炭化过程中的竹材收缩率

在温度为200～900℃的炭化过程中，通过测定6年生毛竹竹材的收缩率和竹炭得率，集中研究了竹材收缩率的各向异性及其与竹材主要组成之间的关系。结果表明：(1)在炭化过程中的相同炭化温度下，毛竹竹材在轴向、内部弦向、径向及外部弦向的收缩率依次增大。将竹材在200℃时处理3h，其轴向收缩率仍为零；(2)在整个炭化过程中，炭化温度在200～400℃范围内竹材收缩率的变化最大；(3)炭化温度低于400℃时，竹材中某一方向或部位的纤维素含量越高，其收缩率越大。炭化后期，竹炭的石墨化程度对竹炭收缩率可能有较大的影响；(4)加热温度低于300～350℃时，含水率越高的竹材，其收缩率越高。     

炉顶煤气循环氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型

结合风口回旋区燃烧和炉外煤气预热、脱除和循环的平衡关系,建立了氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型,并采用传统高炉的运行和解剖数据对模型进行了验证分析.通过模型研究了氧气含量和上部循环煤气流量对氧气高炉炉内过程变量的影响规律.结果表明：氧气含量偏低和上部循环煤气流量不足时,会降低铁矿石还原效果,炉渣内出现大量未还原铁氧化物;氧气含量和上部循环煤气流量的提高可以有效提高炉内CO含量和铁矿石还原速度,但提高上部循环煤气流量会大幅提升炉顶煤气温度,增大热量损失.与传统高炉相比,氧气高炉内CO含量提高1.0~1.5倍,炉内气体还原性更强;铁矿石还原完成位置提高1.49 m,全炉还原反应速度更快;直接还原度降低55.2%~79.2%,炉内直接还原反应消耗的碳量更少.     

不同炭化条件下竹炭的电子顺磁共振

利用电子顺磁共振(ESR)技术对竹材热处理至900℃的炭化机理进行了研究。结果表明:(1)600℃左右是竹材炭化的一个非常重要的热处理温度。低于600℃时,为竹材炭化的热解阶段;高于600℃时,为竹材炭化的过渡阶段,并且产生非常显著的硅效应。(2)竹材的热分解历程主要表现为自由基反应。(3)竹炭中的水分和炭化气氛对自旋中心的性质和弛豫机制都产生了比较明显的影响,并且在不同的炭化阶段产生的影响不同。     

利用炉气分析预报AOD炉终点锰磷含量

基于测得的一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气等气体的体积分数,依据反应平衡和质量守恒定律,并结合炉气分析模型所得到的炉内氧的积累,分别建立了预测吹炼终点锰、磷含量的数学模型. 通过对模型预测值和实测值进行分析比较, 该模型可以预测终点的锰、磷含量,为AOD炉终点锰、磷含量的预报提供了有用的参考.     

拉萨市近49年低层大气中氧气含量的变化特征分析

进入高原的人们都会不同程度地受到高原缺氧的影响,氧气在生物循环过程中起着至关重要的作用.基于拉萨市1970至2018年的气象观测资料,对对流层中的空气进行干燥处理,并假定各分子之间处于平衡态,根据氧气分子数密度和氧气分压,运用理想气体的物态方程推算出日平均氧气含量,并对其进行小波分析.结果显示:拉萨市氧气含量存在季节性变化规律和特征,氧气含量夏季明显低于冬季,氧气含量受温度影响较大,水汽压影响次之,在周期性上与气温变化大致接近.通过对氧气含量的趋势分析,得出氧气含量将会呈下降趋势;并利用多个物理数学模型对拉萨市未来氧气含量的变化进行了探讨,发现Gaussian模型在一定程度上能够起到预测的作用,但是随着时间延伸,误差率会逐渐变大,短时间内有效.     

高海拔隧道施工氧含量变化及供氧方法

论文针对高海拔隧道低压缺氧威胁施工安全的问题,基于氧气质量守恒和等效气管氧分压两种方法分析了高海拔隧道施工供氧标准,并在海拔4232m的雀儿山隧道开展洞口与掌子面温度、气压和氧含量长期监测。结果表明：实测洞口氧气密度比理论分析低4.93%,而实测气管氧分压比理论分析低0.6%,等效气管氧分压方法更适用于高海拔缺氧程度预测。洞口与掌子面温度和大气压力呈夏季高、冬季低的季节性波动,隧道掘进1500m以后,在保证良好通风条件下,掌子面比洞口气管气氧分压平均低0.46kPa,随着推进距离继续增大,气管氧分压降低不明显。现场测试发现弥散式供氧方法能够有效增加施工区域的氧气含量,但供氧需求量大,施工建议采取弥散式供氧、个人携氧与移动式吸氧车供氧相结合的方式,保障隧道施工人员的氧气需求。     

电弧炉炉气成分的影响因素

为进一步完善对电弧炉炉气成分变化规律的研究,本文分别对电弧炉炉气中CO、CO2、O2和N2间的相互关系,以及电弧炉供氧流量、电弧炉熔池碳含量对电弧炉炉气成分的影响进行实验研究.结果表明,炉气中CO在有大量CO2气体存在下开始出现,并随着CO2含量的增加而增加;O2与CO2、N2含量呈线性关系;O2与CO与呈指数关系;随着供氧流量的提高,炉气中CO和CO2的含量逐上升,O2和N2的含量降低,氧气的利用率提高;当钢水中碳质量分数为1.3%左右时,炉气中CO、CO2含量达到最大.     

炉内废气循环气体浓度新模型检测方法研究

通过分析炉内废气循环过程的特点，在一定废气循环量的条件下，建立了炉内废气容积流量与废气循环次数的定量数学关系，建立了废气中氧气浓度与循环次数的定量数学关系。运用数学极限定律，得出氧的极限浓度定量数学公式，以此为基础，建立了助燃剂中氧气的浓度以及可燃混合物中氧气的浓度定量数学关系式。并以此推导出其他成分浓度的计算数学模型，为实际生产过程中不同环节的气体成分检测、分析建立了基础     

SKS炼铅氧气底吹炉的分析

为揭示SKS氧气底吹炉内、外部不可逆损失的机理,采用平衡分析法建立SKS氧气底吹炉的分析模型,对SKS氧气底吹炉的能量、损失分布状况以及效率进行计算和分析,并对热、平衡2种分析方法进行比较。研究结果表明:当没有烟气回收装置和余热利用设备时,SKS底吹炉的效率仅为25.28%,排烟损失、输出产品的物理和内部化学反应等不可逆损失达74.72%,炉子的节能潜力很大;总流量为1.5272752×1011J/h,远远大于总热流量6.3994250×1010J/h,说明平衡分析比热平衡分析更能反映SKS氧气底吹炉的物质流和能量流的本质,应推广采用效率来评价类似有色冶金炉窑的运行状况。     

煤基活性炭的孔隙结构及氧化动力学特性

在活性炭自燃及氧化燃烧动力学的理论基础上,通过对4种不同生产阶段的煤基活性炭进行氮吸附实验、SEM实验和热重实验,研究了活性炭生产阶段孔隙结构的变化情况,并运用热重分析方法对活性炭从30℃到800℃之间的氧化燃烧过程进行分析。结果表明:在煤基活性炭由压块料到活化料生产过程中,样品中挥发分与水分的含量呈逐渐降低趋势,氢元素与氧元素含量大量减少,说明活性炭中的活性小分子逐渐减少;活化料活性炭的孔隙结构最发达,比表面积最大,与氧气反应的速率最快,氧化燃烧性质与其它3种活性炭有显著不同; 4种活性炭样品起始失重温度和着火点温度均是先升高后降低,炭化料总放热量最大,压块料和活化料居中,炭化粉料最小,说明生产过程中炭化工艺惰化了活性炭的氧化性能,而活化工艺又使得活性炭氧化性能提高,其自燃危险性由高到低排序为活化料、压块料、炭化料、炭化粉料活性炭。     

竹炭炭化机理及吸附性能的初步研究

对不同最终炭化温度的竹炭产物进行FT-IR光谱分析及SEM图片解析。尝试结合理论推测,探究竹炭炭化机理。根据已有的竹炭吸附有害气体性能评价的标准方法,加以改进,准确测试竹炭对甲醛的吸附率,并提出相应的可行性方向。     

生物质用于转底炉直接还原工艺研究

为了探讨生物质还原剂用于生产金属化铁的可行性,针对转底炉直接还原工艺,从金属化率、抗压强度和体积收缩率三方面入手,分析了竹炭、木炭、秸秆纤维等3种生物质还原剂以及传统还原剂煤粉对含碳球团还原效果的影响。试验结果表明,生物质能够替代传统还原剂用于转底炉直接还原工艺。与传统还原剂相比,生物质还原剂在含碳球团金属化率方面的影响较小,但不同生物质对含碳球团强度和体积收缩率等方面的影响较大。秸秆纤维含碳球团的强度相对较高,但竹炭和木炭含碳球团的强度较低,需在较高温度下(1 300℃)焙烧才能达到后续生产要求;使用竹炭作还原剂的球团前期膨胀较其他还原剂更为严重,直接导致其高温区体积收缩率较小,从而影响含碳球团的强度和热量传递,需与其他还原剂搭配使用。     

高原低气压环境室内富氧的安全氧气体积分数上限

为了解决高海拔地区的富氧安全问题,通过实验模拟高原低气压环境,研究了滤纸、棉布和涤卡在富氧环境下燃烧速度的变化情况. 由实验可得,氧分压不变时,随着海拔的升高,材料的燃烧速度显著加快. 结果表明,在高海拔地区,富氧到与一个标准大气压中氧分压一致,会产生火灾危险. 通过对实验数据的分析,得出了高原低气压环境下室内富氧的安全氧浓度上限.     

喷吹煤气后高炉热平衡

针对高炉富氧喷吹煤气的新工艺，进行了热平衡和物料平衡计算。通过分析研究得到：当富氧率为10％，喷吹600m^3tFe时，与唐钢1#高炉相比，新工艺的焦比可降低约40％左右。同时炉内还原气氛强、冶炼强度高、能耗少、炉顶煤气热值高，风口理论燃烧温度可进行灵活的调节，高炉上下部热量可达到均衡的分配等特点，彻底消除了喷吹煤粉给高炉冶炼带来的负面影响。高炉富氧喷吹煤气具有十分诱人的开发应用前景。     

全国14个竹产区毛竹竹炭理化性质分析

【目的】分析相同制备条件下不同竹产区毛竹竹炭的性能,为全国竹产区毛竹林的分类经营及利用提供理论依据。【方法】在500 ℃条件下用管式炉对全国14个竹产区的毛竹竹秆热解,对比分析不同竹产区竹炭的部分理化性质。【结果】在500 ℃热裂解温度下全国14个竹产区毛竹竹炭得率为18.45%～30.43%、 pH为7.2～7.9、比表面积变化范围为4.48～73.5 m²/g; 不同地区毛竹竹炭中各元素含量都以碳为主,质量分数为70.93%～77.55%,碳氮比(C/N)为72.31～185.18; 14个竹产区竹炭表面基团种类大致相同,且在500 ℃热裂解温度下各竹产区竹炭维持了原始的管状空心结构,但孔隙结构发达程度各地区间差异较大。【结论】全国14个竹产区中贵州赤水地区毛竹烧制竹炭得率最高,浙江安吉地区竹炭滤液pH最高,福建武夷山地区竹炭比表面积最大,湖南东安地区竹炭碳氮比(C/N)最高,广西兴安地区竹炭元素种类最为丰富,包含了此次检测的所有元素种类(C、O、Na、Mg、Si、P、S、Cl、K、Ca、Mn、Cu、Zn、Fe)。在今后竹炭产业的发展过程中,有必要建立各竹产区竹炭理化性质参数数据库,在竹炭产业链延伸过程中,根据各地区竹炭的理化性质加以区别利用。     

钢表面化学气相沉积TiC薄膜的高温腐蚀动力学分析

探讨了在Ｏ２＋Ｂｒ２＋Ａｒ气氛中，耐热纲表面化学气相沉积碳化钛薄膜的高温腐蚀行为与碳化钛的组织形态、腐蚀温度、气氛中的氧分压和漠分压的关系。发现高温腐蚀主要是碳化钛薄膜和基体中铁的氧化，在沉积温度和碳／钛比高时获得的致密的ＴｉＣ组织，更抗高温氧化。还发现氧化速率与腐蚀温度、气氛中的氧分压和滇分压的增高而增大，特别是气氛中的溴，少量添加即可明显增大氧化速率，澳通常起催化作用。     

N,S双掺杂碳纳米材料的合成及ORR性能研究

以生物质荆芥杆为前驱体,在N2气氛的保护下经高温碳化制备出了一种新型的用于燃料电池阴极氧还原的N、S双掺杂的非金属电催化剂,并研究了不同热解温度和洗涤条件对其催化性能的影响.结果表明,800℃热解及40℃稀盐酸洗涤所得产物的催化性能最优:在0.1mol·L-1 KOH溶液中,一步四电子还原过程,具有优异的催化氧还原活性、抗一氧化碳中毒以及抗甲醇干扰能力.     

氮磷硫自掺杂竹炭用作锂离子电池负极材料（英文）

氮磷硫自掺杂竹炭的制备工艺简单、安全、绿色环保,这对于其他生物质材料制备复合材料具有一定的指导意义。以竹子（富含N、P、S成分）为碳源,KOH为活化剂,在氮气气氛下800℃高温活化和热解制备成多孔竹炭（BDC-800）,同时实现了N、P、S掺杂;BDC-800表现出1 911 m²/g的表面积和1.21 cm³/g的孔体积,且具有大量的分级多孔结构。BDC-800作为锂离子电池负极材料,在0.50 C速率下充电/放电可以提供681.4 mAh/g高储存容量;即使在2 C高速率下充电/放电循环700次,仍然保留390.1 mAh/g储存容量,具有良好的循环稳定性;在不同充电/放电速率下（在0.25, 0.50, 1.00和2.00 C对应的放电比容量分别为754.1, 697.8, 580.2 and 403.2 mAh/g）,表现出优异的倍率性能。BDC-800出色的电化学性能归因于高的表面积和分级多孔结构,以及N、P、S掺杂和众多表面缺陷引起的电容行为贡献。     

竹炭脱除单质汞的特性研究

为了寻求廉价、高效的脱汞吸附剂,总结了竹炭的来源、制备方法、竹炭（BC）的性质以及竹炭的应用现状,并将其应用在燃煤大气污染物汞的脱除上．在小型燃煤烟气汞脱除实验台上和模拟烟气气氛下研究了低温下BC对汞吸附性能的影响因素．实验结果表明：BC对汞有较强的吸附能力,BC粒径减小增大了BC表面积和孔容,这有利于物理吸附脱汞;吸附剂质量与流量比值（W／F）的增加延长了汞与BC的接触时间,非常利于汞的吸附脱除;BC的脱汞效率随汞浓度的增大而降低;BC对汞的吸附脱除存在着最佳反应温度,实验发现60℃为最佳脱除温度;氧气会促进单质汞的氧化,从而进一步提高BC脱除汞的能力．