84.58 kJ/mol和113.39 kJ/mol)。

煤样粒径对煤低温氧化影响的实验研究

基于测试耗氧速率和氧化动力学参数研究煤样粒径对煤低温氧化的影响。利用煤低温氧化测试系统,测算在供应气体流量、氧含量等给定条件下四类不同粒径范围煤样升温氧化耗氧速率,同时依据基于耗氧量建立的数学模型来测算煤低温氧化时不同粒径煤样活化能和指前因子等动力学参数,结果表明不同粒径煤样低温氧化耗氧速率变化分为缓慢耗氧、浅度耗氧和深度耗氧等三个阶段,在实验条件下煤样粒径小于0.198mm的煤样更适合煤低温氧化。

东南极洛多姆冰帽粒雪晶粒的生长

对东南极洛多姆冰帽16个地点粒雪晶粒平均面积的详细研究表明,表层数米内晶粒的迅速生长在低积累区较为显著,随积累率增大逐渐减弱,原因可能是随积累率增大粒雪在近表层停留时间变短。晶粒平均面积随深度及年代的变化都可以较好地用线性关系近似表示。由于采样地点间积累率的巨大差别,积累率对晶粒平均面积深度关系影响较大。随积累率增加,晶粒平均面积的增加速率随深度明显减小。晶粒生长速率随温度的关系在-17℃左右开始和Gow(1975)的关系偏离,反映出晶粒生长过程的自扩散激活能可能和温度有关,其值随温度升高而增大。

基于程序升温的不同粒径煤氧化活化能试验研究

为了研究粒径对煤氧化反应活化能的影响,利用煤自燃程序升温试验装置,研究了不同粒径煤样在低温氧化阶段的耗氧速率以及气体产物与温度对应关系,分析了气体产物与耗氧速率随温度的变化规律,得到不同粒径煤样的临界温度点,并使用该温度点将低温氧化阶段划分为2个阶段,并对不同阶段开展了动力学分析。建立了耗氧速率与煤体温度之间的阿伦尼乌斯公式并对其进行对数处理得到活化能方程,分析该方程的线性回归直线斜率并计算出煤样低温氧化表观活化能。研究结果表明:粒径对表观活化能的影响较大,且基本遵循粒径越大,活化能越大的规律。粒径为5～7 mm的煤样在临界温度前的活化能是最大的,证明相较于其他粒径,该粒径的煤样在低温阶段不易自燃。通过混样活化能的对比可以看出,2-2中煤层比3-1煤层自燃倾向性低。

高炉低钛渣脱硫的动力学研究

研究了高炉低钛渣脱硫的动力学,用扫描电镜初步研究了硫在渣铁界面附近的分布。结果表明,在无搅拌条件下,脱硫反应为一级反应;硫在渣中扩散为脱硫反应过程的限制环节,提出了提高脱硫反应速度的措施。

长焰煤洗选对其热解反应性影响研究

选煤过程导致的矿物质组分及有机质成分变化可影响热解过程和其动力学。研究选用神东煤制油选煤厂原煤R-YL和分选加工后得到的精煤C-YL作为实验样品,基于热重分析技术研究了升温速率为5、10、20K/min条件下的热解行为,结果表明:原煤经洗选得到精煤后,灰分下降的同时也改变了灰的酸碱度,但并没有改变有机组分的主要组成特性;洗选脱灰减少了矿物质含量,降低了其催化活性,使得不同升温速率下初级热解阶段(300~550℃)的精煤热解最大失重速率要比原煤的稍低;而洗选后方解石含量的降低,使其受热分解造成的失重减少,造成不同升温速率下高温热解阶段(550~700℃)的原煤最大失重速率比精煤稍高。此外,通过热解动力学分析,发现低温时R-YL和C-YL的表观活化能E值差异几乎可以忽略,表明洗煤过程不会对化学性质产生很大的改变;高温阶段的表观活化能E受固有矿物热力学性质的影响。

基于油气运移最小能耗率原理的成藏期地层倾角窗口研究——以鄂尔多斯盆地上古生界致密气藏为例

对于成藏期地层倾角与油气聚集资源量之间关系的研究,国内外学者多局限在勘探实践案例统计分析及简化物理模拟实验研究方面,缺少对成藏期地层倾角与油气聚集资源量之间理论关系的研究。从油气运移最小能耗率原理出发,在理论上严格证明了油气运聚系统成藏期地层倾角窗口的存在。处于成藏期地层倾角窗口,油气运移有效驱动功率最弱,油气运聚系统能耗率最小,油气运聚效率最高,赋存发育油气资源量最大。回答了成藏期地层倾角到底是较大还是较小时有利于成藏的问题,揭开了侯连华等(2021)对国内已投入商业开发的44个天然气有效区带和49个石油有效区带的油气资源量,与其主成藏期平均地层倾角二者间呈一“开口向下抛物线”统计特征之谜。同时,利用该理论对鄂尔多斯盆地上古生界致密气藏地层倾角窗口演化变迁进行研究。上古生界高压致密古气藏由净浮力梯度、剩余压力梯度和排驱压力梯度三者之和为其油气运移有效驱动力,缓慢减小到由净浮力梯度与排驱压力梯度二者之和为其油气运移有效驱动力的现今低压致密气藏。与之相对应,高压致密古气藏由较小成藏期地层倾角窗口(0.2°~0.3°)缓慢变为现今低压致密气藏相对较大成藏期地层倾角窗口(0.35°~0.45°)。

普通低碳钢的强度与温度、应变速率的关系

本文研究一种普通低碳钢在不同温度和不同应变速率下的强度变化过程。在应变速率ε=10^(-4)—10~2的范围,屈服强度可以分为两个区域:速率不敏感区和敏感区。回归分析后得到两区屈服强度的联立方程:(?)在第一区域,屈服强度对加载速率和温度的敏感性较小,这一过程与位错运动过程的粘滞作用有关。第二区的速率敏感性较大,其强化过程受位错热激活过程控制。

未来污水处理能源自给新途径——碳源捕获及碳源改向

传统活性污泥处理过程是"以能消能"、"污染物转嫁",处理过程能耗高(消耗化石燃料)并排放大量温室气体(GHG);与此同时,污水中COD蕴含的巨大有机化学能(约1.5~1.9k W·h/m^3)远远未被挖掘及利用,未来污水处理的发展方向是朝着营养物、能源及再生水"三厂合一"模式转变。污水处理过程实现"能量平衡"、"碳中和"的运行关键一是厌氧消化剩余污泥;二是在前端最大程度上实现对进水中有机碳源的捕获/分离,并采用高效厌氧消化与热电联产(CHP)耦合技术实现COD有机化学能向电能的转化,这些年已出现碳源捕获(COD Capture)与碳源改向(Carbon Redirection)技术,国外已经有工程化案例。在量化解析污水中化学潜能的基础上,提出了"碳源捕获"1.0→2.0→3.0技术路线图,综述了目前主要的污水"碳源捕获"热点技术,展示了面向未来的可持续污水处理技术路线图,以期为国内污水厂"碳中和"运行及未来可持续污水厂及生态再生水厂开发提供借鉴。