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为了研究气体水合物的快速生成方法,可视化实验研究了压力扰动对丙烷水合物生成过程的促进作用,结合丙烷水合物的生成驱动力计算,分析了静态条件下纯水中丙烷水合物层的厚度、生长速率、水合物生成驱动力等水合反应参数,结果表明:在压差为0.1 MPa的压力扰动下,原本停滞35 h的水合反应重新开始生成水合物,气液界面处水合物层厚度2h内以0.5 mm/h的速率呈线性增长,2h后生长速率显著减小,在压力扰动后的175 h内,系统平均生长速率达到0.04 mm/h.

关键词: 气体水合物 , 生成过程 , 压力扰动 , 生成驱动力 , 生长速率

水合物法开发高寒地区湖盐的相平衡研究

王春龙 , 李金平 , 杨文洁 , 王林军 , 常素玲

工程热物理学报

高寒地区年平均气温为水合物的生成提供了天然的温度条件,也为水合物法节能开发高寒地区湖盐提供了可能.基于此,提出了水合物法开发高寒地区湖盐的新方法;以van der Waals-Platteeuw模型为基础,利用Pitzer方程与杜亚和与郭天民提出的三参数方程分别计算电解质溶液中水的活度和Langmuir常数,预测了饱和NaCl溶液中HCFC141b水合物的相平衡条件,并进行了实验验证;发现利用环境冷量实现气体水合物法开发湖盐具有实际可行性;研究结果对应用高效节能方法开发我国高寒地区湖盐有重要价值.

关键词: 气体水合物 , 高寒地区 , 相平衡 , 湖盐开发 , 节能技术

钒钛磁铁矿含碳球团直接还原研究

曹明明 , 张建良 , 邢相栋 , 文永才 , 王春龙

钢铁钒钛

以转底炉工艺为基础,在实验室模拟条件下,进行了钒钛磁铁矿含碳球团直接还原高温焙烧试验.通过XRD分析,讨论了配碳量(wC/wO)、还原温度、还原时间对球团金属化率和残碳量的影响.结果表明:随着还原温度的升高金属化率不断升高,而残碳量不断降低；在1350℃之前,随着温度的升高,金属化率迅速升高,然后趋于平缓；当还原温度为1350℃时,金属化率可达90％以上,随着还原时间的增加,球团的金属化率呈现先升高后降低的趋势,残碳量逐渐降低,还原时间为30 min时,球团的金属化率达到最大(91.37％)；随着配碳量(wC/wO)的增加,球团还原速率加快,球团还原充分,球团的金属化率升高,当wC/wO为1.3时达到最大(94.28％).

关键词: 钒钛磁铁矿 , 含碳球团 , 直接还原 , 金属化率 , 残碳量

多孔介质水合物中储存二氧化碳的实验研究

王春龙 , 翟盼盼 , 冯荣 , 张学民 , 李金平

工程热物理学报

为了研究多孔介质中CO2水合物的生成速率和储气量,利用1.8 L的水合反应釜研究了孔隙为13.8 nm和26.7nm的石英砂中CO_2水合物的生成过程,结果表明：孔径为26.7 nm石英砂中,1 m~3的石英砂可以储存64.4 m~3标准状况的二氧化碳气体,平均生成速率为0.001703 mol/min;孔径为13.8 nm石英砂中,1 m~3的石英砂可以储存118.8m~3标准状况的二氧化碳气体,平均生成速率为0.001803 mol/min;在多孔介质孔径范围为13.8 nm至26.7 nm之间时,粒径越小,储气量越大。

关键词: 气体水合物 , 生成过程 , 加压方式 , 生成驱动力 , 反应速率

纳米流体中气体水合物生成条件

李金平 , 王春龙 , 王林军 , 王建森

工程热物理学报

为了研究纳米粒子对制冷剂水合物热力学生成条件的影响,建立了新型纳米流体中制冷剂水合物相平衡热力学模型,理论研究了HFC134a(R134a)气体水合物的热力学生成条件,并用实验验证了模拟结果.结果表明:新型纳米流体中制冷剂水合物热力学相平衡模型能够较好地反映纳米流体中制冷剂气体水合物相平衡特征,相同温度下相平衡最大相对误差为7.3%,平均相对误差为5.3%.

关键词: 热力学 , 制冷剂水合物 , 纳米流体 , 生成条件 , 相平衡

钒钛磁铁矿含碳球团的还原机制

曹明明 , 张建良 , 邢相栋 , 王春龙 , 白亚楠 , 文永才

钢铁

以转底炉工艺为基础,对不同配碳比、不同焙烧温度、不同焙烧时间条件下的金属化球团宏观形貌和内部组织结构进行分析研究。结果表明：随着还原温度的升高,Ti在球团中由集中分布到均匀分布再到集中分布,与Fe逐渐分离,而Ti与Mg的分布状态几乎相同,且V的赋存形态几乎与Ti一致。通过扫描电镜观察及分析得知,随着还原温度的升高,球团孔隙度降低,这在一定程度上影响了还原反应的继续进行。还原时间为20～40min时,Fe与Ti、V基本能够分开,Mg与Ti则基本互溶在一起,走向一致。无论在何种配碳比的条件下,球团中均出现了金属铁和（Fe,Mg）Ti2O5,而黑钛石的存在限制了金属化率的进一步升高,且当配碳比增加到1.3时,球团中出现了新相TiC0.2N0.8。

关键词: 钒钛磁铁矿 , 含碳球团 , 直接还原 , 还原机制

高温焙烧-磁选联合处理包钢含锌粉尘的研究

王春龙 , 张建良 , 刘征建 , 胡正文 , 林祥海 , 苏步新

钢铁

对转底炉处理含锌粉尘进行了实验室研究,通过设计正交试验考察了焙烧温度、焙烧时间及配煤量对含锌粉尘脱锌率、金属化率、磁选精矿产率以及铁同收率的影响.试验结果表明最佳工艺参数为:焙烧温度1 350℃,焙烧时间25min,配煤量6%.在此条件下的脱锌率和金属化率分别高达99.29%和99.68%,精矿产率为46.57%,铁回收率为95.46%.对经过最优方案焙烧并磁选处理后的精矿进行XRD分析,发现其主要物相为金属铁,并且没有含锌物相的衍射峰出现,可见此方案对含锌粉尘的处理效果最佳.

关键词: 含锌粉尘 , 高温焙烧 , 磁选 , 脱锌率 , 金属化率

表面活性剂对水合物生长过程的定量影响

李金平 , 马涛 , 王建森 , 王春龙 , 王林军

工程热物理学报

为了揭示表面活性剂对气体水合物生长过程的定量影响,实验研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对R141b水合物的生长过程的影响,分析了SDBS对R141b水合反应物界面张力的影响,研究结果表明:R141b水合物生成条件下SDBS的临界胶束浓度约为400 mg/kg,1.0℃ 400 mg/kg SDBS溶液中R141b水合物的平均引导时间为3 min,水合率约为每分钟1.7%.

关键词: 制冷剂水合物 , 蓄冷介质 , 生长过程 , 表面活性剂 , 临界胶束浓度

铁矿粉的烧结特性及优化配矿试验研究

苏步新 , 张建良 , 常健 , 王广伟 , 王春龙 , 车晓梅

钢铁

以来自澳大利亚、巴西、印度、南非以及中国的6种烧结铁矿粉作为考察对象,分别研究其化学成分、粒度组成、颗粒形貌和气孔率,并对其同化性、液相流动性、黏结相自身强度和铁酸钙生成特性等高温烧结特性进行试验测定和因素考察。在该研究基础上,提出基于铁矿粉配矿特性互补配矿原则,设计了6组优化配矿方案,对混合矿进行特性研究,且烧结杯试验结果显示获得较好的烧结经济技术指标。

关键词: 铁矿石 , 烧结 , 特性 , 配矿