【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為了得到符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的焦炭，必須控制影響焦炭質(zhì)量的各種因素，從結(jié)焦基本原理可以看出，影響焦炭質(zhì)量的主要因素之一是原料煤的煉焦特 性和配煤方案。 焦炭質(zhì)量的好壞，根本的原因在于配煤的質(zhì)量。配煤質(zhì)量好壞的重要標(biāo)志之一是配煤的配煤的結(jié)焦性及灰分。各種不同牌號(hào)的煉焦用煤在煉焦過(guò)程中，表現(xiàn)出不同的結(jié)焦特性，通過(guò)配煤能夠綜合各種煤結(jié)焦特性，取長(zhǎng)補(bǔ)短，煉出優(yōu)質(zhì)焦炭，同時(shí)還生產(chǎn)出大量化學(xué)產(chǎn)品滿足冶金行業(yè)和化學(xué)行業(yè)需要。 煉焦需要大量的煉焦煤，我國(guó)煉焦煤品種比較齊全，但是構(gòu)成不夠理想。 以高揮發(fā)分氣煤 (包括1/3焦煤 )為主，而肥煤、焦煤、瘦煤加在一起尚不到煉焦煤儲(chǔ)量的 50%，且其中約有一半的肥煤、瘦煤為高硫煤，有 1/3左右的焦煤是高硫、高灰煤。 其中氣煤儲(chǔ) 量占一半，而煉焦中的強(qiáng)粘煤焦煤和肥煤的比例僅為 %和 %，儲(chǔ)量偏少。 因此，對(duì)進(jìn)口主焦煤的煉焦特性進(jìn)行深入的試驗(yàn)研究非常重要。本文在實(shí)驗(yàn)室模擬煉焦條件下，通過(guò)不同主焦煤的配煤煉焦實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)鼓測(cè)定、反應(yīng)性試驗(yàn)和采用熱態(tài)顯微鏡對(duì)主焦煤的粘結(jié)、結(jié)焦過(guò)程進(jìn)行了原位觀察，考察了進(jìn)口主焦煤與國(guó)內(nèi)煤種的煉焦特性、相互配合特性以及配合煤結(jié)焦性能，并 找出煉焦煤配比與其焦炭性能的關(guān)系及規(guī)律，完成了進(jìn)口主焦煤的煉焦特 性研究。同時(shí)，本文也分析了不同煤種配比對(duì)焦炭抗碎性、耐磨性、 CO2反應(yīng)性的影響。 17 植物殘油催化裂解制氣 的研究 資源與環(huán)境工程學(xué)院 能源化工系 建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生 湯烜祎 指導(dǎo)教師 李庭琛 隨著礦物燃料資源的不斷消耗，世界能源供應(yīng)趨勢(shì)日漸緊張，開(kāi)發(fā)新型能源已迫在眉睫。而生物質(zhì)能作為可再生能源，具有來(lái)源廣泛，清潔等優(yōu)點(diǎn)，有著巨大的開(kāi)發(fā)潛力和利用價(jià)值。本課題研究利用植物殘油進(jìn)行催化氣化制取含氫可燃?xì)怏w作為生物質(zhì)能燃料，為將來(lái)大規(guī)模利用污染物地溝油進(jìn)行裂解制氫提供依據(jù)，從而達(dá)到“變廢為寶”的目的。 本課題的原理為生物質(zhì)油在高溫常壓下通水蒸汽，在催化劑的作用下進(jìn)行高溫裂解，產(chǎn)生含氫混合氣體，通過(guò)制備催化劑， 控制反應(yīng)條件確定反應(yīng)工藝路線，從而達(dá)到理想的反應(yīng)效果。在植物殘油催化氣化反應(yīng)過(guò)程中首先使用商業(yè)催化劑進(jìn)行試驗(yàn)，并確定最佳反應(yīng)工藝條件。通過(guò)對(duì)該結(jié)果的分析，自制催化劑。采用浸漬法，將活性三氧化二鋁作為載體制備鎳基催化劑進(jìn)行反應(yīng)，并進(jìn)一步探索反應(yīng)工藝條件，調(diào)整反應(yīng)溫度、水油比、供油方式。對(duì)催化劑的失活過(guò)程進(jìn)行研究并采用間歇法供油方式延長(zhǎng)催化劑壽命。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在植物殘油催化氣化反應(yīng)中，在催化劑負(fù)荷，水油比，催化劑種類(lèi)不變的情況下，反應(yīng)中氫氣的產(chǎn)率與含量隨溫度的升高而增加。在催化制氣反應(yīng)中使用鎳基催化劑能達(dá)到比 較理想的反應(yīng)效果，顯著提了高產(chǎn)品氣中氫氣含量和產(chǎn)率。通過(guò)對(duì)反應(yīng)工藝條件的探索，將催化制氣反應(yīng)的理想工藝條件確定為：反應(yīng)溫度 750℃ ，催化劑負(fù)荷為（油） /g（催化劑） 178。s, 水油比 20： 1。反應(yīng)中氫氣的含量與產(chǎn)率隨溫度的升高而增加。 通過(guò)本課題的研究，初步掌握了植物殘油制氣的理想反應(yīng)工藝條件，為進(jìn)一步探索提供了依據(jù)。 18 二通道噴嘴霧化過(guò)程研究 資源與環(huán)境工程學(xué)院能源化工系化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)學(xué)生 劉揚(yáng) 指導(dǎo)教師 李偉鋒 劉海峰 氣流式霧化噴嘴廣泛應(yīng)用于液體燃料的燃燒與氣化、干燥、粉末冶金、航空航 天等領(lǐng)域。氣流霧化是指液體在氣體的高速?zèng)_擊作用下破碎成為液滴的過(guò)程，液體破碎成液滴后，比表面積迅速增大，對(duì)傳遞過(guò)程十分有利。氣流式噴嘴霧化過(guò)程主要是利用噴嘴出口物流之間的高速碰撞等作用，將連續(xù)的液相介質(zhì)破碎成達(dá)到一定粒度的分散相，以利于后續(xù)過(guò)程的進(jìn)行。近幾十年來(lái)，對(duì)其霧化機(jī)理的研究引起了人們廣泛的興趣。本文在一套霧化裝置上，利用數(shù)碼相機(jī)研究了一種二通道氣流式霧化噴嘴由于同軸氣流的作用產(chǎn)生的 KelvinHelmholtz(KH)不穩(wěn)定波，測(cè)量了各個(gè)氣速下的 KH 不穩(wěn)定波波長(zhǎng)，分析了波長(zhǎng)與氣速的關(guān)系。同時(shí)還 利 用 激 光 顆 粒 測(cè) 試 儀 測(cè) 量 了 不 同 工 況 下 霧 滴 的 Sauter mean diameter(SMD)，研究了不同工況下該噴嘴的霧化性能。結(jié)果表明，隨著氣量增大，液柱表面的波長(zhǎng)逐漸減小。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析揭示了該噴嘴的初次霧化機(jī)理，加深了對(duì)二通道噴嘴初次霧化過(guò)程的理解，為氣流式霧化的工業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際操作提供了參考。 19 氟離子對(duì)活性污泥的影響 資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程系環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生 陳學(xué)威 指導(dǎo)教師 程里 目前處理含氟廢水最常用的方法是鈣鹽沉淀法。但由于后續(xù)生化處理要進(jìn)行曝氣， CO2 與過(guò)量的 Ca2+形成 CaCO3 沉淀，這些無(wú)機(jī)鹽沉淀會(huì)嚴(yán)重影響處理效果。如果能去掉氟離子鈣鹽沉淀這個(gè)預(yù)處理過(guò)程，就可以避免 CaF2及 CaCO3沉淀的產(chǎn)生。所以首先必須考慮氟離子對(duì)活性污泥的影響程度。本文著重探討了氟離子對(duì)活性污泥法 (SBR 法 ) 及生物接觸氧化法中活性污泥的影響。 實(shí)驗(yàn)在如下條件中進(jìn)行：溫度為 30℃， DO 為 4～ 6mg/L。主要考察了以下幾個(gè)方面內(nèi)容： 氟離子濃度對(duì) COD 去除率的影響。發(fā)現(xiàn)隨著氟離子濃度的增大， COD 去除率均呈下降趨勢(shì)?；钚晕勰喾?(SBR 法 ) 系統(tǒng)中，當(dāng)氟離子濃度達(dá)到 3000mg/L時(shí)， COD 去除率降至 30%左右，系統(tǒng)基本上處于崩潰；而在生物接觸氧化法中，氟離子濃度在 3000mg/L 時(shí)， COD 去除率還能達(dá)到 %，當(dāng)上升到 4500mg/L時(shí)， COD 去除率降至 30%左右，系統(tǒng)基本崩潰。 我們將活性污泥和生物接觸氧化系統(tǒng)對(duì)氟離子提升過(guò)程中的 COD 去除率進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)在氟離子濃度較低（ 2500mg/L 以下）時(shí)活性污泥法（ SBR 法）對(duì) COD 的去除效果要好于生物接觸氧化法，而到了高濃度（大于 3000mg/L 左右）時(shí)，活性污泥法（ SBR 法）就呈現(xiàn)劣勢(shì)，說(shuō)明生物接觸氧化法耐沖 擊負(fù)荷能力要強(qiáng)于活性污泥法（ SBR 法）。 此外，我們還考察了氟離子濃度對(duì)污泥狀態(tài)的影響。隨著氟離子濃度的升高，活性污泥法（ SBR 法）系統(tǒng)中 MLSS 逐漸增大，而 SVI 卻逐漸降低，氟離子濃度在 2020mg/L 以上時(shí)， SVI 降至 50mL/g 以下。這說(shuō)明隨著氟離子濃度的升高，污泥無(wú)機(jī)化程度逐漸加重，活性成分越來(lái)越少，污泥已經(jīng)呈現(xiàn)逐步死亡的跡象。 所以，在處理實(shí)際含氟廢水時(shí)，若廢水中無(wú)機(jī)氟離子濃度小于活性污泥能承受的極限濃度，則可以考慮去掉投加石灰這一預(yù)處理過(guò)程，而把除氟放到生化處理后面，既節(jié)省了投藥開(kāi)銷(xiāo)，又提高 了處理效果。 20 微型快速穿透實(shí)驗(yàn)技術(shù)在活性炭水處理技術(shù)中的應(yīng)用 資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程系環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生 陳蒞威 指導(dǎo)教師 應(yīng)維琪 本 文 主 要 探 討 了 微 型 快 速 穿 透 實(shí) 驗(yàn) 技 術(shù) （ Micro Column Rapid Breakthrough， MCRB）在活性炭水處理技術(shù)中的應(yīng)用。穿透實(shí)驗(yàn)為液相吸附應(yīng)用中為預(yù)測(cè)實(shí)際活性炭床運(yùn)行的一個(gè)必要測(cè)試。而傳統(tǒng)的穿透實(shí)驗(yàn)技術(shù)有許多的弊端，操作耗時(shí)、耗資源、處理對(duì)象限制多等。且得到完整的穿透信息周期很長(zhǎng)，對(duì)于易揮發(fā)、易生物降解的處理對(duì)象而言，采用傳統(tǒng)的穿透實(shí)驗(yàn)方法難以在實(shí)驗(yàn)室 里取得有效穿透數(shù)據(jù)，作為設(shè)計(jì)大型活性炭床的依據(jù)。 根據(jù)液固傳質(zhì)理論，使用粉碎篩分后的微小顆?；钚蕴亢臀⑿痛┩钢梢约涌鞂?shí)驗(yàn)速度、節(jié)省時(shí)間和資源，同時(shí)避免傳統(tǒng)穿透實(shí)驗(yàn)中常遇到的問(wèn)題。相對(duì)于國(guó)外現(xiàn)用微型穿透實(shí)驗(yàn)技術(shù)，本研究中開(kāi)發(fā)的微型快速穿透實(shí)驗(yàn)技術(shù)（ MCRB）設(shè)備要求較低，操作較簡(jiǎn)單，適合在國(guó)內(nèi)大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。 通過(guò)對(duì)苯酚、亞甲基藍(lán)、 X3B、 2,4二氯苯酚、碘、雙酚 A 物質(zhì)進(jìn)行 MCRB實(shí)驗(yàn)與縮小式傳統(tǒng)型、小型對(duì)照穿透實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了 MCRB 實(shí)驗(yàn)技術(shù)在加快實(shí)驗(yàn)速度、節(jié)省資源、保證結(jié)果的準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)。微型快速 穿透實(shí)驗(yàn)技術(shù)（ MCRB）能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)獲取活性炭動(dòng)態(tài)穿透數(shù)據(jù)，并且可以通過(guò) MCRB 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大型活性炭床的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)于設(shè)計(jì)活性炭吸附工藝具有重要指導(dǎo)作用。 本課題還探討了不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì) MCRB 的影響；所有結(jié)果表明， MCRB 是一種良好方法，有助于推進(jìn)活性炭在水處理領(lǐng)域的廣泛使用。 21 UNITANK 工藝沉淀段流體流場(chǎng)分析技術(shù)研究 資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程系環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生 沈德炯 指導(dǎo)教師 姚重華 UNITANK 工藝的水體流動(dòng)呈周期性變化。其沉淀段過(guò)程包括進(jìn)水與靜置沉降兩個(gè)相互重疊的 階段。為對(duì) UNITANK 工藝進(jìn)行優(yōu)化 , 需要建立該工藝沉淀段流體流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。作為該研究工作的組成部分，本課題的研究目標(biāo)是建立UniTank 工藝沉淀段的二維穩(wěn)態(tài)模型。 在建立模型時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)基本方程導(dǎo)出該工藝沉淀段內(nèi)各基本物理量之間的數(shù)量關(guān)系，控制方程的參數(shù)由邊界條件計(jì)算得出或是直接采用前人的經(jīng)驗(yàn)值。第一步首先是建立二維的平流式沉淀池的仿真模型，并將結(jié)果與前人所做的進(jìn)行比較，以驗(yàn)證方法的可靠性與準(zhǔn)確性。第二步是以第一步以基礎(chǔ)建立UNITANK 沉淀段的二維簡(jiǎn)化穩(wěn)態(tài)模型。第三步是將模型擴(kuò)展為三維穩(wěn)態(tài)模型 ，后將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的數(shù)據(jù)與模型運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以驗(yàn)證矯正模型。 流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的方法采用 SIMPLE 算法的一種改進(jìn)算法 SIMPLEC 算法，將工藝池作二維簡(jiǎn)化后采用交錯(cuò)網(wǎng)格來(lái)劃分流場(chǎng)，連續(xù)方程的離散化采用一階迎風(fēng)格式，方程湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn) Kε兩方程模型，數(shù)值計(jì)算和圖象顯示的計(jì)算機(jī)程序利用 MatLab 編寫(xiě)。 利用所建立的 UniTank 工藝沉淀段的二維穩(wěn)態(tài)模型，對(duì)沉淀池內(nèi)流體流場(chǎng)如速度、壓力、顆粒物濃度等數(shù)值分布的變化情況進(jìn)行了模擬計(jì)算，并對(duì)數(shù)學(xué)模型根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行了修正。 22 序批式生物反應(yīng)器出水 中溶解性 微生物產(chǎn)物（ SMP）的研究 資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程系環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生 吳景輝 指導(dǎo)教師 黃光團(tuán) 溶解性微生物產(chǎn)物是指底物代謝（通常伴隨著生物量的增長(zhǎng)）和微生物衰減過(guò)程中釋放的一類(lèi)溶解性有機(jī)物。 廢水生物處理系統(tǒng)的出水 中不可避免地會(huì) 含有溶解性 微生物產(chǎn)物。 本次試驗(yàn)在序批式 生物 反應(yīng)器系統(tǒng)中，考察在不同溫度、 投加 底物 類(lèi)型（葡萄糖和苯酚）、底物濃度、 污泥停留時(shí)間條件下 ， 反應(yīng)器出水中SMP 的 數(shù) 量以及分子量分布情況，并同步考察上述這些條件對(duì) SMP 的 多聚糖、蛋白質(zhì)和核酸 （ DNA）組分的 影響。 隨著投加底物濃度 的下降，反應(yīng)器出水的 SMP數(shù)量也隨之下降，兩種底物下出水的 SMP 值均與投加底物 TOC 值呈線性關(guān)系；隨著投加底物濃度的提高，分子量 1KDa 部分所占百分比逐步下降，中間分子量部分所占百分比則逐步上升，分子量 10KDa 部分也逐步上升。溫度對(duì) SMP 的影響較為顯著，隨著溫度的升高， SMP 數(shù)量大幅度下降，同時(shí)分子量 1KDa 部分 SMP絕對(duì)值下降；投加底物濃度與出水 SMP 線性關(guān)系中的斜率和截距與溫度相關(guān)；溫度對(duì) SMP 的多聚糖組分影響較為明顯。在不同的進(jìn)口濃度和溫度條件下，苯酚的SMP 產(chǎn)率（ SMP/S0）要比葡萄糖高， 也就是作為抑制性底物的苯酚，在 SMP 的產(chǎn)率上比非抑制性底物葡萄糖高。上述結(jié)果中的分子量分布均呈雙峰分布， SMP 主要分布于分子量 1KDa（ %~%）和分子量 10KDa（ %~%）這兩個(gè)分子量范圍內(nèi)。存在一個(gè)最佳的污泥停留時(shí)間（ SRT＝ 5~6 天），同時(shí)也是本次試驗(yàn)的最佳 F/M 值 178。 d，使出水 SMP 處于一個(gè)最低水平；隨著污泥停留時(shí)間的增大，分子量 1KDa 部分所占比例基本上是一個(gè)下降的趨勢(shì) ,而分子量在 1KDa 到 10KDa 以及 10KDa 的這兩部分所占的比例 呈上升趨勢(shì)。 23 擠壓及固溶處理對(duì) AZ63 鎂合金組織及性能的影響 資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程系金屬材料工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生 鄒明 指導(dǎo)教師 馬春江 鎂合金具有比重輕、比強(qiáng)度和比模量高、良好的減震性能和電磁屏蔽性能，在航天、航空、汽車(chē)及電子通訊產(chǎn)品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，鎂合金主要以鑄造的方式制造飛機(jī)、汽車(chē)及通訊產(chǎn)品的零配件。為了提高鎂合金的力學(xué)性能，使鎂合金得到更廣泛的應(yīng)用，有必要開(kāi)發(fā)具有良好力學(xué)性能的變形鎂合金。本文以 AZ63 高強(qiáng)變形鎂合金為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)擠壓工藝和固溶處理工藝的研究，利用拉伸實(shí)驗(yàn)、金 相組織觀察和 XRD 相分析探討了 AZ63 變形鎂合金的加工工藝與組織、力學(xué)性能的相互關(guān)系。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，擠壓工藝和固溶處理工藝對(duì)AZ63 變形鎂合金的組織和力學(xué)性能有明顯的影響。經(jīng)過(guò)擠壓處理后，材料組織內(nèi)部發(fā)生了明顯的再結(jié)晶，并且隨著擠壓比的提高，由于再結(jié)晶更加充分，使材料的組織進(jìn)一步細(xì)化、組織更加致密均勻，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和塑性均明顯提高。 AZ63 鎂合金經(jīng)擠壓加工后強(qiáng)度、塑性明顯提高的原因是由于擠壓過(guò)程中發(fā)生了再結(jié)晶，使原來(lái)的粗大鑄造組織轉(zhuǎn)化為再結(jié)晶后的細(xì)小組織，晶界變形抗力增加，表現(xiàn)為抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度明顯 提高；同時(shí)，由于組織細(xì)化，使材料的塑性變形更加均勻，因此塑性提高。經(jīng)固溶處理后，由于擠壓組織晶界處的大量Mg17Al12 金屬間化合物固溶于基體中，使材料的晶界變形抗力降低、屈服強(qiáng)度略有下降，塑性明顯提高，而材料的抗拉強(qiáng)度變化不大。固溶溫度和保溫時(shí)間是影響 AZ63 鎂合金最終