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水分促使抛光铝粉热自燃临界温度和诱导时间

东北大学学报（自然科学版） 2022年第10期43卷 1492-1498页

作者：王鑫阳李刚东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

采用等温与非等温C80微量热试验及Semenov和Frank-Kamenetskii热自燃理论对水分促使抛光铝粉热自燃的临界温度和各阶段诱导时间进行了研究.结果表明,Al_(2)O_(3)-H_(2)O与Al-H_(2)O反应均遵循Arrhenius动力学机制,反应活化能分别为61.7... 详细信息

采用等温与非等温C80微量热试验及Semenov和Frank-Kamenetskii热自燃理论对水分促使抛光铝粉热自燃的临界温度和各阶段诱导时间进行了研究.结果表明,Al_(2)O_(3)-H_(2)O与Al-H_(2)O反应均遵循Arrhenius动力学机制,反应活化能分别为61.7和138.6 kJ·mol^(-1);堆积铝粉热自燃诱导时间由两阶段组成,第一阶段为氧化铝薄膜水解时间,第二阶段为铝-水反应放热系统由环境温度达到不返还温度T_(NR)的时间,该时间取决于铝粉堆积状态和堆积质量.当环境温度为25℃时,第一阶段诱导时间为155.6 h;当25 kg铝粉以圆柱形集尘桶状态堆积时,相同环境温度下第二阶段诱导时间为0.7 h,铝粉自燃临界温度为24.9℃,铝粉具有热自燃危险性,且诱导时间随堆积质量增加而延长.

关键词：抛光铝粉水分热自燃诱导时间 C80微量热

静态条件下表面活性剂SG-10对HCFC-141b水合物生成和蓄冷的促进

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储能科学与技术 2024年

作者：罗洁孙志高李娟李翠敏黄海峰苏州科技大学环境科学与工程学院

制冷剂水合物蓄冷是降低电网峰谷差、提高空调经济性的一种新型蓄冷技术。水合物蓄冷相变潜热大，相变温度适宜，有效克服了传统蓄冷介质的缺点。但制冷剂水合物形成存在诱导时间长和随机性大等问题。为了促进HCFC-141b制冷剂水合物的... 详细信息

制冷剂水合物蓄冷是降低电网峰谷差、提高空调经济性的一种新型蓄冷技术。水合物蓄冷相变潜热大，相变温度适宜，有效克服了传统蓄冷介质的缺点。但制冷剂水合物形成存在诱导时间长和随机性大等问题。为了促进HCFC-141b制冷剂水合物的生成，改善水合物蓄冷能力，选择酸醚类非离子表面活性剂硬脂酸聚氧乙烯酯(SG-10)作为添加剂，研究其对HCFC-141b水合物生成和蓄冷量的影响。SG-10可有效促进水合物生成，添加量是影响其促进效果的重要因素。实验研究4种不同质量浓度的SG-10对水合物生成的影响，当浓度为2%时水合物形成稳定性好，生长密实，是该体系最佳添加量，此时水合物形成诱导时间最短(209 min)，蓄冷量最大(约为212.7 kJ/kg)，水合物生长速率最快(4.09 kJ·kg-1·min-1)。当表面活性剂SG-10浓度达到一定值时，其会自发缔合生成胶束，为水合物提供成核位点，有助于水合物生成。SG-10在溶液中形成的胶束是促进水合物形成的主要原因。

关键词：水合物诱导时间蓄冷量 HCFC-141b 生长速率

碳化物纳米流体促进制冷剂水合物生成试验研究

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低温与超导 2024年第1期52卷 65-72页

作者：胡鹏飞李娟孙志高苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009

针对制冷剂HCFC-141b(一氟二氯乙烷)水合物生成诱导时间长、随机性高的问题,试验研究了碳化钛(TiC)纳米粒子和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配形成的纳米流体对水合物生成的协同促进作用,并通过试验数据计算诱导时间标准差、... 详细信息

针对制冷剂HCFC-141b(一氟二氯乙烷)水合物生成诱导时间长、随机性高的问题,试验研究了碳化钛(TiC)纳米粒子和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配形成的纳米流体对水合物生成的协同促进作用,并通过试验数据计算诱导时间标准差、水合物蓄冷量。结果表明,CTAB具有良好的分散性与稳定性,复配体系下纳米流体的促进效果进一步增强,但随着TiC粒径和添加浓度的增大,促进程度均呈现先增强后减弱的特点。TiC纳米粒子的最佳粒径为40 nm,相较于50 nm和30 nm,平均诱导时间分别缩短22.7%和34.8%;最佳添加浓度为120 ppm,平均诱导时间缩短至53.2 min,标准差降低至8.4,最高蓄冷量可达269.9 kJ/kg。碳化物纳米粒子的高表面能和吸附作用为制冷剂水合物的生成提供了大量成核位点,而布朗运动和高导热性可增强传热与传质。

关键词：制冷剂水合物碳化物纳米流体诱导时间蓄冷量表面活性剂

金属负载氧化石墨烯对CO_(2)水合物生成的动力学特性研究

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石油化工高等学校学报 2024年第1期37卷 25-33页

作者：叶赛建伟伟王帅张在源辽宁石油化工大学石油天然气工程学院辽宁抚顺113001

针对CO_(2)在水合物生成过程中生成速度慢、储存能力低、生成条件苛刻等问题,以双金属Cu、Al负载氧化石墨烯(GO)为添加剂,进行了CO_(2)水合物生成的动力学特性研究。对制备的GO-Cu-Al进行TEM、EDS、XPS表征及稳定性分析;在274.15 K、3.0... 详细信息

针对CO_(2)在水合物生成过程中生成速度慢、储存能力低、生成条件苛刻等问题,以双金属Cu、Al负载氧化石墨烯(GO)为添加剂,进行了CO_(2)水合物生成的动力学特性研究。对制备的GO-Cu-Al进行TEM、EDS、XPS表征及稳定性分析;在274.15 K、3.0 MPa的条件下,对GO-Cu-Al体系进行CO_(2)水合物生成动力学实验,分析了GO-Cu-Al的质量分数对CO_(2)水合物生成的诱导时间、反应时间、气体消耗量和储气量的影响,并针对单金属负载体系与双金属负载体系对CO_(2)水合物生成的影响进行了对比分析。结果表明,双金属Cu、Al可均匀地负载至GO上,且稳定性良好;在274.15 K、3.0 MPa的条件下,当GO-Cu-Al的质量分数为50μg/g时,CO_(2)水合物生成的诱导时间为85 min,反应时间为170 min,气体消耗量为0.216 mol,储气量为123.81 cm^(3)/cm^(3)。与纯水体系相比,其诱导时间、反应时间约为纯水体系的1/4、1/7,气体消耗量和储气量也均有提升;与单金属负载体系相比,其诱导时间为单金属体系的1/2,反应时间为单金属体系的1/5,储气量提升明显。

关键词：氧化石墨烯金属负载 CO_(2)水合物诱导时间

纳米氧化锌和SDS促进二氧化碳水合物生成特性实验研究

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低碳化学与化工 2024年第6期49卷 129-140页

作者：崔茂辛公明李德祥山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

水合物法捕集和封存二氧化碳(CO_(2))具有储气量高和成本低等优点,但生成CO_(2)水合物(简称“水合物”)的诱导时间长、生成速率缓慢限制了该方法的应用。为促进水合物的生成,采用恒容法研究了纳米氧化锌(ZnO)和十二烷基硫酸钠(SDS)对水... 详细信息

水合物法捕集和封存二氧化碳(CO_(2))具有储气量高和成本低等优点,但生成CO_(2)水合物(简称“水合物”)的诱导时间长、生成速率缓慢限制了该方法的应用。为促进水合物的生成,采用恒容法研究了纳米氧化锌(ZnO)和十二烷基硫酸钠(SDS)对水合物生成的影响。结果表明,在一定条件下增大初始压力和引入机械搅拌可以促进水合物生成,并且单独添加纳米ZnO或SDS均能显著缩短诱导时间。其中,在ZnO质量分数为0.06%和275.65 K的条件下,确定了初始压力和搅拌速率的最优值分别为4.5 MPa和500 r/min。在3.5 MPa、275.65 K和300 r/min的条件下,加入质量分数为0.10%、粒径为50 nm的纳米ZnO(ZnO-50)体系的诱导时间为41.6 min,较纯水体系的诱导时间(487.4 min)缩短了91.5%。体系中ZnO-50的质量分数为0.06%时,气体消耗总量为0.903 mol,较纯水体系的气体消耗总量(0.444 mol)提高了103.4%。提高SDS的质量分数对气体消耗总量的促进效果逐渐增强,当体系中SDS的质量分数为0.10%时,气体消耗总量达到最大(1.027 mol),比纯水体系的气体消耗总量提高了131.3%。以质量分数为0.10%的SDS与质量分数为0.02%的ZnO-50构建协同体系,其气体消耗总量(1.045 mol)受相平衡压力的影响变化不大,但可以显著加快水合物生成速率,实验半程(反应5 h)的气体消耗量可达0.924 mol,占实验全程(反应10 h)气体消耗总量的88.4%,明显高于单独使用质量分数为0.02%的ZnO-50和质量分数为0.10%的SDS体系的相应数据(分别为63.7%和48.5%)。相关研究结果可为应用水合物技术进行CO_(2)捕集和封存提供一定的理论指导。

关键词：水合物纳米氧化锌十二烷基硫酸钠诱导时间气体消耗量

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葡北油田天然气水合物化学防治技术研究

化学与生物工程 2024年第7期41卷 60-63,68页

作者：李晓辉刘勇莫军王崇先杨玉忠舒福昌中国石油吐哈油田工程技术研究院新疆哈密839009 中国石油物资有限公司新疆分公司新疆哈密839009 长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023 湖北省油田化学产业技术研究院湖北荆州434009

针对葡北油田开发过程中注气井和采油井生成的水合物易堵塞井筒的问题,采用动力学抑制剂防止水合物生成、热力学抑制剂解除水合物堵塞。以N-乙烯吡咯烷酮、N-乙烯己内酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵为单体,通过自由基聚合反应合成了动力学... 详细信息

针对葡北油田开发过程中注气井和采油井生成的水合物易堵塞井筒的问题,采用动力学抑制剂防止水合物生成、热力学抑制剂解除水合物堵塞。以N-乙烯吡咯烷酮、N-乙烯己内酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵为单体,通过自由基聚合反应合成了动力学抑制剂HI-3,评价了动力学抑制剂HI-3对水合物生成的抑制性能以及热力学抑制剂对水合物堵塞的解除效果。结果表明,在4℃、8 MPa条件下,1%HI-3抑制剂可将水合物生成的诱导时间延长至1380 min以上;热力学抑制剂对水合物分解速率的大小顺序为:乙二醇>二甘醇>丙三醇>甲醇>乙醇,且升高热力学抑制剂乙二醇的温度,可加快水合物的分解速率。

关键词：天然气水合物化学防治动力学抑制剂热力学抑制剂诱导时间

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“记忆效应”对瓦斯水合物生成诱导时间的影响

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哈尔滨工业大学学报 2006年第12期38卷 2177-2179页

作者：孙登林吴强张保勇黑龙江科技学院安全工程学院

运用可视化水合物实验设备，进行两组不同实验体系中“记忆效应”对瓦斯水合物生成诱导时间的影响研究，利用数据采集系统得到5次实验过程的p—T参数，结合同步采集的视频资料对实验数据进行分析，结果表明：在含有水合物分解五面体环... 详细信息

运用可视化水合物实验设备，进行两组不同实验体系中“记忆效应”对瓦斯水合物生成诱导时间的影响研究，利用数据采集系统得到5次实验过程的p—T参数，结合同步采集的视频资料对实验数据进行分析，结果表明：在含有水合物分解五面体环等残余结构的实验体系中，诱导时间缩短到平时的1／10～1／20。利用“记忆效应”的影响作用可以加速瓦斯水合物生长的动力学进程并改善其生成热力学条件。

关键词：瓦斯水合物记忆效应诱导时间热力学条件

NaCl溶液中多组分瓦斯水合物的成核诱导时间

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煤炭学报 2015年第6期40卷 1396-1401页

作者：吴强周竹青高霞张强张保勇黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150022 瓦斯等烃气输运管网安全基础研究国家级专业中心实验室黑龙江哈尔滨150022 黑龙江科技大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150022

为加速多组分瓦斯水合化进程,利用可视化水合物实验设备,开展了3种瓦斯混合气在0.5%~3.5%NaCl溶液条件下成核动力学实验,运用直接观测法测定了水合物成核广义诱导时间。结果表明:多组分瓦斯水合物成核诱导时间随瓦斯组分中CH4浓度降低,C... 详细信息

为加速多组分瓦斯水合化进程,利用可视化水合物实验设备,开展了3种瓦斯混合气在0.5%~3.5%NaCl溶液条件下成核动力学实验,运用直接观测法测定了水合物成核广义诱导时间。结果表明:多组分瓦斯水合物成核诱导时间随瓦斯组分中CH4浓度降低,C3H8浓度升高先减小后增大;添加NaCl可促进瓦斯水合成核,诱导时间随NaCl浓度增大而减小,NaCl浓度为3.5%时,诱导时间最短。基于水合物成核成簇模型和离子电离平衡理论,分析发现:多组分瓦斯中CH4与C3H8浓度的变化,一方面减少水合物生成过程中配位数转变,降低活化能而缩短诱导时间,另一方面生成"篮球-HSII"竞争结构而延缓水合物生成;NaCl电离出的Na+和Cl-分别以[Na(H2O)m]+和[Cl(H2O)n]-形式存在,促使瓦斯水合物前驱体尽快形成,从而促进瓦斯水合物成核。

关键词：瓦斯水合物诱导时间 NaCl浓度 C3H8

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低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间研究

煤炭学报 2020年第2期45卷 786-792页

作者：王市委吕洪强陈松降石开仪陶秀祥六盘水师范学院化学与材料工程学院贵州六盘水553000 中国矿业大学化工学院江苏徐州2211162 通用技术集团工程设计有限公司山东济南250031

为表征低阶煤颗粒-气/油泡间矿化过程的差异,通过Sutherland理论下固体颗粒进入泡沫产品的总概率(E)和浮选速率常数(k)之间关系,并结合低阶煤颗粒-气/油泡的浮选速率试验,求得了低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间。浮选实验研究表明,在相... 详细信息

为表征低阶煤颗粒-气/油泡间矿化过程的差异,通过Sutherland理论下固体颗粒进入泡沫产品的总概率(E)和浮选速率常数(k)之间关系,并结合低阶煤颗粒-气/油泡的浮选速率试验,求得了低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间。浮选实验研究表明,在相同的捕收剂消耗量下低阶煤-油泡浮选产率均高于低阶煤-气泡浮选产率。诱导时间测试表明,低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间(35 ms)要明显低于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间(93 ms)。上述实验结果表明,油泡表面的疏水性要强于传统浮选气泡表面的疏水性。然而,进一步利用Sutherland理论中固体颗粒进入泡沫产品的总概率和浮选速率常数之间的数学关系,并结合低阶煤颗粒-气/油泡的浮选速率试验求得的低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间分别为9.67和8.46 ms,其与诱导时间测试仪分别测量的诱导时间差异很大。这主要是由于在实际浮选过程中气/油泡的上升速度分别为23.26和22.68 cm/s,其远高于2015EZ型诱导时间仪测试过程中气/油泡碰撞速度(2.0 cm/s)。因此,诱导时间理论计算表明气泡-颗粒间的碰撞速度对颗粒-气泡间的诱导时间影响很大。上述研究结果表明油泡浮选效果优于传统浮选的内在原因在于低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间小于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间。

关键词：低阶煤油泡气泡浮选速率常数诱导时间捕收剂