CaSO_4/膨润土载氧体煤直接化学链燃烧中PAHs的生成

为了控制煤直接化学链燃烧中多环芳烃(PAHs)的生成,减少载氧体表面的积碳现象,在模拟化学链燃烧反应器中,采用机械混合法制备的CaSO_4/膨润土载氧体与煤发生化学链燃烧反应,利用气相色谱仪对PAHs进行定性和定量分析,研究了不同煤种、不同温度、不同载氧体/煤比例PAHs的排放特征。结果表明,随挥发分的增加,不同煤种生成的PAHs总量分布依次为:无烟煤烟煤1烟煤2烟煤3。煤中含碳量、H/C摩尔比、O/C摩尔比对PAHs的生成也有一定的影响。化学链燃烧反应主要生成2环、3环芳烃,4环、5环芳烃相对较少,均没有生成6环芳烃。当温度为900℃,载氧体/煤为2.4时,CaSO_4/膨润土载氧体与烟煤3反应生成的PAHs总量最少。     

合成铜基氧载体和铜矿石的煤化学链氧解耦燃烧的比较

为研究合成铜基氧载体与铜矿石氧载体在煤的化学链氧解耦燃烧过程中性能的差别,在热重分析仪（TGA）上比较研究了溶胶-凝胶法制备的CuO/CuAl2O4氧载体与天然铜矿石氧载体的释氧性能,在流化床反应器上研究了这2种氧载体与高平无烟煤的化学链氧解耦燃烧反应性能。TGA实验结果表明,CuO/CuAl2O4氧载体的释氧速率和载氧率均高于铜矿石氧载体,2种氧载体的循环释氧性能基本保持稳定。在与煤反应的流化床实验中,CuO/CuAl2O4氧载体相较于铜矿石具有更高的碳转化速率和氧载体转化速率;在不同温度（850～950 ℃）下,CuO/CuAl2O4和铜矿石的CO2产率均保持在较高的水平（大于0.93）;循环实验表明2种氧载体均具有良好的循环反应性和稳定性。     

化学链铁基载氧体磨损特性及机理研究

化学链燃烧技术是目前最有前景的CO₂捕集技术之一，载氧体是该技术的关键组成部分。铁基载氧体因其来源广泛、价格便宜和环境友好等优点，被认为最具备有工业化应用的潜力，但其存在寿命短、释氧能力弱的问题，磨损是造成该问题的主要原因之一。采用机械混合法制备了煅烧温度为1 300、1 400和1 500℃的Fe-Al复合载氧体，分别开展了冷态、热态以及反应态多组流化床磨损试验，分析了煅烧温度对载氧体的磨损和释氧能力的影响，分别研究了氧化反应和还原反应对其磨损的影响，明确了机械碰撞、温度以及化学反应对载氧体磨损的影响程度。研究结果表明：煅烧温度为1 400℃的载氧体展现了抗磨损性和循环稳定性能两者之间最佳平衡，基于反应前后载氧体表面的元素分布、晶相分离和微观形貌演变的分析，发现了化学反应中由还原反应引发的载氧体孔容的增加对其磨损和破碎起重要作用，本工作对开发、设计长寿命的复合载氧体有一定的指导作用。     

煤自燃过程中耗氧速率与放热强度的时空变化规律

为研究煤自然发火过程不同区域的动态发展规律,使用大型煤自然发火模拟实验台测试松散煤体在恒风量条件下从常温至140℃的自燃氧化过程,分析了耗氧速率和放热强度在时间及空间上的变化规律。结果表明：松散煤体自燃过程温度随煤体高度的变化在不同温度阶段趋势差异较大,高温点由煤体中上部位置向着进风侧方向移动;不同煤体高度耗氧速率与时间呈现指数增长,且耗氧速率和放热强度随着煤体高度的高温点的运移规律相吻合。75℃前后煤体呈现缓慢和快速增长分阶段特性;松散煤体进风口的放热强度逐渐增强,温度超过75℃后,不同煤体高度的放热强度随时间增长逐渐增长。     

不同含硫煤化学链燃烧过程中硫的迁移转化模拟研究

利用HSC chemistry软件,研究了铁矿石为载氧体时煤直接化学链燃烧中煤中硫的迁移转化规律。模拟结果表明:对于中高硫煤以及高硫煤而言,当温度低于950℃时,煤中的硫会与CaO发生反应生成CaSO_4。当温度高于950℃时,CaSO_4进行高温分解生成SO_2;而当硫含量较高时(如北宿煤),煤中的硫还会与载氧体中的Fe_2O_3发生反应生成FeSO_4。通过对燃料过量系数的影响规律发现,燃料过量系数较小时反应生成的硫酸盐会对载氧体的性能产生一定的影响;而燃料过量系数较大时生成的SO_2也会影响CO_2的捕集。因此,在中高硫或高硫煤为燃料的直接化学链燃烧过程中,考虑到煤中的硫会对载氧体性能及CO_2的捕集纯度造成的影响,需要添加脱硫剂进行控制。     

呼吸参数对化学氧自救器生氧参数的影响研究

针对化学氧自救器在使用过程中存在生氧温度过高的问题,通过理论分析和实验室研究的方法,研究人体做功量和呼吸频率对化学氧自救器生氧温度、速率的影响。研究结果表明,人体活动强度、做功量增加,将造成呼吸量、呼出二氧化碳量及浓度的增加;呼出二氧化碳量及浓度增加,将引起自救器生氧反应速率的增加;呼吸频率越高,呼入的CO_2量越大,生氧反应的速度越快,产热量越大,瓶内氧气温度上升速度越快;药剂量有限或无限,均存在生氧温度最高值;呼吸频率小,生氧反应速率小,最高温度值小,反应持续的时间越长,自救器有效防护时间越长。     

变氧浓度条件下煤自燃特性参数实验测试

利用煤自然高温程序升温实验台对清水营煤矿煤样在变氧环境下的耗氧速率、气体释放速率及放热强度等自燃特性参数进行测试。测试结果表明:在不同氧浓度条件下,煤样的耗氧速率在不同阶段变化规律不同;在程序升温过程中,CO和CO2气体产生速度可预报煤层的氧化、自燃状况;在不同氧浓度下煤样的放热强度规律也很明显。测试结果为采空区遗煤自燃防治提供了理论基础。     

CO_2/H_2O气化反应作用下煤恒温富氧燃烧特性

利用自制恒温热分析系统研究了不同气氛中(O_2/N2,O_2/CO_2和O_2/H2O_/CO_2)煤粉在温度(800~1 200℃)和氧气体积分数(2%~21%)范围内的燃烧行为,主要关注CO_2/H2O_气化反应作用下的燃烧特性。结果表明:在800℃时,大同烟煤在O_2/N_2中相对O_2/CO_2较快的燃烧速率主要源于N_2和CO_2物性的差异。温度升高到1 000℃进而到1 200℃,CO_2气化反应影响增强,大同煤在O_2/CO_2中整体反应速率逐步接近并超过O_2/N_2中的燃烧速率。但是当氧气体积分数超过10%后,气化反应影响减弱,大同煤在O_2/CO_2中的反应速率又逐渐落后于O_2/N_2中。因为H_2O比热和氧扩散能力介于N_2和CO_2之间,在气化反应作用之前,大同煤在O_2/CO_2/H_2O中的燃烧速率低于O_2/N_2而高于O_2/CO_2。在2%氧气体积分数下,温度的升高强化了CO_2/H_2O协同气化的影响,使得大同煤在O_2/H_2O/CO_2中的整体反应速率始终要高于O_2/CO_2中;但是氧气体积分数增加到10%后,协同气化作用减弱,导致大同煤在3种气氛中的反应过程较为接近。与大同烟煤相比,阳泉无烟煤在气化反应作用下的整体反应速率增幅更加明显,说明气化对高阶煤反应过程改善可能更为显著。     

贫氧条件下煤自燃特性的热重-红外实验研究

为研究煤粉在贫氧条件下的自燃特性,利用TG/DSC-FTIR联用技术测试了顾北气煤在不同氧气浓度气氛下的燃烧放热过程,分析了贫氧条件下特征温度点、TG、DSC曲线的变化规律,通过红外光谱技术研究了CO、CO_2的释放规律,采用积分法计算了活性温度点到着火点的活化能变化规律。研究表明:贫氧条件下,煤氧复合反应仍然能够持续,特征温度点在高温氧化阶段呈增大趋势,TG、DSC曲线向高温区偏移,CO、CO_2的峰值温度升高,增重阶段至燃烧阶段的活化能变化不大。     

催化剂的添加对煤化学链燃烧过程的影响研究

利用热重分析仪,研究了煤直接化学链燃烧中催化剂的添加对煤化学链燃烧过程的影响。实验结果表明:催化剂的添加可以降低煤直接化学链燃烧过程中煤的气化温度,提高气化速率及煤的转化程度。5种催化剂对于原煤转化过程的催化作用满足K2CO3>Na2CO3>Ca(NO3)2>KCl>K2SO4。催化剂的添加会造成载氧体表面催化剂以及煤灰分甚至未燃尽碳的黏结。担载5%K2CO3催化剂之后的煤在5次循环直接化学链燃烧过程中,载氧体的循环性能降低。     

化学氧自救器结构对生氧剂的影响

化学氧自救器是一种在有毒或缺氧环境下用于逃生的自救工具,其原理是通过人体呼出的CO2和H2O,与生氧剂发生化学反应后生成氧气供人呼吸。通过总结国内外化学氧自救器的结构形式,对比分析了不同呼吸气路结构、排气方式及生氧罐的物理结构等因素对生氧剂利用率的影响。     

煤矿紧急避险系统氧烛供氧技术

采用氯酸钠固体氧气发生器作为煤矿紧急避险系统救生舱的供氧源,采用PLC进行控制,为煤矿避险系统提供一种全新的供氧装置。固体氧气发生器供氧稳定,环境适应性强;PLC控制器可以根据现场环境进行自动调节,研制的氯酸盐氧烛供氧装置可以满足煤矿紧急避险系统救生舱的使用要求。     

正压氧气呼吸器氧气瓶的自换与互换技术探讨

氧气呼吸器是救护指战员从事抢险救灾的第二生命,本文通过对正压氧气呼吸器氧气瓶自换与互换技术的理论计算和实际操作,充分证明了氧气瓶的自换与互换呼吸器技术的可行性和适应性,论证了氧气瓶的自换与互换技术在灾区中的应用。并从实际出发,提出了亟须解决存在问题的措施。     

氧气流量对煤物理吸附氧量的实验研究

分析了煤的自燃过程,利用ZRJ-1型煤自燃倾向性鉴定仪,对顾桥煤矿1115(1)工作面煤样在不同氧气流量下煤物理吸附氧进行了实验研究,得到在环境温度等条件相同的情况下煤物理吸附氧量的最佳氧气流量,从而确定出煤自燃倾向性鉴定实验的最适合吸附氧气流量。     

压缩氧气自救器的设计

介绍了压缩氧气自救器的分类及工作原理,以30 min压缩氧气自救器为例,结合压缩氧自救器的试验数据,阐述了压缩氧气自救器的设计。     

氧气氧化法分解辉钼矿

针对从低品位辉钼矿中回收钼的新工艺进行了研究。辉钼矿未经焙烧,在碱性条件下,用氧气氧化法将辉钼矿中的二硫化钼转化为钼酸钠,滤液经酸化、萃取,得到金属钼。考察了反应时间、反应压力、反应温度、氢氧化钠浓度及搅拌转速等因素对钼浸出率的影响规律。试验结果表明,在反应压力2.0 MPa,反应温度180 ℃,氢氧化钠浓度75 g/L,搅拌转速450 r/min,矿浆液固比4.5∶1条件下,反应4 h,钼的浸出率可以达到99％以上。     

硫化镍矿氧压浸出试验研究

以陕西某地平均品位5.708%的硫化镍精矿为原料, 采用高温氧压直接浸出工艺, 制备粗氢氧化镍。研究了浸出时间、氧分压、添加剂用量、温度、液固比、酸度等因素对镍浸出率的影响。结果表明, 氧压浸出最佳工艺为: 浸出时间8 h、氧分压1.6 MPa、木质素磺酸钠加入量为矿量的3%、浸出温度150 ℃、液固比2∶1、酸度100 g/L, 此时镍浸出率平均达到96.32%。     

铜钴硫化物精矿氧压浸出工艺研究

对铜钴硫化物精矿进行了氧压浸出工艺研究。结果表明,在温度180 ℃、氧分压600 kPa、液固比4、反应时间2 h的浸出条件下,铜浸出率99%,钴浸出率98.5%,硫浸出率98%。氧压浸出工艺具有铜钴浸出率高、浸出过程硫酸根平衡较好、不产生明显过剩硫酸、浸出后液易于处理等优点。     

HY4正压氧气呼吸器的研制

介绍了HY4正压氧气呼吸器的结构、工作原理、技术特征,以及适合人体呼吸生理学的一些特点,可供有关人员参考。     

论氧气呼吸器战备状态的重要性

氧气呼吸器是矿山救护队处理事故时必戴的仪器,是矿山救护队员的生命保障,也是救护队员的第二生命。通过几起氧气呼吸器故障造成救护队员自身伤亡的案例分析,说明了救护队员保持氧气呼吸器处于战备状态的重要性。