【摘 要】
:
煤炭地下气化是将煤炭资源原位转化为可燃性气体过程,是清洁、安全、高效的煤炭利用技术。煤炭地下气化提高了煤炭资源的利用率,减少了对环境的污染与破坏,具有显著的经济效益和社会效益。由于煤炭地下气化过程的复杂性和不可见性,实现稳定性生产和商业化开发仍需进一步研究与完善。煤层温度场的动态演变和燃空区扩展是煤炭地下气化工艺稳定性控制关键。本研究选用蒙东褐煤为实验用煤,对煤层热解温度场演变及燃空区扩展展开研究
论文部分内容阅读
煤炭地下气化是将煤炭资源原位转化为可燃性气体过程,是清洁、安全、高效的煤炭利用技术。煤炭地下气化提高了煤炭资源的利用率,减少了对环境的污染与破坏,具有显著的经济效益和社会效益。由于煤炭地下气化过程的复杂性和不可见性,实现稳定性生产和商业化开发仍需进一步研究与完善。煤层温度场的动态演变和燃空区扩展是煤炭地下气化工艺稳定性控制关键。本研究选用蒙东褐煤为实验用煤,对煤层热解温度场演变及燃空区扩展展开研究,以期为煤炭地下气化工业性应用提供数据参考。主要研究内容及结论如下:(1)通过对蒙东褐煤性质分析,得出蒙东褐煤的挥发分较高、低氮、煤变质程度较低,是煤炭地下气化的优质煤种。通过热重分析考察了不同升温速率和粒径对煤热解过程的影响。研究表明,随着升温速率增大,蒙东褐煤的总失重量降低,最大失重速率增大。受到传热和挥发分析出的影响,大粒径煤的失重略小于小粒径煤。但当煤粒径小于0.2 mm时,受煤岩惰性组分影响,失重率反而略有降低。采用现象模型研究煤热解动力学,得出的动力学参数结果能真实地反映煤热解过程。在同一热解条件下,低温段的活化能大于高温段的活化能,活化能随升温速率增大逐渐增大。由于煤的粒径不同,热解所需的活化能和指前因子也存在差异。(2)通过对大块原煤和人工煤块单侧面加热,研究了煤炭地下气化动态温度场演变及传热规律。研究表明,在水平截面上,煤层内部传热速率高于煤层边缘,温度场大体呈环形分布。在垂直截面上,热量沿煤层向上传递,呈温度梯度分布,越远离热源,煤层温度越低。大块原煤传热速率高于人工煤块,但传热均匀性较差,干燥温度线两侧分布不均,300℃特征温度线呈拱形分布。由于大块原煤中存在裂隙,热量在煤层中主要以热传导方式进行,而煤层裂隙中的对流传热加快了传热速率,有利于提高煤炭地下气化传热效率。(3)利用高温热管作为热源在煤柱中心处加热,研究了煤柱热解过程中温度场动态演变及热解产物分布规律。研究表明,靠近热源处的煤层升温较快、温度较高。由于煤柱传热性能差,热源距离的增加引起煤层温度快速降低。煤柱截面温度场各温度区域分布特征明显,煤层中间温度较高,两侧相对较低,温度带呈拱形分布。200℃特征温度线移动速率大于600℃特征温度线,使得干馏干燥区的区域不断增大。煤柱热解产生的煤气组分中H2含量最高,其次是CH4,CO2与CO含量相对较低。在热解初期,CH4含量较高,煤气热值较高。随着热解时间的增加,CO2体积分数增大,使得煤气热值逐渐减小。(4)通过对人工煤柱在不同工况下进行燃烧,考察不同燃烧方式、气化剂流量及氧浓度对燃空区扩展规律的影响。研究表明,正向燃烧和逆向燃烧过程化学反应相似,但物理过程不同。由于气流流场不同,燃空区的几何形状和体积都存在较大的差别。无论是正向燃烧还是逆向燃烧,当气化剂流量和氧浓度增大时,在单位时间内耗煤量增大,燃空区体积增大。氧浓度的增大有利于煤层燃空区的径向扩展,但当氧浓度较高时,煤灰在燃空区内结渣,从而影响燃空区的扩展规律。
其他文献
随着智能制造的不断发展,质量检测标准也越来越高。大型船舶发动机锻件尺寸大、重量大,其温度变化不均匀性大和金属塑性流动性差异大,更容易形成缺陷,对其内部及表面进行缺陷检测是保证柴油机安全可靠运行的重要前提。针对大型锻件表面缺陷检测展开研究,由于锻件表面缺陷形状、大小多样,缺陷出现的位置随机等,一直靠人工目测方式对其进行检测,稳定性程度低,容易造成漏检误检,无法满足检测的高速、高精度、“100%检测”
微波光子学是一门将微波技术和光子技术的优势相互结合的新兴交叉学科,能够通过光学的手段实现高频微波信号的产生、处理、传输和控制。光生微波信号是微波光子学中的一个重要研究分支,相比于传统电学方式产生的微波信号,不仅能够克服“电子瓶颈”的束缚,还具有带宽大、高频率、可重构性强、抗电磁干扰、体积轻、重量小等特点,因此广泛的应用在光载无线通信系统、数字卫星通信系统、雷达系统等领域。本文的研究重点为基于光学调
压裂是通过改造高温低渗透储层,提高储存油气资源产量的重要技术。压裂液在压裂中起到了主要作用,压裂液的耐温抗剪切性能决定着压裂施工的成败。交联剂是压裂液的重要组成,是影响压裂液体系的耐温抗剪切性能的决定性因素之一。有机硼锆交联剂所得压裂液具有良好的耐温抗剪切性,研究有机硼锆交联剂的交联特性对于耐温抗剪切压裂液具重要意义。本文采用一锅法制备有机硼锆交联剂,以三苯甲烷三异氰酸酯与2-氨基-1,3-丙二醇
近年来,深度神经网络在各个领域中都实现了先进的性能,如图像分类、人脸识别、目标检测等。然而最近的研究表明,深度神经网络容易受到对抗样本的攻击。向原始图像中加入精心设计的微小扰动,可以使深度神经网络输出错误的结果,这导致深度神经网络的安全性与可靠性受到严重的质疑。为此,如何减轻对抗样本的威胁,提高深度神经网络的对抗鲁棒性已成为迫切需要解决的问题。在深入研究现有对抗防御方法的基础上,该文提出了三种新的
随着时代的进步与发展,海路运输仍然是与我们的密切相关的,柴油机车是船舶运输必不可少的动力装置之一。在茫茫大海之上,主要使用柴油机作为船舶的动力来源,然而轴瓦却是柴油机中不可或缺的重要零件。在正常工作条件下,轴瓦作为内燃机的主要摩擦副,经常面临着承受非稳定的重载荷,并易于磨损失效。因此,每次对内燃机进行大修时,轴瓦都将被完全更换,而更换后的轴瓦都将返回炉中进行再制造。如果我们能够对将要替换下来的轴瓦
减速器作为电动汽车传动系统的关键部件,在运行过程中不仅承受来自电机的旋转激励,还有由于路面不平度产生的路面激励通过悬置系统传递到减速器的激励,其疲劳可靠性越来越受到制造商和消费者的关注。目前有关方面的标准尚未发行,大多数研究都将路面激励忽略不计。路面激励对电动汽车减速器疲劳寿命的影响方面的研究非常有限。本论文基于系统多体动力学为基础,以某电动汽车减速器为研究对象,结合载荷提取方法及有限元技术,建立
视频修复的目标是利用视频中未破损区域信息来修复视频的破损区域(孔区域)。视频修复(也称为视频合成)有许多现实世界的应用,例如电影后期处理、不需要的对象移除和老电影翻新,同时,视频修复可以与增强现实(AR)结合使用,提供更好的视觉体验。现有的视频修复方法通常会产生纹理模糊、结构扭曲的内容以及伪影,而将基于图像的修复模型直接应用于视频修复会导致时间上的不一致。为了取得更好的视频修复结果,提出一种的新的
物联网技术的飞速发展和广泛应用给人们生活带来了极大的便利。但是物联网设备节点的快速增长和安全技术的相对滞后,又产生了物联网僵尸网络病毒等诸多安全问题。Mirai病毒作为一种危害性极强的僵尸网络病毒,2016年爆发时使得近60万台物联网设备被感染,而蜜罐系统监测结果表明Mirai病毒的传播至今依然活跃。本文研究Mirai病毒的传播机制和特性。通过对物联网节点进行分类,建立了Mirai病毒传播动力学模
随着全球工业化的快速发展,对传统化石能源进行了大量的开采和使用,造成能源危机和一系列环境问题,开发利用新的可再生、清洁能源已成为人类亟待解决的问题。在众多新能源中,因氢能燃烧后生成物是水对环境无污染,且在自然界中储量丰富,近年来受到世界各国广泛关注。氢能的储存是其能否被大规模商用的关键,金属氢化物储氢因其储氢量大、安全度高成为一种重要的储氢方式,国内外众多学者对其进行了研究。但目前金属氢化物储氢还
随着大功率器件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)和LED(Light-emitting Diode)的逐步推广和应用,封装体密度越来越高,焊点尺寸越来越小,其所承受的热、力、电载荷反而逐渐加重。焊点尺寸的减小意味固-液、固-固反应界面的减小,这会引起焊点体钎料显微组织、界面金属间化合物(Interfacial Intermetallic Compound