DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. CDA/GCDA方法的计算要点 CDA或GCDA的实际计算中有一些要点和常见问题我们认为很值得强调： 1) 使用CDA方法进行计算时不需要很大基组，通常用6-31G** [ 18 ] 、cc-pVDZ [ 19 ] 、def2-SVP [ 20 ] 等双zeta基组足矣得到合理结果。含有弥散函数的基组应当避免使用，因为弥散函数并没有明确的化学意义，在计算片段轨道时弥散函数往往会使得非占据轨道表现出弥散特征，这会使得CDA/GCDA方法的计算形式很大程度失去物理意义。例如，如果片段B的空轨道弥散范围极大，严重侵入片段A的空间中，那么当计算A®B的d项时，这个值将主要体现B的空轨道与A的占据轨道的混合使得A区域的电子密度发生极化，而不是主要体现A的占据轨道的电子向B片段所在区域的转移。基组问题我们将在后文通过实例进行专门讨论。 2) 各个轨道对d、b值的贡献大多数情况为正值，表现电子贡献和反馈量，但也有少数情况为负值。较小的负值在讨论时可以忽略不计，也并没有确切的物理解释。当出现较大的负值时，说明计算过程可能存在问题，或者CDA/GCDA并不完全适用于当前体系。我们也注意到，当使用弥散函数时，总是倾向于引起大量负值的出现，一方面表明弥散函数会导致结果不合理，也同时从侧面说明一些轨道对d、b的负贡献很大程度上和片段内电子密度的极化有关。 3) CDA/GCDA计算要求片段轨道数总和必须等于复合物轨道数目，这首先要求计算片段时对各个原子所用的基组必须与它们在复合物计算时所用的基组严格相对应，因为计算得到的分子轨道数与基函数相等。这不仅要求基组名相对应，还需要注意基函数类型也应当一致，因为对d、f、g壳层，球谐型高斯函数分别有5、7、9个基函数，而笛卡尔型高斯函数则分别有6、10、15个基函数。一个经常需要注意的情形是，用主流的Gaussian09程序计算过渡金属配合物，对配体原子用6-31G*基组，对过渡金属用Lanl2DZ [ 21 ] 赝势基组，此时程序在复合物计算时会默认使用球谐型高斯函数，然而当单独用6-31G*计算配体片段时，程序会默认用笛卡尔型高斯函数，这样就导致计算复合物时的基函数数目(复合物轨道数)与所有片段的基函数数目之和(片段轨道数之和)不一致，从而无法进行CDA/GCDA计算。因此，计算时应当令量子化学程序要么都用笛卡尔型高斯基函数，要么都用球谐型高斯基函数。另外，还应注意很多量子化学程序会自动去除线性依赖基函数以保证数值稳定性，这会使得算出的轨道数少于基函数数目，同样会造成复合物和片段轨道数不一致的问题。线性依赖问题通常只在使用了弥散函数的情况下出现，因此从这个角度上也应避免使用弥散函数。 4) 虽然原理上CDA/GCDA并不严格要求计算片段时所用的几何结构必须与它在复合物结构中一致，但如果不满足这个要求结果很可能不合理。因此，实际计算时，应当先优化复合物，然后直接取出其中片段的坐标，再对片段做单点能计算得到片段轨道。同时应注意一些量子化学程序为了利用对称性，会自动调整输入文件里的坐标。例如Gaussian09程序在计算前会自动将体系摆到标准朝向下，这显然会导致复合物坐标与片段坐标出现不对应性，利用nosymm关键词则可以避免程序自动调整朝向。 5) 以开壳层方式做CDA/GCDA计算时需要考虑自旋翻转问题。量子化学计算时自旋多重度等于体系a电子数减b电子数加1，因此自旋多重度 > 1的体系在计算时都是a电子数多于b电子。CDA/GCDA计算时要求片段的a电子数之和等于复合物a电子数，片段的b电子数之和等于复合物b电子数。但实际情况中，通常需要经过自旋翻转才能满足这个条件。例如计算CH 3 Cl，甲基和氯原子各作为一个片段，整个体系有13个a电子和13个b电子。计算甲基自由基时有5个a电子和4个b电子，计算氯原子时有9个a电子和8个b电子，直接加和为14个a电子和12个b电子，显然和整体不符。因此在做CDA/GCDA时，必须将Cl的a和b轨道交换，相应地a电子数和b电子数也进行交换，这样片段的电子数和电子结构才与复合物匹配。 6) 做CDA/GCDA分析时在片段的参考状态的选择上有一定任意性。例如KCl体系，单独计算片段时既可以让K和Cl的电荷都为0，相当于以中性自由基为片段状态；也可以让二者电荷分别为+1和−1，相当于以离子为片段状态。显然两种参考状态的分析结果会显著不同。参考状态的选择，应当尽量接近复合物状态的电子结构。因为KCl的电子结构可近似写为K + Cl − ，因此以离子为参考状态更为合理，分析结果将主要表现的是氯阴离子如何转移电子给钾阳离子。 7) 哪个片段作为给体和受体片段并不影响结果。例如将KCl中的Cl − 设为给体片段，K + 设为受体片段，则d项很大而b项甚微；如果将K + 设为给体片段，Cl − 设为受体片段，则b项很大而d项甚微。因此交换给体、受体片段，只是令d、b项交换，r项则不会变化。但为了方便讨论，建议将主要体现给电子的片段作为给体片段，从而使d-b为正值。
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user: 6. 结论 CDA是重要的深入研究电荷转移问题的方法。本文我们对CDA方法进行了介绍，并对它进行了广义化，提出了GCDA方法。相对于CDA，GCDA方法将片段轨道占据数纳入了考虑，在HF、DFT级别下等价于CDA，而在后HF级别下比CDA形式更为合理，因为此时复合物轨道和片段轨道能够在相同后HF级别下产生，而CDA则要求在HF级别下产生片段轨道。另外GCDA也明确考虑了用于开壳层体系时的情况。我们在文中还对CDA/GCDA计算时应注意的诸多要点做了阐述。 为了考察GCDA方法的特点与合理性，我们以OC-BH 3 和顺铂体系为实例进行了探究。我们发现GCDA和CDA的结果无论是d、b、r总值上还是复合物轨道的独立贡献上都较为接近，但在个别情况下也会有一定定量差异。若电子静态相关很强，导致片段轨道占据数偏离整数较大，则差异可能会更大，此时应采用定义更合理的GCDA的结果。理论方法对GCDA的结果有明显影响，d项存在大体趋势：低HF成份的泛函 > 高HF成份的泛函 > HF ³ MP2 > CCSD。DFT的GCDA结果无论是从总值上还是复合物轨道独立贡献上都与HF定性上一致。虽然在计算分子性质上DFT明显优于HF，但若以较高精度的CCSD的结果为参照，DFT用于GCDA分析未必优于HF。MP2和CCSD这两种后HF方法不仅在GCDA总结果上相近，其复合物自然轨道产生的独立贡献的特征也相似。虽然我们发现后HF级别下复合物自然轨道的独立贡献与HF级别下的复合物分子轨道的独立贡献明显缺乏可比性，但通过图形考察复合物和片段自然轨道的特征，能够确认后HF级别下GCDA的结果也是合理的。另外，我们也考察了基组对GCDA结果的影响，发现def2-SVP已足矣得到合理的结果。弥散函数绝不应当在GCDA分析时使用，否则将严重破坏结果的合理性。
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user: 摘 要 致密油藏渗透率低、储层物性差，因此需要采取水平井分段压裂技术进行开采。为此本文建立了致密油藏分段压裂水平井产能模型，人工裂缝基于离散裂缝模型进行降维处理，使用伽辽金有限元方法对数学模型进行求解，最后，通过某油田实例研究验证了本模型的可靠性与实用性。研究结果表明：生产压差越大，产量和累积产量也越大，但压差过大会导致原油脱气，因此在实际生产过程中，应合理控制生产压差；基质渗透率越大，产量和累积产量也越大；裂缝导流能力越大，产量及累积产量越大，但随着压裂缝导流能力的增加，产量增幅逐渐变小。研究结果可为致密油藏产能分析提供理论支持。 关键词 :致密油藏，分段压裂水平井，产能模型，有限元，离散裂缝模型
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user: 1. 引言 致密油藏孔隙度小、渗透率低，不经过压裂改造自然产能极低或基本没有自然产能[ 1 ] -[ 3 ] ，实现致密油藏的商业化开采主要依赖于水平井及分段压裂技术[ 4 ] [ 5 ] 。近年来，国内外学者针对分段压裂水平井不稳定渗流模型进行了深入研究。2009年，Brown等建立了多级压裂水平井三线性流模型[ 6 ] ；2012年、2013年，Stalgorova等先后建立了三区复合流动模型[ 7 ] 和五区复合流动模型[ 8 ] ；2014年，苏玉亮等应用复合流动模型对致密油藏进行了产能预测[ 9 ] ，模型虽然计算简单，但流体在每个区域内均是基于线性流动，不能真实反映流体渗流规律。为此，本文基于离散裂缝模型[ 10 ] [ 11 ] ，建立了致密油藏分段压裂水平井产能模型，并使用伽辽金有限元方法对模型进行求解，将模拟计算结果与油田实际生产数据进行对比验证了模型的可靠性，最后对影响产能动态的参数进行了敏感性分析。
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user: 2. 物理模型 矩形致密油藏中心一口水平井，经过压裂之后形成N条人工裂缝，如图1所示，在推导数学模型之前做出如下假设：(1) 油藏外边界封闭；(2) 人工垂直裂缝完全贯穿储层，裂缝高度等于储层有效厚度；(3) 岩石和流体均微可压缩，且压缩系数为常数；(4) 流体流动为单相等温渗流；(5) 油层较薄不考虑重力的影响。
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user: 3. 数学模型 3.1. 数学模型的建立 油藏中流体渗流基本微分方程为 图1. 分段压裂水平井物理模型示意图 (1) 初始条件为 (2) 内边界条件为基质区域与人工裂缝交界处压力相等 (3) 外边界条件为 (4) 式(1)~(4)组成了基质中流体渗流数学模型。 压裂水平井以定井底流压生产，由此可得人工裂缝中流体渗流数学模型为 (5) 式中：q f 为源汇单位体积流量， ； 为Delta函数，当 时等于1，否则等于0。 3.2. 数学模型的求解 本文采用伽辽金加权余量有限元方法对数学模型进行求解，对于人工裂缝，使用离散裂缝模型进行降维处理，将二维的裂缝面单元简化为一维裂缝线单元，为了保持积分值相等，须在线积分前乘以人工裂缝宽度。假设整个油藏区域由基质和人工裂缝两个区域组成，故整个油藏控制方程F的积分形式可表示为 (6) 对于离散裂缝模型，其相应的积分表达式可简化为 (7) 基质区域采用二维三角形单元进行剖分，并选取一次单元形函数，则基质区域任一点的压力值可近似为： (8) 式中： 、 、 分别为三角形单元三个节点对应的压力；为三角形单元形函数，其线性形式为 (9) 对基质区域流动方程(1)使用Green第一公式进行积分，并结合封闭边界条件可得 (10) 取 ，由此可得 (11) 化简可得 (12) 式中： ， 对于时间导数项，采用向前差分格式，即 (13) 由此可得基质区域的单元有限元方程为 (14) 人工裂缝区域采用一维线单元进行剖分，并选取一次单元形函数，则人工裂缝区域任一点的压力值可近似为： (15) 式中： 、 分别为线单元两个节点对应的压力； 为线单元形函数，其线性形式为 (16) 同理可得人工裂缝区域的单元有限元方程为 (17) 化简可得 (18) 式中： ， ， 。 最后将基质区域和人工裂缝区域中的单元有限元方程按照区域剖分时单元节点号与总体节点号之间的关系进行叠加，从而形成总体有限元方程，最终求得数学模型的解。
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user: 4. 致密油分段压裂水平井产能动态分析 以某油田致密油开发试验区一口水平井为例，分12段34簇压裂，簇间距平均20 m，投入开发以后以定井底流压2 MPa生产110天，由于某种原因关井41天，然后又以井底流压2 MPa生产43天，储层和流体参数见表1。将参数代入所建立的模型进行模拟计算，并将模拟结果与实际数据进行对比，对比结果如图2所示，误差较小，说明了本模型的可靠性强。 图3对比了不同生产压差对致密油藏压裂水平井的产量及累积产量的影响。其它参数不变，只改变井底压力大小，从图中可以看出，在生产初期产量很高，但产量下降很快，随着生产时间的增加，产量下降缓慢趋于稳定。此外，生产压差越大，相同时间内产量和累积产量也越大，但生产压差过大，当井底压力低于泡点压力时，会导致原油脱气，增加原油粘度，大大增加流体渗流阻力。因此在实际生产过程中，应综合考虑实际情况，合理控制生产压差。 图4对比了不同基质渗透率对致密油藏压裂水平井的产量及累积产量的影响。其它参数不变，只改变基质渗透率大小，从图中可以看出，基质渗透率越大，相同时间内产量和累积产量也越大，而且基质渗透率对产量及累积产量的影响贯穿整个生产周期，对于致密油藏，渗透率低，因此产量也低，甚至没有自然产能，因此可通过水平井分段压裂技术增大产量，实现致密油藏的经济开发。 图5对比了不同人工裂缝导流能力对致密油藏压裂水平井的产量及累积产量的影响。其它参数不变，只改变导流能力大小，从图中可以看出，人工裂缝导流能力越大，压裂水平井产量及累积产量越大，递减速度也越快，但随着压裂缝导流能力的增加，产量增幅逐渐变小。其主要原因在于，当压裂缝导流能力过低时，而油层供给能力比较强，使得在裂缝附近流体聚集，产生附加阻力，这时如果增加裂缝导流能力，解除这部分附加阻力，产量明显上升；当压裂缝裂缝导流能力过高时，而油层供给跟不上，出现“抽空”现象，表现为导流能力的增加，产量增幅减小。因此，需要优化压裂缝的导流能力，使得裂缝导流能力与油层供给能力相一致。 Table 1 Basic parameters of reservoir and flui 名称 数值 单位 名称 数值 单位 基质渗透率 9.07 10 −3 μm 2 原油粘度 57.6 mPa·s 裂缝导流能力 30 μm 2 ·cm 裂缝半长 150 m 有效厚度 3 m 综合压缩系数 6.7 × 10 −4 MPa −1 井筒半径 0.1 m 水平井长度 600 m 孔隙度 0.12 小数 原油体积系数 1.046 无因次 原始地层压力 16 MPa 流体密度 872 kg/m 3 表1. 储层及流体的基础数据表 图2. 模拟结果与实际数据对比图 图3. 生产压差对产量及累积产量的影响 图4. 基质渗透率对产量及累积产量的影响 图5. 人工裂缝导流能力对产量及累积产量的影响
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user: 5. 结论 (1) 针对分段压裂水平井的特征，基于离散裂缝模型对人工裂缝进行降维处理，使用伽辽金有限元方法建立并求解了致密油藏分段压裂水平井产能模型；将模拟计算结果与某区块实际生产数据进行对比，说明了所建模型的可靠性。 (2) 生产压差越大，产量和累积产量也越大，但压差过大会导致原油脱气，因此在实际生产过程中，应合理控制生产压差；基质渗透率越大，产量和累积产量也越大；裂缝导流能力越大，产量及累积产量越大，递减速度也越快，但随着压裂缝导流能力的增加，产量增幅逐渐变小。
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user: 摘 要 中国经济发展进入新常态，既要保持增长速度，又要优化经济结构，根本的动力是科技创新。论文分析了新常态下以科技创新引领中国经济发展的必然性，认为以科技创新引领经济发展是符合经济规律的必然选择，是尊重自然规律的必然之义，是遵循社会规律的必然之路，是基于现实基础的必然之跃，是抓住历史契机的必然之搏；总结了中国经济发展新常态对科技创新的要求，认为科技创新要“实”，要“自”，要“众”，要“共”；研究了新常态下推动科技创新的路径，提出要走一条中国特色、法治先行、体制创新和以人为本的路径；并从法治、市场、企业、政府、人才培养和文化等方面提出了新常态下推进科技创新的对策建议。 关键词 :新常态，科技创新，引领，路径，对策建议
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user: 1. 引言 党的十八大报告指出，科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。要坚持走中国特色自主创新道路，实施创新驱动发展战略[ 1 ] 。2014年5月，习近平总书记在河南考察时首次提出中国经济发展新常态的概念，并指出“一个地方、一个企业，要突破发展瓶颈、解决深层次矛盾和问题，根本出路在于创新，关键要靠科技力量[ 2 ] 。”2015年1月，李克强总理在国家科学技术奖励大会上明确指出：“我国经济发展进入新常态，既要保持中高速增长，又要向中高端水平迈进，必须依靠创新支撑 [ 3 ] 。”这标志着中国高层对以科技创新引领中国经济发展新常态，推动经济可持续增长形成了空前广泛的共识。
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user: 2. 新常态下以科技创新引领经济发展的必然性 新常态下以科技创新引领中国经济发展的必然性是由经济规律、自然规律、社会规律、现实基础以及历史契机决定的。 2.1. 以科技创新引领经济发展是符合经济规律的必然选择 改革开放以来，中国经济实现了高速增长，其经济总量在2010年跃居世界第二，2014年GDP首次突破60万亿元，其中，中国制造业在全球制造业总值的占比达到19.8%，超过美国的19.4%，成为全球第一大制造国。然而，我国多数制造企业处于“微笑曲线”的底端，研发、设计、品牌营销、管理和售后等高附加值环节力量薄弱。同西方主要发达国家相比，科技创新对经济发展的贡献率不高，关键领域的核心技术较少，高新技术产业占GDP的比重还比较小，相当一部分产业出现产能过剩的现象，经济结构整体上亟待进一步优化。根据中国国家统计局的数据，以2012年为转折点，我国“人口红利”开始掉头向下，劳动年龄人口逐年递减，劳动力成本不断升高。2012年，中国固定资产投资占国内生产总值的比例达到46.1%，大大高于世界平均水平的23.8%。如果不转变经济发展方式，以科技创新引领经济发展，就会导致经济增长动力不足。因此，必须按经济规律办事，在经济规律的指导下推进创新驱动发展，从根本上破解中国经济“大而不强，快而不优”的痼疾，使中国经济成功跨越“中等收入陷阱”。 2.2. 以科技创新引领经济发展是尊重自然规律的必然之义 三十多年来主要依靠要素投入和投资规模驱动的发展方式使得自然资源的瓶颈与环境保护的硬约束不断凸显。主要表现在两方面：一是能源消耗过大过快。2012年，我国能源消耗约占全球的21.3%，单位GDP能耗大约是世界平均水平的两倍、发达国家的四倍 [ 4 ] 。二是环境承载能力接近或者已达上限。近年来生态环境持续恶化，尤其是各地相继爆出大范围的雾霾污染事件，让全社会的生态环境保护意识空前高涨。2014年的中央经济工作会议提出：“必须顺应人民群众对良好生态环境的期待，推动形成绿色低碳循环发展新方式。” 习近平总书记指出：“不能想象我们能够以现有发达水平人口消耗资源的方式来生产生活，那全球现有资源都给我们也不够用！老路走不通，新路在哪里？就在科技创新上，就在加快从要素驱动、投资规模驱动发展为主向以创新驱动发展为主的转变上 [ 5 ] 。” 2.3. 以科技创新引领经济发展是遵循社会规律的必然之路 科技创新是人类社会发展与进步的永恒主题，是社会发展的一般性、普遍性规律。这一规律在新常态下主要表现在两个方面：一是科技创新是中国社会发展的内在要求。勤劳的中国人民解决温饱问题后，多样化的需求引领科技创新。现代社会人们挑战自我、主动创造的意识增强，造就社会包容科技创新。中国三十多年来的改革开放，本身就是一部规模宏大的创新史诗。改革开放的巨大成功和中国社会翻天覆地的变化更加证明了科技创新是中国社会的本质属性，是中国人民的内在诉求。二是创新驱动发展是实现社会和谐的重要手段。当前我国社会面临的诸多问题，从深层次来说，是经济发展理念、发展方式和驱动力在社会领域的积累反映。要解决收入差距过大、社会阶层板结、征地等资源类争夺矛盾频发等社会顽疾，除了要从提高社会治理能力着手，更要从把握社会发展规律着眼。通过科技创新凸显人力资本的重要性，调节人与人之间、人与社会之间的矛盾，实现公平正义，促进社会和谐。 李克强总理在2015年瑞士达沃斯论坛上发言时指出：“大众创业、万众创新不仅能释放民智民力，扩大内需和居民消费，增加社会财富，增进大众福祉。更重要的是，让所有人都有平等机会和舞台实现人生价值，推进社会纵向流动，实现社会公平正义 [ 6 ] 。” 2.4. 以科技创新引领经济发展是基于现实基础的必然之跃 改革开放三十多年来，我国资金、人力资本和技术等要素禀赋丰裕程度显著改善，积累了较好的物质基础、人力资本基础和技术基础，这三者构成中国向创新型国家跃进的现实基础。它们的作用体现在：第一，资金投入是实现科技创新的保证。科技创新必须在一定的物质基础上才能实现，没有资金的持续浇灌，就很难有创新创造的生根发芽。近年来，我国研究与发展(R&D)经费每年以20%以上的速度递增，2012年全国R&D经费超过万亿元；2013年中国R&D支出达到11846.6亿元，占GDP比重达到2.09%，其中企业研发投入占76%，与美国等发达国家的研发投入分布基本相同。第二，人力资本储备是实现科技创新的关键。我国现有总量位居世界第一的科技队伍，有4200万工程技术人才，其中45岁以下中青年科研人员占总人数的80%以上。另据统计，改革开放到2012年底我国归国留学人员已达109.12万人，越来越多的海外留学人员归国创业。第三，技术积累是实现科技创新的基础。科技创新的每次前行都是在前人研究基础之上的再出发，必须有一定的技术总量积累才能实现从量变到质变的飞跃。截至2012年底我国授权116.3万件国内专利，2013年通过《专利合作条约》(PCT)途径提交的国际专利申请量首次突破2万件，成为名副其实的知识产权大国。在诸多领域取得了一大批重要成果，从“神舟”飞船到“蛟龙”潜艇，从薄膜发电到“北斗”导航，从量子反常霍尔效应到“天河”二号超级计算机，这些重大科技创新都离不开基础技术的大量累积。 较好的资金积累、人力资本储备和技术基础为新常态下以科技创新引领中国经济发展夯实了现实基础。 2.5. 以科技创新引领经济发展是抓住历史契机的必然之搏 历史经验和现实借鉴都表明，每一次大规模的经济危机都是全球科技创新的难得契机。首先，从历史经验来看。约瑟夫·熊彼特(Joseph Alois Schumpeter)在对三次产业革命中的科技创新与资本主义经济周期进行比较研究后提出，科技创新是资本主义经济实现繁荣→衰退→萧条→复苏周期律的主要动因。德国经济学家门施(G. Mensch)在其著作《技术的僵局》中，对112项重大基础性创新进行统计分析研究后发现，科技创新的周期与经济繁荣周期呈“逆相关”态势，但凡重大基础性科技创新均出现在经济萧条时期。其次，从现实借鉴来看。2008年国际金融危机以来，西方发达国家，如：美国、英国、德国、法国、日本等都抓紧时机进行科技创新，推动产业结构优化升级。我国部分行业和企业也抓住机遇积极开展海外并购“抄底”优质资产，实现科技创新的跨越式发展，如：2010年吉利控股集团全资收购沃尔沃轿车公司，在引进消化吸收再创新后，于2014年实现了中国本土生产的多款沃尔沃汽车出口美国和亚太地区。科技创新还让国产计算机品牌“收复失地”，据全国高性能计算学术年会公布的“2014年中国高性能计算机TOP100排行榜”显示，曙光、浪潮、联想等国产品牌占据85席，成功实现了对国外品牌的“逆袭”。 2014年中央经济工作会议指出，中国经济发展进入新常态，并没有改变我国发展仍处于大有可为的重要战略机遇期的判断。
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user: 3. 中国经济发展新常态对科技创新的要求 不同国家在不同的发展阶段对科技创新的要求是不一样的。新常态作为中国当前和今后一个时期经济发展的大逻辑，对科技创新提出了具有鲜明时代特色和国情特点的新要求，主要可以概况为以下四个方面。 3.1. 科技创新要“实” 2014年中央经济工作会议指出：“创新要实，推动全面创新，更多靠产业化的创新来培育和形成新的增长点，创新必须落实到创造新的增长点上，把创新成果变成实实在在的产业活动。”根据《中国科技统计年鉴2013》的数据，按照ESI论文数量排序，中国排在第二位，仅次于美国；按照被引用次数排序，我国排在第七位；按照论文引用率计算排序，中国只能排在第十九位。长期以来，我国的科研论文数量多但能转化为生产力的却比较少，科技成果转化率仅为10%左右。要切实改变科技创新与经济发展“两张皮”的问题，就要从根本上把科技创新的“以论文为导向”转变为“以需求为导向”，加强科技创新与经济发展的关联度，紧扣经济社会发展重大需求。 3.2. 科技创新要“自” 当前，中国经济发展进入新常态，要实现科技创新引领中国经济发展新常态就必须以构建自主创新体系为主导推进创新驱动发展。自主创新是指通过拥有自主知识产权的核心技术并在此基础上创造新产品从而实现自主知识产权价值的过程。自主创新有三类：原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新。现阶段我国的技术实力和技术储备已大为增强，随着科学研究的广度和深度不断拓展，技术上的“瓶颈”和“天花板”越来越多，“市场换技术”的老路越走越窄，“技术引进”的门槛越来越高，必须高度重视自主创新能力的提高，尤其是原始创新能力的提升，使基础研究、应用研究和技术开发齐驱并驾，实现原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的融合迸发。 3.3. 科技创新要“众” 李克强在世界经济论坛2015年年会上的特别致辞中指出，要推动大众创业、万众创新，创新的主体是千千万万企业和人民群众。现阶段的科技创新是高水平的科学活动，专业化程度日益加深，技术风险日益加大，科技创新在经济上取得成功具有很大的不确定性。新常态下的科技创新，更多要靠分散试错，靠千军万马的“草根”去闯，再通过市场化的竞争脱颖而出。万众创新、分散化创新是未来创新的主流，虽然市场配置型万众创新或许没有政府主导型集体攻关的成功概率高，但是只要参与的个体数量足够多，科技创新的成果和质量还是会相当可观。 3.4. 科技创新要“共” 新常态下的科技创新不是闭门造车式的创新，而是多方共赢式的科技创新。习近平主席在2014年APEC工商领导人峰会上指出：“应该坚持互利合作、充分发挥各自优势促进共同发展，应该变赢者通吃为各方共赢”。在科技创新的过程中，一些共性的和基础平台的创新离不开协同创新和融入全球创新网络，要扩大科技开放合作，在共享创新机遇中推进科技创新。用全球视野和国际眼光，在开放合作中提高我国科技创新实力。要鼓励企业和个人“走出去”，也要注重高水平的“请进来”，适当降低国际人才引进门槛，在公共产品和服务等方面提供更多国际化“窗口”，创造“愿意来，留得住”的创新创业氛围与环境。全方位地加强多层次、多领域、多形式的国际科技合作，与各国共享创新机遇。要注重发挥国际人才的智慧，为他们提供施展才华、创业发展的舞台，促进东西方智慧碰撞、增进科技交流、增强文化融汇，为解决人类社会面临的难题提供更多创新方案。
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user: 5. 结语 中国经济发展进入新常态，必须摆脱过去那种发展速度依赖，转变经济发展方式，从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长，根本的路径是走一条具有中国特色，法治先行，体制创新推动，以人为本的科技创新之路。要从完善法治建设，充分发挥市场的决定性作用，强化企业在科技创新中的主体责任，更好发挥政府作用，加强科技创新人才培养和积极营造科技创新的文化氛围着手，综合施策、统筹协调地推进以科技创新引领中国经济发展新常态，推动中国经济向形态更高级、分工更复杂、结构更合理的中高端迈进。
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user: 摘 要 在工业蒸汽管道吹扫过程中，准备工作充分、吹扫程序合理是安全吹扫的重要保障，满足吹扫流速、吹管系数要求是保证吹扫效果的重要指标。本文根据理论计算并结合工作中的实际吹扫经验，探讨工业蒸汽管道吹扫的实施过程。 关键词 :蒸汽管道，吹扫流速，吹管系数，吹扫程序
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user: 1. 引言 随着新材料、新工艺的不断发展，化工行业的规模也在不断扩大。其中，为了保证管道及设备的安全使用，工业蒸汽管道在正式投用之前，必须进行管道吹扫。管道吹扫的原理是利用蒸汽压力产生高速气流的冲刷力，将附着在管路内的杂质冲走。利用不同物质热膨胀系数的差异，降低腐蚀产物与管道表面的结合强度，使这些杂质在高温气流的冲刷下，从管道内壁剥落下来，排除管外[ 1 ] 。虽然对蒸汽管道吹扫有明确的规范阐述，但大多数是比较笼统的。本文结合笔者的实际工作经验，对蒸汽管道吹扫工作关注的焦点问题做系统阐述及分析，为蒸汽管道吹扫工作提供理论及实际操作指导。
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user: 2. 蒸汽管道吹扫前的准备 蒸汽管道吹扫前的准备工作主要是为了满足吹扫前应具备的条件。这项工作可以大体分为三个阶段：检查、处理及复查。检查的内容包括：1) 蒸汽管道的安装情况，其中，重点检查管道安装是否符合设计图纸及施工验收规范质量要求。如：仪表原件是否安装完成，尽量不要在吹扫完成之后对管道再进行焊接、开孔等工作；固定支架、导向支架、滑动支架及管托是否按照图纸制作、安装；管道的排气、疏水导淋装置是否已完善；管道的试压、绝热工作是否已完成等。2) 统计蒸汽管线上流量计、开关阀、调节阀等的数量，确保这些阀门及仪表不能连带吹扫。处理的内容包括：1) 施工人员需拆除蒸汽管线上流量计、开关阀、调节阀等管件。2) 制作拆除的蒸汽管线上流量计、开关阀、调节阀等的临时短管，为保证吹扫质量，临时短管的口径尽量控制在原管径的80%以上。3) 制作临时吹扫口，为保证安全，尽量将吹扫口引至空旷地带。4) 制作临时吹扫靶板，根据规范要求，靶板的宽度控制在吹扫口口径的8%左右[ 2 ] 。复查的内容包括对前期的检查及处理的问题，在吹扫前做最终确认，确保满足吹扫条件。
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user: 3. 蒸汽管道吹扫程序 由于蒸汽管道较长且分支较多，在对每个吹扫口进行吹扫前必须充分暖管和预吹扫： 1) 将要吹扫的蒸汽管线上的所有导淋阀打开，缓慢打开主蒸汽总管上的阀门，先通入小压力、小流量的蒸汽，缓慢提升管道温度，使管道平缓地进行膨胀，防止突然升温造成局部应力过大破坏管道。同时，从蒸汽主管线开始，依次检查管线上所有的导淋，确保凝结水能够顺利排出，并检查管道的支吊架及膨胀情况，发现异常情况及时向调度室人员报告，并做停汽处理。 2) 若无问题，继续缓慢开大进入界区总阀，提高吹扫蒸汽的压力和流量，直到完全打开阀门进行正常连续吹扫。 3) 吹扫主管时，需要关闭所有分支管线上的根部阀或在支管上法兰处加盲板；吹扫一根支管时隔离其他支管(同时吹扫的除外)；每根支管吹扫完成后，需先关闭管线上的切断阀或加盲板与其他管道隔离后，再进行下一个吹扫口的吹扫。 4) 利用图号 、 表示吹扫流程的先后顺序，1表示第1个吹扫排放口，2表示第2个吹扫排放口等等，依此类推。 、 中的1、2分别表示主管所分的支管吹扫先后顺序等，依次类推。右面的a、b表示两个相同系列。
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user: 4. 蒸汽管道吹扫重要参数 根据《GB50235-2010工业金属管道工程施工规范》要求，蒸汽吹扫流速不低于30 m/s，目的在于保证蒸汽流体的冲刷力大于杂物对于管道内壁的附着力。在确定蒸汽吹扫汽源的情况下，由公式(1) (2)可得蒸汽吹扫流速： (1) (2) 式中： ：吹扫蒸汽流速，m/s； ：吹扫蒸汽体积流量，m 3 /s； ：吹扫蒸汽质量流量，Kg/s； ：吹扫蒸汽比容，m 3 /Kg； ：吹扫蒸汽管道公称面积，m 2 。 根据动量定律可得，蒸汽流体的冲刷力不仅与蒸汽流速有关，还与蒸汽流体的流量有关[ 3 ] 。工业上，为保证吹扫效果，吹扫蒸汽与额定工况蒸汽的动量之比大于1.0 [ 4 ] 。 (3) (4) 根据以上公式可得蒸汽吹管系数： (5) 式中： ：吹扫蒸汽动量，Kgm/s 2 ； ：额定负荷蒸汽动量，Kgm/s 2 ； ：额定负荷蒸汽质量流量，Kg/s； ：额定负荷蒸汽比容，m 3 /Kg； ：吹管系数。 吹扫过程中，由于吹扫蒸汽都是直接排向大气，且吹扫时间较长，造成大量的蒸汽损耗。在满足不同压力等级管道流速要求：高压蒸汽管道吹扫流速v ≥ 60 m/s；中压蒸汽管道吹扫流速v ≥ 40 m/s；低压蒸汽管道吹扫流速v ≥ 30 m/s [ 5 ] 的情况下，根据公式(3)、(4)，通过给定的蒸汽吹扫汽源条件，可以反推蒸汽吹扫需要的流量。
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user: 5. 案例分析 以硫酸项目中压蒸汽管道吹扫为例，对装置内蒸汽管道吹扫所需要的蒸汽量、吹扫流速以及吹管系数进行计算分析。 正常生产条件下，所使用的蒸汽参数见表1所示。 根据上述公式，选取4个压力及温度点，分析蒸汽量对蒸汽吹管系数及蒸汽吹扫流速的关系，如图1所示。 Table 1 The steam parameter of productio 名称 流量/th −1 压力/Mpa 温度/℃ 比热/m 3 Kg −1 主管管径/m 值 91.5 3.8 415 0.076 0.3 表1. 生产蒸汽参数 图1. 蒸汽流量与吹扫流速、吹管系数的关系 结果分析： ①从图1中可以看出，当提供的吹扫蒸汽量一定时，蒸汽吹扫流速、吹管系数与汽源蒸汽压力成反比。 ②从图1中可知，当汽源条件一定时，增加吹扫蒸汽量，蒸汽吹扫流速、吹管系数都有明显的提高。 ③在图1中，吹管系数相对于蒸汽吹扫流速更容易实现规范值，因此，在实际的吹扫过程中，根据工况可灵活调节蒸汽汽源条件。鉴于部分设备对蒸汽吹管系数有明确要求的，需满足吹管系数要求。
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user: 6. 结论 1) 本文根据笔者的实际工作经验及规范要求，全面的阐述了蒸汽管道吹扫的整个过程，为实际蒸汽管道吹扫的实施，提供一定的操作指导。 2) 在对硫酸装置工序蒸汽管道吹扫案例分析中，当吹扫蒸汽量一定时，吹扫流速、吹管系数与吹扫蒸汽压力成反比，吹管系数相对于吹扫流速更易满足规范要求。从而可得，当吹扫汽源不足的情况下，可选择降压吹扫，以打靶合格为准的方式进行蒸汽管道吹扫。
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user: 摘 要 本装置年产98%浓硫酸12万吨，采用“3 + 1”两次转化两次吸收、98%酸干燥、中温两次吸收的工艺流程。该装置在转化、干吸、以及热工系统采用了最先进的材料制作成为最为高效的工艺设备，提高了生产效率。该装置所产生的制酸尾气是经尾气吸收系统处理后外排，实现了外排尾气对环境影响最小的目的。该装置采用全自动集散控制系统，实现了制酸装置生产控制和调节在中控室能够全部完成的要求。 关键词 :硫磺，制酸，转化，吸收，尾气处理
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user: 1. 引言 华刚矿业股份有限公司硫磺制酸装置设计年产硫酸12万吨，本装置由江苏庆峰国际环保工程安装有限公司承建，2014年11月份开始建设，2015年6月份试车调试成功。装置主要工序包括：硫磺库、熔硫工序、焚硫及转化工序、干吸及成品酸工序、尾气吸收工序、水处理工序、余热回收工序。 华刚矿业股份有限公司矿山位于刚果(金)境内，是一个集采、选、冶一体的大型铜矿山企业。 最早期工业硫酸生产主要以硫磺为原料，随着硫酸需求的不断增加，原料供应日益紧张。19世纪30年代起，英、德等国相继改用硫铁矿作原料。其后，利用冶炼烟气生产硫酸也获得成功。原料来源的扩大，适应了当时以过磷酸钙和硫酸铵为主要产品的化肥工业的兴起，从而使硫酸工业获得更大的发展。硫酸生产工艺主要经历了铅室法、塔式法、在苏联和东欧，曾广泛采用五塔式流程。到50年代，苏联又开发了更为强化的七塔式流程，即增设成酸塔和吸硝塔各一座，其生产强度比之老式的塔式法装置有了成倍的提高，而且可以用普通钢材代替昂贵的铅材制造生产设备。铅室法产品的浓度为65% HSO，塔式法则为76% HSO。在以硫铁矿和冶炼烟气为原料时，产品中还含有多种杂质。40年代起，染料、化纤、有机合成和石油化工等行业对浓硫酸和发烟硫酸的需要量迅速增加，许多工业部门对浓硫酸产品的纯度也提出了更高的要求，因而使接触法逐渐在硫酸工业中居于主导地位 [ 1 ] 。 本装置建设与非洲刚果金境内，此矿山生产初期主要以氧化矿为主，冶炼系统主要湿法冶炼为主，湿法冶炼以硫酸为原料进行铜浸出、萃取、电积工艺，最终产出阴极铜板。为了满足冶炼系统硫酸消耗的要求，公司拟新建本硫磺制酸装置来满足生产需要。
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user: 2. 装置技术经济指标 2.1. 产品规模 每年生产工日为300天，操作工时为7200小时。 硫酸：120 kt/a或400 t/d (以100% H 2 SO 4 )。 饱和水蒸汽160 kt/a (表压8 kg/cm 2 )。 2.2. 产品质量 98%酸：符合GB/T534-2002标准中的一级品要求。 硫酸(H 2 SO 4 )含量98.1%~98.5%； 灼烧残渣含量 ≤ 0.03%； 铁(Fe) ≤ 0.01%； 砷(As) ≤ 0.005%； 透明度 ≥ 50 mm； 色度 ≤ 2.0 ml。 2.3. 消耗定额 硫磺制酸装置所需的原料、燃料及公用工程设计消耗如表1所示 [ 2 ] 。 2.4. 工艺指标 焚硫炉温度：1000℃ ± 50℃。 焚硫炉出口SO 2 浓度：10.0℃ ± 0.5％。 总转化率：99.88%。 总吸收率：99.99%。
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user: 3. 装置的主要特点 1) 以固体硫磺为原料，采用操作管理方便、低耗能的快速熔化和机械过滤精制液硫。 2) 使用高压硫磺泵使液体硫磺机械雾化并结合空气雾化而使硫磺充分焚烧。 3) 采用国产触媒“3 + 1”式两次四段转化流程，确保总转化率 ≥ 99.88%。 4) 转化系统升温采用环保可靠的电加热器循环升温法。 5) 采用98%硫酸干燥、两次中温吸收工艺提高干燥效率、并抑制酸雾的形成和增大酸雾粒径以利于提高除效率。 6) 干吸系统采用三塔、二槽、四器的酸循环流程，干燥二吸交叉回酸，方便操作管理。 7) 风机设在干燥塔前，有利于延长风机的使用寿命。 8) 在转化一段出口、四段出口设置串联蒸气过热器，在转化器第三段出口III换后和转化第四段低温过热器后各设置热管省煤器，尽可能多的回收余热。
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user: 4. 工艺流程简述 4.1. 熔硫工序 固体散装硫磺用装载机装入磺斗，由胶带输送机送入带搅拌机和蒸汽盘管加热器的快速熔硫槽内快速熔化。熔融液硫自快速熔硫槽溢流口流到粗硫助滤槽，经助滤泵送入机械过滤器得精制液体硫磺流到精硫槽；经精硫泵送到焚硫炉内焚烧，同时将一部分液硫送到液硫贮罐中贮存备用。为使精硫泵运行平 Table 1 Sulphuric acid consumption device listin 名称 消耗定额(每吨100%硫酸) 每小时消耗量 备注 硫磺 0.332 t/t 5.886 t/h 工艺水 0.15 t/t 2.5 t/h 脱盐水 1.5 t/t 25 t/h 循环水 65 t/t 1083 t/h 循环补充水 0.975 t/t 16.25 t/h 低压蒸汽 0.16 t/t 2.5 t/h 熔硫和保温 柴油 0.2 kg/t 18 t/a 开车用 催化剂 0.08 kg/t 9.6 t/a 电 75 kW∙h/t 1245 kW∙h 表1. 硫磺制酸装置消耗清单 稳，在液硫贮罐与精硫槽之间设有自调阀保证精硫槽内的液位稳定。采用叶片过滤器机械过滤，过滤强度高；采用熔硫槽、粗硫助滤槽、精硫槽三槽一体设计投资省、散热面积小蒸汽消耗量少、排渣操作方便。熔硫槽、助滤槽、精硫槽内均设有蒸汽加热管，用0.4~0.6 MPa蒸汽间接加热，使硫磺保持135℃~148℃的熔融状态。 快速熔硫槽、粗硫助滤槽、精硫槽内均另设有蒸汽吹扫灭火装置，如遇火情，打开控制阀门，用蒸汽吹扫灭火。 4.2. 焚硫转化工序 如图1、图2所示，硫磺燃烧所需的空气经过滤器过滤后，由空气鼓风机送入干燥塔用98%硫酸干燥。干燥后的空气与经精硫泵加压、磺枪机械雾化后的液体硫磺一同进入焚硫炉内焚烧。出焚硫炉的高温炉气，首先进入废热锅炉回收热量，温度从1050℃降至420℃后进入转化器的第一段进行转化反应。经一段反应后，炉气温度升至600℃左右，经高温过热器与饱和蒸汽换热后温度降至450℃左右进入转化器第二段进行转化反应；出转化器二段的三氧化硫炉气进入第II换热器管程与第III换热器来的二氧化硫炉气换热，三氧化硫炉气降温至430℃进入转化器第三段进行转化反应；出转化器三段的三氧化硫炉气进入第III换热器管程与一吸塔来的二氧化硫炉气换热，再进入热管省煤器(II)与水换热后三氧化硫炉气温度降至180℃左右进入第一吸收塔。炉气中的SO 3 在一吸塔内被吸收后，经过塔顶的纤维除雾器除去其中的酸雾后再依次通过III换热器、II换热器的壳程与二段、三段的高温三氧化硫炉气换热，炉气被加热至420℃左右进入转化器第四段进行第二次转化；出第四段的三氧化硫炉气经低温过热器、热管省煤器(I)与蒸汽、水换热，三氧化硫炉气温度降至160℃送第二吸收塔。 4.3. 干吸及成品工序 空气鼓风机设在干燥塔前，共计两台一开一备。干吸循环酸系统采用三塔两槽流程。循环槽为卧式槽，干燥塔和一吸塔下塔酸共用一台酸循环槽，第二吸收塔出塔酸用一台酸循环槽。 图1. 熔硫工段工艺流程图 图2. 转化工段工艺流程图 空气干燥：空气经过滤器后由鼓风机加压送入干燥塔下部与干燥塔顶喷淋下来的98%硫酸逆向接触，空气中的水分被硫酸吸收后(空气中水分 ≤ 0.1 g/Nm 3 )经塔顶除沫器除去酸沫后送焚硫炉；吸收水分后的酸由塔底流入循环槽。 转化器第三段出口的一次转化炉气先后经III换热器管程、热管省煤器冷却后进入第一吸收塔下部与燥塔顶喷淋下来的98%硫酸逆向接触，炉气中的三氧化硫被浓硫酸吸收后经塔顶纤维除雾器除去酸雾送转化器四段进行二次转化；吸收三氧化硫后的酸由塔底流入循环槽。转化器四段出来的二次转化炉气经过低温过热器和热管省煤器换热降温后进入第二吸收塔下部与二吸塔顶喷淋下来的98%硫酸逆向接触，炉气中的三氧化硫被浓硫酸吸收后经塔顶纤维除雾器除去酸雾后排空；吸收三氧化硫后的酸由塔底流入循环槽，如图3所示。 吸收回酸与干燥回酸流入循环槽，配成98.1%~98.3%的酸浓，由循环酸泵送入阳极保护冷却器降温，一吸酸冷至70℃左右，干燥酸冷至50℃左右，再入塔循环使用。 98%成品硫酸由第二吸收塔出酸口或干燥塔出酸口引入地下槽，用地下槽泵经成品酸冷却器送入成品酸贮罐贮存或进入用酸车间。 4.4. 余热回收工序 硫磺制酸有大量的余热可以回收。在本套装置中，在焚硫炉出口设置一台2.5 MPa锅炉，转化器一段、四段出口各设置一台高、低温过热器，将蒸汽加热到315℃。在三段Ⅲ换出口和低温过热器出口各设置一台热管省煤器，使104℃脱盐水串联加热，制成汽水混合物，送入锅炉的汽包。汽包出来的饱和蒸汽经低、高温过热器后使过热蒸汽达315℃、2.5 MPa送减温减压器降温降压产生0.8 MPa的饱和蒸汽送其它工序使用和送脱盐水除氧和熔硫保温用。 图3. 干吸及成品库工序工艺流程图 4.5. 尾气处理工段 采用塔→槽→泵→塔的工艺流程，利于碱液作为吸收母液将尾气中少量的SO 2 和SO 3 气体吸收，以达到尾气达标排放。
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user: 5. 主要设备设计选型及材质要求 本硫磺制酸装置主要设备有：快速熔硫槽、空气鼓风机、焚硫炉、废热锅炉、过热器、省煤器、水处理装置、转化器、热热换热器、冷热换热器、干吸塔、浓酸循环泵、阳极保护酸冷却器等。 5.1. 主要设备结构选型 5.1.1. 快速熔硫槽、过滤槽、精硫槽 采用机械搅拌和蒸汽盘管加热的快速熔硫槽，保温式机械搅拌的助滤槽和精硫贮槽，外壳用钢材制作，液面处400 mm高衬113 mm瓷砖，内置加热盘管，为防管受腐蚀，在管子进出液硫表面的上下200 mm处外套F4管段。槽内设有蒸汽灭火装置。采用叶片过滤器机械过滤，过滤强度高，这种熔硫、净硫设备具有耐腐蚀寿命长、熔硫效能高，三槽一体加外保温蒸汽消耗量少、不需贮液硫设备、投资省、操作简单等优点。液硫泵选用悬臂液下泵，助滤泵叶轮选全开式。 5.1.2. 焚硫炉 焚硫炉为供硫磺焚烧生成SO 2 气体的设备。由于硫磺燃烧反应迅速，一定量的液体硫磺经喷雾和空气一起送入炉内后，便迅速燃烧而产生一定浓度的SO 2 气体。 焚硫炉结构简单、容积强度大，国内外从小容量到大规模装置，一般均采用卧式钢制圆筒内衬保温砖和耐火砖结构。碳钢内衬保温砖和耐火砖，从外到内第一层采用GG-0.7硅藻土质保温砖，厚度230 mm、第二层采用NG-0.8粘土质保温砖，厚度114 mm，第三层采用LZ-55耐火砖，厚度230 mm，确保外壁温度低于65℃。硫磺通过喷枪喷入炉内，进炉空气与雾化后的硫磺充分接触燃烧。为强化硫磺与空气混合均匀，炉内设置多道挡墙。为防止其燃烧不够完全，在挡墙之间又设置了二次风，用于补充空气量及调节炉膛温度，促使燃烧完全，不致产生升华硫。卧式炉型两端封头目前设计分为平板和球冠形两种。本设计采用平板封头为端部进气，经旋流装置后与雾化后的硫磺反应，硫磺雾能与空气充分混合，另一部分空气则由炉身双切向的进风口进入，以充分保证硫磺燃烧完全，并使操作调节自如。 5.1.3. 转化器 工艺设计要求转化器有较高的转化率和较长的操作周期，这主要取决于催化剂的性能和设备合理的结构及材质设计。 本设计的转化器，采用3 + 1不锈钢转化器，其特点：第一、克服了用碳钢制造转化器由于高温腐蚀氧化铁皮掉落在催化剂表面污染催化剂的现象，确保转化率稳定在99.8%以上。第二、克服了用碳钢制造转化器由于高温腐蚀氧化铁皮掉落在催化剂表面增加催化剂层阻力而增加动力消耗。第三、转化器采用全不锈钢制造，大大延长了转化器的使用寿命，从而，使转化率长期稳定在99.8%以上。 每段气体进口设有气体分布板，保证气流分配均匀，有利于SO 2 的转化。转化器的催化剂段内衬110 mm厚轻质保温砖，确保外壁温度低于55℃，确保停车24小时以上无需外供热源直接开车生产。 5.1.4. 换热器 设计采用防腐、防漏、高效、低阻力的新型渗铝管换热器。气体进出口，采取扩大分布、加膨胀节；二次换热流程采用适用于硫磺制酸的III-II流程，2台换热器，每台换热器底部工字钢支承，管道设计有足够的消除应力的膨胀节等，消除转化系统易漏气的老毛病。 采用换热管渗铝能有效防止换热管高温氧化腐蚀，换热器换热效果长期稳定，阻力长期稳定，延长换热器的使用寿命达6年以上。如果换热管不渗铝换热器使用寿命正常3年左右。 5.1.5. 干吸塔 塔体为立式圆筒形内衬耐酸砖，塔内填料支承采用大跨度、大开孔率的高铝瓷条梁或球拱支撑，上部再铺格栅砖。格栅砖上乱堆高度为4000 mm的3”阶梯环耐酸瓷填料。填料上部为分酸装置。设备上部设有除沫器，以收集气体中的酸沫。壳侧设有人孔，以便除沫器的安装、检修。过去，国内干吸塔的酸分布器大部分采用堰槽挂钩的形式，该分酸器由分酸槽和分酸爪组成，因加工制造、安装难以达到设计要求，生产中往往出现分酸不均、酸沫夹带严重等问题。且单位面积布酸点少，只有11个/m 2 ，使用寿命短。近几年来，国内投产的大型硫酸装置多采用国产化的铸铁管式酸分布器，它是由一根分酸主管和多根分酸支管组成，酸液由酸泵送入分酸主管，由分酸主管分配至各分酸支管，再由各分酸支管上开设的分酸孔喷淋至填料表面。具有结构简单，重量轻，制造、安装及维修较方便等优点，单位面积分酸点数达20~27个/m 2 。孟山都开发了槽管式酸分布器，这种槽管结合的分酸器根据浓酸温度不同采用SX或XDS材料制造，结构轻巧，操作弹性大，不易堵塞，酸沫夹带量少，使用寿命长，能保证40个/m 2 的分酸点。由于分酸点多，分酸均匀，可以减少塔内壁流、沟流等现象，从而降低填料高度，并能有效保证干燥和吸收的效率。综合考虑后，本设计采用XDS合金材质的槽管式分酸器。 吸收塔顶部分别设有高气速、高效纤维除雾器元件，它的主要作用是除去吸收塔形成的酸雾，SO 3 在吸收过程中，由于吸收酸温和进塔气温超过一定的范围情况下会形成酸雾，由于酸雾是一种比硫酸分子大得多的悬浮粒子，运动速度比硫酸分子慢，不易被吸收，对光发生散射作用，看上去发白，当吸收塔出口酸雾含量超过0.03 g/m 3 时，一般会冒白烟，因此用了纤维除雾器 就可以解决冒白烟问题，本装置设计干燥塔采用316 L材质的抽屉式丝网除雾器，一吸、二吸塔采用高效纤维除雾器。具体安装形式分别是：一吸塔采用悬挂式安装形式，二吸塔采用烛式安装形式。 5.1.6. 浓硫酸酸冷器 设计采用管壳式阳极保护浓酸冷却器，其性能耐用、价格价廉、效率高、阻力小、修理方便、环境好等。其特点： 1) 外壳设有膨胀节，消除了由于壳与管群间的开裂导致漏酸的因素； 2) 全自动管板焊接，管板上的管子焊口不易发生泄漏现象； 3) 焊接后进行热处理，消除制造应力，产品质量得到保证； 4) 换热管选用进口的316 L合金管、壳体选用304合金钢。 5.1.7. 废热锅炉 废热锅炉的型式为单汽包火管锅炉。锅炉分上下两部分，上部为汽包下部为炉体；通过上升、下降管互相连接。汽包内设置汽水分离器，下炉体内布置蒸发受热管，下部炉体设有两个支座，其中炉气进口端为固定支座，另一个端为滑动支座，有利于炉体的热膨胀。 本装置设计采用提供采用生产2.5 MPa中压过热蒸汽及通过减温减压方式生产0.8 MPa低压饱和蒸汽废热锅炉系统。 5.1.8. 转化工段主风机 选用离心式鼓风机(电机驱动)，采用液力耦合器调速，风机启动采用固态降补软启动。
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user: 6. 主要设备明细表 主要设备的规格、型号、单位、数量等信息，如表2所示。
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user: 7. 环境保护 7.1. 废气 废气中SO 2 浓度取决与SO 2 转化成SO 3 的程度，本项目采用两次转化工艺，拟采用国产最好的钒催化剂，可使SO 2 转化率达99.88%，整个系统的硫利用率高，大大降低装置对周围环境的影响。废气主要来自干吸工段第二吸收塔吸收SO 3 后的尾气，尾气中SO 2 浓度400 mg/Nm 3 ，SO 3 浓度45 mg/Nm 3 。出第二吸收塔的尾气最后经过55米高烟囱排放。 7.2. 废水 废水主要来自脱盐水工段，该段废水有时呈酸性，有时呈碱性。装置内中和后排放，每两天排一次废水，水量为4 m 3 ，水质：PH：6~9，SS < 70 mg/l。优于《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准，即PH：6~9，SS：70 mg/l。 7.3. 废渣 硫磺制酸避免了大量硫铁矿渣堆存的危害，仅在熔硫工段产生少量的熔硫渣，约15吨/年，含硫40%，可作为硫铁矿制酸的原料综合利用。 7.4. 噪声 鼓风机噪声100 dB (A)，设计采用在进出口装设消音器，风机房采取隔离措施，采取上述措施后噪 Table 2 The main equipment lis 序号 设备名称 规格、型号 单位 数量 主要材料 备注 1 快速熔硫槽 4500 × 4500 × 3500配搅拌器 台 1 Q235、20、F 4 2 助虑槽 4500 × 4000 × 2200配搅拌器 台 1 Q235、20 3 精硫槽 4500 × 16000 × 2200 台 1 Q235、20 4 精硫泵 Q = 4 m 3 /h，H = 60 m 台 2 合金 悬臂液下泵，变频调节 5 过滤机 F = 35 m 2 台 1 316 L、16 MnR 6 主风机 1100 m 3 /min × 38 Kpa 配液力耦合器、降补固态软启动 台 2 组合件 7 焚硫炉 f 内 3500 × 12600 台 1 组合件 8 转化器 f 内 6500 × φ1200 × 17600 台 1 304不锈钢 9 热热换热器 F = 560 m 2 台 1 10 冷热换热器 F = 850 m 2 台 1 11 一段电加热器 N = 960 KW 台 1 组合件 12 四段电加热器 N = 480 KW 台 1 组合件 13 废热锅炉 Q = 20 m 3 /h；P = 2.7 MPa；320℃ 套 1 组合件 14 干燥塔 ￠ 内 3600 × 13790 台 1 15 一吸塔 ￠ 内 3600 × 14955 台 1 16 二吸塔 ￠ 内 3600 × 12955 台 1 17 干燥一吸循环槽 ￠ 内 2758 × 12000 台 1 18 二吸循环槽 ￠ 内 2758 × 5500 台 1 19 地下槽 ￠ 内 4200 × 2250 台 1 20 干燥酸冷却器 F = 195 m 2 台 1 21 一吸酸冷却器 F = 120 m 2 台 1 22 成品酸冷却器 F = 20 m 2 台 1 组合件316 L、304 23 销售计量槽 ￠3500 × 3500 台 1 16 MnR 24 尾吸塔 ￠3200 × 13000 台 1 FRP 塔槽一体式 25 排气烟囱 f1100，H = 55 m钢架 台 1 组合件 26 凉水塔 Q = 700 m 3 /h；Δt = 10℃ CFN-700 台 2 Q235、FRP 27 脱盐水系统 Q = 2 × 15 T/h 套 1 28 开工燃油锅炉 Q = 2 t/h；P = 0.8 MPa 套 1 组合件 表2. 主要设备一览表 声排放值低于85 dB (A)。符合《化工建设项目噪声控制设计规定》HG20503-92。 本装置建成后，所有排出物均能符合排放标准，新增的污染物较少，产生的污染负荷轻，预计不会对本地区的环境造成影响。
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user: 8. 结束语 本装置建成后主要设备一次性试车成功，一个月后即可满负荷生产，本装置在转化、吸收、余热回收、尾气处理等环节选用了特殊材质设备设施以及相应在部分位置增加了工艺环节，为本装置高效的生产率和极低的环境影响打下了坚实的基础。
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user: 摘 要 为了改善牛角瓜纤维单位纤度强力和弹性，用10%、20%和30%的水性聚氨酯溶液对前处理后的牛角瓜纤维进行整理，结果是纤维单位纤度强力和弹性模量变化显著，纤维断裂伸长率几乎不受影响，20%的水性聚氨酯处理后的牛角瓜纤维的单位纤度强力最高，平均值为3.39 cN/dtex。根据扫描电镜和接触角测试结果，前处理后的牛角瓜纤维表面连续的疏水层被破坏，亲水性提高，水性聚氨酯处理后的牛角瓜纤维表面覆盖有薄膜。 关键词 :牛角瓜，水性聚氨酯，单位纤度强力和伸长率，弹性模量
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user: 1. 引言 牛角瓜纤维是牛角瓜果实种子的冠毛纤维，是一种天然纤维素纤维。早期对牛角瓜的研究主要在栽培技术、药用价值、燃料和速效绿肥等方面，后来扩展至纺织领域。牛角瓜纤维中纤维素含量约为64%，半纤维素含量约为20%，木质素为8%~9%，其余为蜡质、果胶、灰分[ 1 ] ，同时纤维具有光滑的表面，纵向无扭曲，横向中空度高达80%~90%，是一种良好的潜在的待开发的保暖材料，其能够代替棉纤维进行纺织生产，是一种生态环保的新型纺织纤维材料[ 2 ] 。随着对天然纤维需求的增加，以及棉花资源的有限供应，开发其他天然纤维作为棉花的替代品变得非常必要，因此牛角瓜纤维在纺织领域具有很大的开发空间。 纵向外观为圆柱形，且表面光滑，无转曲[ 3 ] ，因此在使用牛角瓜纤维做填充絮料的过程中，纤维与纤维很难交织形成互架效应，并且很容易紧密的靠在一起，很难形成空隙，所以未经处理过的牛角瓜纤维虽然具有良好的保暖性，但是却不具备作为填充絮料纤维应具备的蓬松性。通过对牛角瓜纤维进行前处理，用不同质量分数的水性聚氨酯溶液处理至牛角瓜纤维上，分析前处理中的乙醇和不同质量分数的水性聚氨酯溶液对牛角瓜纤维表面形状、纤维力学性能的影响，以提高纤维强伸度、弹性模量等。通过对纤维状样品的力学性质进行研究，为探讨纺织纤维的力学性能对纺织品最终性能影响提供理论基础，对于其在纺织领域应用的扩宽有一定的意义[ 4 ] ，并为牛角瓜纤维的后续研究与开发提供了一定的理论基础。