兴古潜山油藏高温阻垢剂研制

辽河油田兴古潜山油藏生产井结垢现象日益严重,其中电潜泵井结垢率为100%,抽油机井结垢率达60%,降低了油井产量,造成生产管线或设备堵塞。统计发现,井筒中结垢主要发生在射孔井段以上、动液面以下(温度45℃以上)的套管、尾管、油管、抽油泵、抽油杆上,具体表现为筛管、尾管堵塞,垢卡抽油泵,双凡尔漏失,抽油杆断脱,油管磨穿等现象,现有的防垢剂在潜山160℃的油层条件下无法满足生产需要。为此,开展了兴古潜山油藏高温防垢技术研究。通过潜山地层水质分析,总结了该块结垢原因及规律,研制出高分子团结构的高温阻垢剂,经过室内试验,验证其在160℃的高温下仍具有85%的防垢率。通过50余井次现场试验表明,从井口加入耐高温防垢剂后,井筒及地面管线的结垢现象明显减少,管线压力平稳,未影响油井产量,保证了兴古潜山油藏生产顺利进行。     

混料均匀设计试验复配油砂提油剂

油砂是指富含天然沥青的沉积砂,也称沥青砂,油砂中的石油含量依开采和提炼技术的不同而有所不同。目前世界上油砂资源主要分布在加拿大阿尔伯塔省北部和印度尼西亚布敦岛地区。国内外油砂分离技术主要有热水洗法、溶剂萃取法和热解干馏法。通过溶剂萃取法,以环己烷、二甲苯、乙醇为复配溶剂,对印度尼西亚布敦岛地区所开采的油砂进行成分分析的基础上,采用混料均匀设计试验方法进行优化,复配出油砂高效提油剂。利用DPS软件对均匀设计试验结果进行二次多项式逐步回归分析,并建立数学模型。试验结果表明:油砂的含油率为25.32%、含水率为1.64%、含砂率为73.04%。抽提出的油砂油质的初馏点为108℃,轻组分含量为1.18%,沥青质含量为26.68%。使用环己烷∶二甲苯∶乙醇=0.4430∶0.5157∶0.0413的复配溶剂作为油砂提油剂,在60℃、剂砂比为5∶1的条件下抽提20min,油砂出油率为24.64%,复配提油剂的抽提效率达到97.31%。     

小型家庭供暖系统多效水质保护剂的研制与性能评价

针对小型家庭供暖系统存在的结垢、腐蚀等问题,研制了一种用于水质处理的多效保护剂.采用碳酸钙沉积法和静态挂片失重法考察了其阻垢性能和缓蚀性能.结果表明:该保护剂环保、无毒害;当保护剂的浓度为0.5％时,60℃条件下,其对CaCO3的阻垢率为97.1％,对多数金属的缓蚀率均在90％以上.最后结合静态直观试验和现场试验,检验其应用效果.     

炉烟法防垢的实验分析

与传统的火电厂循环冷却水阻垢方法相比,炉烟法防垢具有阻垢效率高、费用低、高效回收利用CO2等优点。概述了炉烟法的阻垢机理及影响因素,列举了该方法在国内循环冷却水系统中的应用情况,并通过实验室研究证明该方法与投加阻垢剂防垢具有相同的阻垢趋势,在环境保护与加快循环经济发展方面具有不可替代的优势,适合在火电厂中推广应用。     

炉烟法防垢的实验分析

与传统的火电厂循环冷却水阻垢方法相比．炉烟法防垢具有阻垢效率高、费用低、高效回收利用C02等优点。概述了炉烟法的阻垢机理及影响因素,列举了该方法在国内循环冷却水系统中的应用情况,并通过实验室研究证明该方法与投加阻垢剂防垢具有相同的阻垢趋势．在环境保护与加快循环经济发展方面具有不可替代的优势,适合在火电厂中推广应用。     

基于镓改性ZSM-5分子筛作用下的环氧树脂催化热解制芳烃反应性能研究

为实现环氧树脂的清洁处置与资源化利用,在一系列金属镓改性的ZSM-5催化体系中进行快速热解实验,并进行了包括氮气吸附-脱附测试、X射线衍射（XRD）、氨气程序升温吸附（NH₃-TPD）、热重分析（TGA）和透射电镜（TEM）在内的全面的催化剂表征,以阐明催化剂的结构特性。镓的改性显著调节了ZSM-5分子筛的布朗斯特/路易斯酸分布和孔隙结构,改善了高温下分子筛的热解脱氧性能,提高了催化剂的择形催化能力。选取镓负载量、热解温度、催化剂用量、热解升温速率和催化剂回用次数为实验变量,探究了热解油组成分布的变化规律。结果表明,与未改性的分子筛相比,镓改性的ZSM-5分子筛显著提高了环氧树脂快速热解过程中芳烃的选择性。通过不同热解条件的研究发现,环氧树脂催化热解制备芳烃的最佳条件为：1Ga-ZSM-5分子筛∶环氧树脂 = 1∶1,热解温度为600℃,热解速率为10℃/ms,此时芳烃总选择性最高可达56.4%,其中更有价值的单环芳烃的相对含量达到31.6%。     

关于增强型地热系开采勘探与高温条件下流体注入诱发地震问题的探讨

通过阐述国内外地热能开发利用和全球增强型地热系统开采勘探与高温条件下流体注入没有也不会诱发大地震灾害的大量事例,有力地驳斥开发利用地热能、增强型地热系统开采勘探与高温条件下流体注入会诱发大地震灾害的错误论调;阐明开发地热能、增强型地热系统高温条件下流体注入可能会伴生一些震幅很小、没有破坏力的微、小地震,但可以起到很好的转换地震能量防震减灾的作用。     

CaCO_3溶液中黄铜和紫铜表面结垢特性

为研究CaCO3析晶污垢在黄铜和紫铜表面的生长特性,在35℃、0.5mmol/L的CaCO3溶液中,通过静态反应,采用称重法获得不同浸入时间的结垢质量,并采用扫描电子显微镜（SEM）得到不同浸入时间污垢的微观形貌.结果表明：相同条件下紫铜比黄铜更易结垢;pH升高不仅使结垢量增大而且促进四方形文石和方解石的形成,并且四方形文石逐步重结晶形成热力学最稳定晶型（方解石）;pH升高使本体溶液中均相成核率和金属表面异相成核率均增加,且均相成核率增加更多.     

甘孜地热井结垢分析及防垢对策

结垢问题是地热利用过程中面临的最重要问题之一,其对地热电站优化设计和安全运行有重要影响。本文选取甘孜地区某地热井作为研究对象,对放喷期间的地热水进行水质分析,根据拉申指数（LI）和雷兹诺指数（RI）判断腐蚀结垢趋势;同时对结垢成分进行了XRD分析,并明确了结垢原因和防垢措施。研究结果表明：地热水的RI为5.58,LI为0.19,说明地热水有结垢趋势,结垢程度为中等;垢的成分为CaCO3,垢的成因为流体减压造成CO2 从水中逸出导致CaCO3析出结垢;除垢方法采用化学洗井,阻垢措施推荐采用化学抑制剂。     

余热利用简介

余热利用是指回收生产工艺过程中排出的具有高于环境温度的气态（如高温烟气）、液态（如冷却水）、固态（如各种高温钢材）物质所栽有的热能,并加以重复利用的过程。余热是在一定经济技术条件下,在能源利用设备中没有被利用的能源,也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、     

R1234yf有机朗肯循环系统热力学性能研究

为提高有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle, ORC）在中低温地热发电领域的效率,本文以R1234yf为工质,依据热力学第一定律与第二定律分析了系统单位质量热水净发电功率和系统?效率,并与目前应用广泛的R245fa工质进行了性能对比。研究结果表明,存在最佳蒸发温度和最佳冷凝温度,使得ORC发电系统单位质量热水净发电功率、?效率最大。对于热源温度为110℃ ~ 150℃的ORC发电系统,R1234yf对应的最大系统单位质量热水净发电功率和最大?效率均大于R245fa     

基于超临界CO2循环的地热与太阳能混合系统研究

超临界CO₂循环可以耦合较低温度的地热和较高温度的太阳能热组成混合热源发电系统。相比能量分析方法,火用分析方法更便于分析混合系统对提高能量利用率的作用,以及识别造成可用能损失的设备和过程。115℃地热和200℃地热分别与采用槽式聚光集热技术的太阳能热组成混合热源,构成简单回热超临界CO₂循环。分析结果表明：混合系统的火用效率比单纯太阳能热的循环系统提高了5% ~ 10%;太阳能聚光集热器的?损失最大,占80%以上,其次是除预冷器以外的各类换热器以及透平;相比之下,压缩机和预冷器的火用损失较小。减少?损失的关键是提高太阳能聚光集热器和换热器的性能,包括提高集热管运行温度,以及提高换热器效能。     

太阳能驱动的有机朗肯-喷气增焓（带二次吸气的增效）蒸汽压缩制冷系统性能分析

为有效利用太阳能,以有机朗肯−喷气增焓（带二次吸气的增效）蒸汽压缩式制冷系统为研究对象,建立了系统的热力学模型,分别选取R236fa、R245fa、RC318和R141b作为系统工质,研究了发生温度、凝结温度、冷凝温度、蒸发温度、膨胀机等熵膨胀效率及压缩机等熵压缩效率对系统性能的影响,并以系统性能最佳为目标对工质进行了优选。计算结果表明：对整个系统而言,R141b是最合适的工质,凝结温度和冷凝温度对系统性能有重要影响。以R141b为例,当发生温度在85℃、凝结温度为40℃、冷凝温度为40℃、蒸发温度为 −15℃时,系统COP_s达到0.2528,采用喷气增焓技术对于环境温度很低、太阳能资源丰富的北方地区具有很大的优势。     

地热流体开发利用中防垢除垢技术研究进展

地热流体结垢是阻碍地热资源稳定、经济和高效开发利用的因素之一。系统总结了中高温地热流体开发利用中防垢除垢技术研究进展。中高温地热田中代表性垢物是钙垢和硅垢,其中钙垢成分以CaCO₃为主,多形成于因压力下降导致CO₂脱气的开采井或者地面设备,硅垢成分以无定型SiO₂为主,多形成于因温度下降导致的溶解度减小的回灌井或者地面设备。实际生产中防垢除垢技术应结合地热流体利用方式进行选择和优化,直接利用方式可考虑采用基于CaCO₃和无定型SiO₂热力学性质的防垢技术;发电方式中钙垢可考虑阻垢剂注入的防垢技术,而硅垢则考虑利用石英和无定型SiO₂溶解度差异、调控温度、pH、无定型SiO₂浓度等防垢技术。     

海洋热能利用进展

海洋热能储量巨大,随时间变化相对稳定,具有广阔的开发利用前景。当前,海洋热能利用技术主要包括海洋温差能发电技术、海洋温差能制淡技术以及海水源热泵技术。发电技术要求海水温差不小于20℃,制淡技术要求海水温差不小于10℃,海水源热泵技术则在不同纬度地区、不同季节均能应用。本文重点分析了海洋温差能发电技术的3种循环方式,针对低温差导致低发电效率的问题,提出了利用太阳辐射加热温海水以提高温差和利用波浪能驱动泵以降低系统能耗两种提高发电效率的方法。     

麦秆酶解残渣热解特性及动力学分析

对比分析了麦秆及其酶解残渣的基础物化特性,利用热重−红外联用技术研究了酶解残渣的热解反应过程及其主要气体产物的析出特性,并用混合反应模型计算了酶解残渣热解过程的表观动力学参数。结果表明,麦秆酶解残渣是一种富含木质素的高灰分、低热值的生物质原料,与麦秆原料相比,其热解过程相对平缓,主要失重温度区间为200℃ ~ 800℃,最大失重峰为350℃,与木质素的热解特性相近;提高升温速率可以使酶解残渣热解反应剩余产物质量明显减少,最大失重速率提高;热解主要气体产物中CH4析出的温度区间为400℃ ~ 700℃,CO和CO2在380℃、450℃和650℃都存在析出峰。动力学分析结果表明,酶解残渣热解过程在低温区（200℃ ~ 350℃）和高温区（350℃ ~ 800℃）分别遵循一级和二级反应动力学规律。     

基于化工流程模拟平台的生物质移动床热解多联产系统模拟研究

在Aspen Plus平台上构建生物质移动床热解多联产系统模型,通过对秸秆热解过程的模拟,研究了生物炭、生物油和生物燃气三态热解产物特性,以及热解温度对系统燃料投入、水耗和电耗的影响。结果表明,随热解温度升高,生物炭热值逐渐增大。生物油和生物燃气的产率分别在450℃和650℃附近达到最大值。当热解温度为450℃时,生物油重质组分主要由糖衍生类和脂肪酸类物质构成,而轻质组分主要包括醛类、醇类和水;当热解温度为650℃时,生物燃气则主要由CO₂和CO构成。生产过程中,系统的燃料消耗和电耗均随着热解温度的升高而增大,冷却水消耗量则经历先减少后增加的过程,并在450℃附近达到最小值。     

燃气热泵系统在过渡季节制备生活热水的性能研究

研究了燃气热泵（GHP）系统在过渡季节制备生活热水的性能特性,分析了发动机余热回收对GHP系统性能的影响。在不同环境温度（15 ~ 24℃）和进水温度（37.7 ~ 47.8℃）下,考察回收与不回收发动机余热模式对生活热水制热量（${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$）、耗气功率（P_gas）及一次能源利用率（${{r}_{\text{PER}}}$）的影响规律。结果表明,随着环境温度的升高,P_gas减小,而${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$和${{r}_{\text{PER}}}$呈现递增的趋势;随着进水温度的升高,P_gas增大,而${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$和${{r}_{\text{PER}}}$呈现递减的趋势。其中环境温度20 ~ 24℃与进水温度37.7 ~ 47.8℃为${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$的不敏感区间,在环境温度为24℃和进水温度为37.7℃条件下,${{r}_{\text{PER}}}$高达2.004。GHP系统的余热回收量分别占总制热量和发动机总余热的25.00% ~ 30.16%和62.17% ~ 71.56%,系统的余热利用率高。     

CO2单井增强地热系统取热性能研究

为提高闭式单井系统取热性能,提出一种CO₂单井增强地热系统（CO₂-SEGS）。建立井筒流动换热和储层热-流-固耦合的数学模型,考虑CO₂可压缩性以及井纵向压力传递特性,对比分析了水和CO₂在SEGS中的取热性能,研究系统取热性能与封隔间距、井筒保温的关系。结果表明：（1）额定循环流量下,井口生产温度从134.09℃降低至116.06℃;CO₂在采出过程中降压膨胀做功,产生明显的温降效应,中心管井口温度比底部低约57℃。（2）井筒不同位置处CO₂的密度、热容差异很大,当循环流量小于50 kg/s时,依靠浮升力作用,SEGS可实现自主循环运行,无需额外泵功。（3）当水和CO₂的流量分别为15 kg/s和40 kg/s时,两者年均取热速率近似相等,CO₂的采出温度比水低约40℃,而压力损耗远小于水。（4）SEGS取热性能与封隔间距以及中心管保温性能呈正相关。研究结果可为SEGS系统的开发提供参考。     

餐厨垃圾高温厌氧消化连续运行性能：有机物转化效率、发酵稳定性与代谢活性

在高温 (50±1)℃条件下处理实际工程的餐厨垃圾,采用全混式厌氧反应器（CSTR）进行了80 d的连续试验。试验以水力停留时间（HRT）20 d启动,HRT 15 d连续运行,研究了反应器启动和运行期间的发酵特性,解析了餐厨垃圾厌氧消化运行稳定性和代谢活性。试验结果表明,在HRT 15 d、有机负荷（OLR）为7.3 kg_COD/(m³∙d)的条件下,容积产甲烷率为2.2 L/(L∙d),挥发性固体（VS）的甲烷产率达到480 L/kg_VS左右,有机物转化率约为95%。批次试验表明,高温产甲烷菌代谢乙酸能力较强,在适宜pH下可承受10 000 mg/L的乙酸浓度。餐厨垃圾的高温降解速率快,10 d达到90%的产气,有承受更高负荷的可能。系统pH稳定在7.6 ~ 7.7,总氨氮和自由氨浓度低于抑制水平。研究结果表明,餐厨垃圾的高温厌氧消化可实现较高的产气潜力和有机物去除率,系统稳定性好且有机物转化效率高,具有应用于工程高温餐厨垃圾厌氧处理的潜力。