第一篇：低水濕法熄焦技術(shù)的應(yīng)用分析

低水濕法熄焦技術(shù)的應(yīng)用分析

熄焦技術(shù)的現(xiàn)狀

熄焦技術(shù)分為濕法和干法兩種。干熄焦具有環(huán)保、回收熱能的效果，曾被指望能廣泛應(yīng)用，但由于投資和運(yùn)行費(fèi)用高，短時內(nèi)還難以推廣，所以采用更好的低水熄焦技術(shù)已經(jīng)成為許多老廠改造和新建焦化廠考慮的方案。同時隨著低水熄焦技術(shù)的不斷優(yōu)化，其在環(huán)保等方面有著和干法同樣或更好的性能。

幾十年來，濕熄焦一直是采用管子上開孔噴淋水的落后工藝，噴水孔頻繁堵塞，熄焦時間長了水分高、短了有紅焦，熄焦后焦炭強(qiáng)度、水分均不夠穩(wěn)定。

噴霧低水熄焦技術(shù)概述

噴霧低水熄焦技術(shù)是美國噴霧公司的專有技術(shù)。該技術(shù)是在整個熄焦過程中，通過安裝在原熄焦車上方的噴嘴噴霧來達(dá)到熄焦的目的，其原理是：通過噴嘴噴出的水打擊力大、分布均勻，使噴水與高溫焦炭接觸后產(chǎn)生的大量蒸汽（上升速度可達(dá)15m／s）被壓在焦車周圍循環(huán)，從而隔絕了焦炭與周圍空氣的接觸，實(shí)現(xiàn)了窒息熄火的作用。據(jù)國外試驗(yàn)，通過噴水霧隔絕空氣窒息的條件下，可以在3s內(nèi)熄滅明火，剩余的噴水僅是用于焦炭降溫和調(diào)整水分。因此熄焦時間可以縮短，焦炭水分可以長期穩(wěn)定在設(shè)定值；該設(shè)定值可以按需要控制，最低2．5％。焦炭強(qiáng)度M25提高約1％。

噴霧低水熄焦導(dǎo)致焦炭溫度很快下降，縮短了生成水煤氣和H2S的反應(yīng)時間，使外排蒸汽中的CO和H2S等有害成分減少。其它優(yōu)點(diǎn)包括：外排蒸汽量大幅減少（減少30％～50％），且基本不夾帶焦粉。這會使焦化廠周圍的粉塵和臭味得到控制，大氣質(zhì)量明顯改善。

由于采用大孔徑（50mm以上）的專用噴嘴，可以使用焦化廠的廢水或中水，也就是說噴嘴對水質(zhì)沒有要求，可以每噸焦炭處理利用廢水約0．3～0．5t。

原有熄焦系統(tǒng)改造很方便，只需要以下幾步(以4．3m焦?fàn)t為例)：

1)在保持原有的供水泵、閥門、總水管、支管不變的條件下，重新制作兩條新的供水管。這使得改造時間和改造量最小，可以利用生產(chǎn)間隙時間既可完成。

2)在新增兩條支管上安裝噴嘴。噴嘴高度、管間距、噴嘴間距等參數(shù)需要嚴(yán)格按照有關(guān)的設(shè)計(jì)要求控制；

3)改造可以采用鑄鐵管，也可用鋼管，與原來牌號相同；

4)噴嘴入口壓力大于1巴；如果水泵不能滿足入口壓力大于1巴，也可以用，但實(shí)際使用效果有明顯降低。

改造后達(dá)到的效果

2002年5月，杭鋼焦化廠首次在國內(nèi)采用了該技術(shù)。如今已經(jīng)有30多家焦化廠采用。河北邯鋼焦化廠既有干熄焦，也是國內(nèi)最早引進(jìn)定點(diǎn)低水熄焦技術(shù)，2005年將最后的兩座熄焦塔均采用噴霧低水熄焦技術(shù)進(jìn)行了改造。生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用該技術(shù)投資特別節(jié)省、改造時間短、效果好，主要效果包括：

在沒有亮焦的前提下，焦炭含水量約3％。據(jù)有關(guān)鑒定結(jié)論：焦炭含水量每降低1％，煉鐵焦比可降低約2％，噸鐵成本可降低約6元。穩(wěn)定并降低焦炭水分具有顯著的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益。

熄火時間可以減少到約70～90s，僅為傳統(tǒng)熄焦時間的一半左右。

噴嘴不堵塞，不像原有系統(tǒng)經(jīng)常會堵塞或不封閉管子端頭來排出焦炭顆粒。

由于沒有焦車底部進(jìn)水引起的高溫焦炭劇烈攪動，焦炭機(jī)械損壞少；也沒有焦炭蹦出焦車問題。

由于噴水有力、均勻，蒸汽中所夾帶的焦粉顯著減少，既減少了浪費(fèi)，又控制了粉塵污染。

熄火放散的水蒸汽明顯減少，相應(yīng)減少了補(bǔ)充新水量，補(bǔ)水量會明顯減少，約減少50％；

噴嘴噴孔不易堵塞；

噴水能將焦車上的焦炭全覆蓋，隔絕與空氣接觸，可以在幾秒鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)焦炭窒息熄火，所以沒有紅焦；

焦炭強(qiáng)度提高約1％，M25為90％～91％。

結(jié)語

低水分濕法熄焦以其簡單實(shí)用的特點(diǎn)，現(xiàn)在越來越被廣大的鋼鐵企業(yè)所采用，尤其原來采用濕法熄焦工藝的焦化廠，采用本工藝只需簡單的改造即可完成，基本上不占用生產(chǎn)時間。國內(nèi)已有本鋼、唐鋼、邯鋼等近20個焦化廠采用了此項(xiàng)技術(shù)。

第二篇：低水熄焦技術(shù)的應(yīng)用

低水熄焦技術(shù)的應(yīng)用

目前，熄焦技術(shù)分為濕法和干法兩種。干熄焦具有環(huán)保、回收熱能的效果，但由于投資和運(yùn)行費(fèi)用高，短時內(nèi)還難以推廣，所以采用更好的低水熄焦技術(shù)已經(jīng)成為許多老廠改造和新建焦化廠考慮的方案。同時隨著低水熄焦技術(shù)的不斷優(yōu)化，其在環(huán)保等方面有著和干法同樣或更好的性能。

低水熄焦技術(shù)

噴霧低水熄焦技術(shù)是在整個熄焦過程中，通過安裝在原熄焦車上方的噴嘴噴霧來達(dá)到熄焦的目的，其原理是：通過噴嘴噴出的水打擊力大、分布均勻，使噴水與高溫焦炭接觸后產(chǎn)生的大量蒸汽（上升速度可達(dá)15m／s）被壓在焦車周圍循環(huán)，從而隔絕了焦炭與周圍空氣的接觸，實(shí)現(xiàn)了窒息熄火的作用。據(jù)國外試驗(yàn)，通過噴水霧隔絕空氣窒息的條件下，可以在3s內(nèi)熄滅明火，剩余的噴水僅是用于焦炭降溫和調(diào)整水分。因此熄焦時間可以縮短，焦炭水分可以長期穩(wěn)定在設(shè)定值；該設(shè)定值可以按需要控制，最低2．5％。焦炭強(qiáng)度m25提高約1％。

噴霧低水熄焦導(dǎo)致焦炭溫度很快下降，縮短了生成水煤氣和h2s的反應(yīng)時間，使外排蒸汽中的co和h2s等有害成分減少。其它優(yōu)點(diǎn)包括：外排蒸汽量大幅減少（減少30％～50％），且基本不夾帶焦粉。這會使焦化廠周圍的粉塵和臭味得到控制，大氣質(zhì)量明顯改善。

由于采用大孔徑（50mm以上）的專用噴嘴，可以使用焦化廠的廢水或中水，也就是說噴嘴對水質(zhì)沒有要求，可以每噸焦炭處理利用廢水約0．3～0．5t。

原有熄焦系統(tǒng)改造很方便，只需要以下幾步(以4．3m焦?fàn)t為例)： 1)在保持原有的供水泵、閥門、總水管、支管不變的條件下，重新制作兩條新的供水管。這使得改造時間和改造量最小，可以利用生產(chǎn)間隙時間既可完成。2)在新增兩條支管上安裝噴嘴。噴嘴高度、管間距、噴嘴間距等參數(shù)需要嚴(yán)格按照有關(guān)的設(shè)計(jì)要求控制；

3)改造可以采用鑄鐵管，也可用鋼管，與原來牌號相同； 4)噴嘴入口壓力大于1巴；如果水泵不能滿足入口壓力大于1巴，也可以用，但實(shí)際使用效果有明顯降低。

改造后達(dá)到的效果

2002年5月，杭鋼焦化廠首次在國內(nèi)采用了該技術(shù)。如今已經(jīng)有30多家焦化廠采用。河北邯鋼焦化廠既有干熄焦，也是國內(nèi)最早引進(jìn)定點(diǎn)低水熄焦技術(shù)，2005年將最后的兩座熄焦塔均采用噴霧低水熄焦技術(shù)進(jìn)行了改造。生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用該技術(shù)投資特別節(jié)省、改造時間短、效果好，主要效果包括：

在沒有亮焦的前提下，焦炭含水量約3％。據(jù)有關(guān)鑒定結(jié)論：焦炭含水量每降低1％，煉鐵焦比可降低約2％，噸鐵成本可降低約6元。穩(wěn)定并降低焦炭水分具有顯著的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益。

熄火時間可以減少到約70～90s，僅為傳統(tǒng)熄焦時間的一半左右。

噴嘴不堵塞，不像原有系統(tǒng)經(jīng)常會堵塞或不封閉管子端頭來排出焦炭顆粒。

由于沒有焦車底部進(jìn)水引起的高溫焦炭劇烈攪動，焦炭機(jī)械損壞少；也沒有焦炭蹦出焦車問題。

由于噴水有力、均勻，蒸汽中所夾帶的焦粉顯著減少，既減少了浪費(fèi)，又控制了粉塵污染。

熄火放散的水蒸汽明顯減少，相應(yīng)減少了補(bǔ)充新水量，補(bǔ)水量會明顯減少，約減少50％；

噴嘴噴孔不易堵塞；

噴水能將焦車上的焦炭全覆蓋，隔絕與空氣接觸，可以在幾秒鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)焦炭窒息熄火，所以沒有紅焦； 焦炭強(qiáng)度提高約1％，m25為90％～91％。

低水分濕法熄焦以其簡單實(shí)用的特點(diǎn)，現(xiàn)在越來越被廣大的鋼鐵企業(yè)所采用，尤其原來采用濕法熄焦工藝的焦化廠，采用本工藝只需簡單的改造即可完成，基本上不占用生產(chǎn)時間。國內(nèi)已有本鋼、唐鋼、邯鋼等近20個焦化廠采用了此項(xiàng)技術(shù)

第三篇：專利分析方法總結(jié)(干熄焦)

附錄：項(xiàng)目實(shí)施情況總結(jié)

吉盛干熄焦項(xiàng)目為吉盛專利代理公司與華江環(huán)保公司合作項(xiàng)目，華江環(huán)保公司的主營項(xiàng)目即是環(huán)境保護(hù)相關(guān)設(shè)備，在此項(xiàng)目中，其主要作用是作為項(xiàng)目申報(bào)方，以及項(xiàng)目技術(shù)指導(dǎo)，并派遣一名專家與吉盛專利代理公司合作完成項(xiàng)目，吉盛公司是項(xiàng)目的主要承擔(dān)方，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的具體工作，另外，西安市專利局為本項(xiàng)目的監(jiān)理方，負(fù)責(zé)項(xiàng)目質(zhì)量的監(jiān)控以及對項(xiàng)目成員的培訓(xùn)工作。項(xiàng)目工作機(jī)制：

華江環(huán)保方面專家主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目目標(biāo)的確定以及作為相關(guān)技術(shù)的技術(shù)指導(dǎo)，對項(xiàng)目進(jìn)行中產(chǎn)生的技術(shù)方面問題進(jìn)行相應(yīng)解答。吉盛專利干熄焦項(xiàng)目組由六人小組組成，其中一人主要負(fù)責(zé)統(tǒng)籌安排，項(xiàng)目整體的進(jìn)度規(guī)劃以及日常工作的安排與整理，會議安排，企業(yè)聯(lián)絡(luò)等，一人負(fù)責(zé)項(xiàng)目進(jìn)程中各期報(bào)告的撰寫，以及協(xié)調(diào)與企業(yè)方面的各項(xiàng)事宜，一人負(fù)責(zé)技術(shù)資料的匯總編寫等，一人負(fù)責(zé)外文詞匯翻譯等事宜，其余查全，查準(zhǔn)，分析等工作由所有人共同完成。主要環(huán)節(jié)：

一、樣本庫的建立

項(xiàng)目初始由一人負(fù)責(zé)與企業(yè)相關(guān)人員進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，確定項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)資料，項(xiàng)目目標(biāo)等。其余人員負(fù)責(zé)查閱相關(guān)專業(yè)資料。樣本庫的建立主要以主分類號C10B39、C10B43、C10B45為檢索條件建立樣本庫；樣本庫的建立主要使用的是佰騰和soopat兩個數(shù)據(jù)庫。

二、技術(shù)方面的學(xué)習(xí)、整理 技術(shù)相關(guān)資料的查閱主要是從網(wǎng)上搜索相關(guān)文獻(xiàn)、資料、書籍等，另外，企業(yè)同時也提供了部分相關(guān)資料。

項(xiàng)目組內(nèi)部定期組織學(xué)習(xí)研討會，對所有成員進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)和分析方法的學(xué)習(xí)。樣本庫建立完成后，根據(jù)項(xiàng)目組人員查閱的相關(guān)資料和企業(yè)提供的相關(guān)資料，對該行業(yè)進(jìn)行技術(shù)分解，初步擬出項(xiàng)目技術(shù)分解表。

三、查全

根據(jù)項(xiàng)目分解表進(jìn)行分配，每人負(fù)責(zé)一至兩個分支的查全工作，查全工作一般采用每一分支技術(shù)術(shù)語作為關(guān)鍵詞，輔以重要申情人、分類號、同義詞以及俗稱等作為檢索式。

以每一檢索式檢索出的結(jié)果作為查全樣本庫，與最初構(gòu)建的原始樣本庫進(jìn)行對比，查漏補(bǔ)缺。在各人分配的各分支的查全率達(dá)標(biāo)后，對各部分匯總，再對匯總后的樣本庫進(jìn)行查全，整體查全率達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行下一步的查準(zhǔn)工作。

四、查準(zhǔn)

查準(zhǔn)工作的實(shí)施方法是，以樣本庫中專利的總量平均分配至每一小組成員，每人負(fù)責(zé)其中一部分。由于樣本庫專利量較大，因此查準(zhǔn)時采用抽樣檢驗(yàn)法，即從整體樣本庫中以十比一至二十比一的比例隨機(jī)抽出一部分專利建立查準(zhǔn)樣本庫進(jìn)行查準(zhǔn)率的驗(yàn)證，查準(zhǔn)率不合格則要進(jìn)行去噪工作。

五、去噪

本項(xiàng)目中去噪工作采用批量去噪與逐篇去噪相結(jié)合的方法：即先檢出一些含有最核心的關(guān)鍵詞或最核心的分類號（指主分類號精確到第三級的分類號）的文獻(xiàn)，再進(jìn)行快速查閱，去掉其中的噪聲文獻(xiàn)；另一方面，也可先檢出含有噪聲關(guān)鍵詞或偏差較大的分類號的的文獻(xiàn)，再快速查閱，留下其中與項(xiàng)目相關(guān)的文獻(xiàn)；最后，對于前面未檢出的文獻(xiàn)進(jìn)行人工逐篇去噪。去噪完成后再次進(jìn)行查全率的驗(yàn)證，合格后，將各人各部分匯總起來進(jìn)行整體的查準(zhǔn)工作，若未達(dá)標(biāo)，繼續(xù)進(jìn)行分工查準(zhǔn)，直至合格后，方可進(jìn)行下一步的分析工作。

六、標(biāo)引

在查準(zhǔn)率合格，查準(zhǔn)工作結(jié)束后，即開始對樣本庫文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)引。數(shù)據(jù)標(biāo)引采用逐篇檢閱的方法，主要根據(jù)標(biāo)題與摘要內(nèi)容將其劃入技術(shù)分解表中相應(yīng)技術(shù)分支下，標(biāo)上該技術(shù)分支相應(yīng)的代碼，對于從標(biāo)題摘要中無法看出核心發(fā)明點(diǎn)的文獻(xiàn)需從專利網(wǎng)站上下載專利全文進(jìn)行細(xì)讀后再標(biāo)引。

另外，在標(biāo)引過程中遇到分解表中為列出的技術(shù)點(diǎn)，可經(jīng)小組集體討論后對技術(shù)分解表進(jìn)行相應(yīng)的修改。技術(shù)分解表的修改是一項(xiàng)貫穿始終的工作，因此在每次修改時必須慎重，修改時以盡量不影響其他技術(shù)分支的代碼為原則，若必須作出大的調(diào)整，一定要及時修改樣本庫中已標(biāo)引的專利的技術(shù)分支代碼。

七、專利分析

專利分析劃分為中文與英文兩部分，分別包含申請人分析，申請時間分析，地域分析，發(fā)明人分析以及技術(shù)分布分析等項(xiàng)目。

對于重要申請人再進(jìn)行詳細(xì)分析，主要包括其主要發(fā)明人發(fā)明量和逐年研發(fā)趨勢分析，可根據(jù)該結(jié)果梳理出其師承關(guān)系（本項(xiàng)目中對于日本新日鐵與韓國浦項(xiàng)制鐵公司進(jìn)行了發(fā)明人分析）。

申請時間分析分為總體與局部兩塊，總體分析表示的是該技術(shù)的整體發(fā)展趨勢，即其萌芽、發(fā)展、成熟、衰退等趨勢，從中得出該項(xiàng)技術(shù)在國外已處于成熟衰退期，而在國內(nèi)依然處于起步階段；局部時間分析是以時間與技術(shù)分支作為坐標(biāo)進(jìn)行分析，從中可得出每一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展情況，對于一些尚未發(fā)展成熟的技術(shù)分支，可以作為一個主攻方向，從而為企業(yè)提供有用的參考建議。

地域分析可以看出該項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)及國際的主要分布情況，以便給企業(yè)研討學(xué)習(xí)等提供參考。資源投入：

本項(xiàng)目目前投入分析人員六名，每人配備相應(yīng)電腦器材等所需工作資料，另外，本項(xiàng)目主要使用了佰騰網(wǎng)，soopat，專利之星，專利信息服務(wù)平臺，中外專利數(shù)據(jù)庫服務(wù)平臺以及韓國專利網(wǎng)等專利數(shù)據(jù)庫進(jìn)行樣本庫構(gòu)建，查全、查準(zhǔn)等工作。溝通協(xié)調(diào)：

項(xiàng)目溝通工作主要由兩個負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)與企業(yè)和監(jiān)理方的溝通，另外，在有需要時，項(xiàng)目組全體成員集體參與與企業(yè)和監(jiān)理方的溝通，以便達(dá)到更好的溝通效果。主要困難及應(yīng)對策略：

由于此次項(xiàng)目是西安市第一批專利分析項(xiàng)目，因此項(xiàng)目初期小組成員對于分析工作的流程及操作方法都不是很熟悉，另外，對于一個新的技術(shù)領(lǐng)域，要了解清楚也需要分析人員投入大量的時間，精力。因此，在此雙重困難下，項(xiàng)目完成過程可謂一路坎坷，一項(xiàng)工作常常需要返復(fù)完成，直至合格。小組成員唯有一路摸著石頭過河，不過幸而有專利局的培訓(xùn)指導(dǎo)以及同行們的相互溝通，交流，使得我們溏開了一條光明大道，為以后的分析項(xiàng)目積累了寶貴的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

第四篇：低場核磁共振成像分析技術(shù)與應(yīng)用

低場核磁共振成像分析技術(shù)與應(yīng)用

陳路平，高楊文，楊培強(qiáng)

(上海紐邁電子科技有限公司)

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摘要：低場核磁共振成像與分析技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、農(nóng)業(yè)、石油化工、多孔材料、生命科學(xué)以及聚合物工業(yè)領(lǐng)域。低場核磁共振技術(shù)是一種快速無損檢測技術(shù)，該技術(shù)主要是借助于水的“無處不在”與“無孔不入”的特性，以水分子為探針，研究樣品的物性特征。本文介紹了當(dāng)前低場核磁共振成像與分析技術(shù)的特點(diǎn)，以及在各領(lǐng)域的應(yīng)用方法與應(yīng)用成果展示。并為低場核磁的應(yīng)用進(jìn)展指出發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：低場核磁共振，馳豫時間，磁共振成像，磁共振分析

Technology and Application of Low Field NMR and MRI

Luping Chen,Yangwen Gao,PeiQiang Yang

(Niumag Coporation)Abstract: Low-field magnetic resonance imaging and analysis technology has been widely used in food, agriculture, petrochemicals, porous materials, life sciences, and polymer industries.Low-field NMR technique is a rapid non-destructive detection method.It's sensitive to analyze sample's physical character for water's nature of pervasive as probes.This paper summarized the progress and advantages of low-field magnetic resonance imaging and analysis technology，and finally gave its prospect..Key words : Low Field NMR,Relaxation Time,MRI,NMR

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低場核磁共振技術(shù)是一種快速無損的檢測技術(shù)，它具有測試速度快、靈敏度高、無損、綠色等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品品質(zhì)分析、種子育種、石油勘探、生命科學(xué)和橡膠交聯(lián)密度等領(lǐng)域。該技術(shù)主要是借助于水分子的“無處不在”與“無孔不入”的特性，以水分子為探針，研究樣品的物性特征。近幾年已推出手持式小核磁，可用于現(xiàn)場快速檢測，大大拓展了低場核磁共振技術(shù)的應(yīng)用范圍。技術(shù)原理與應(yīng)用基礎(chǔ)

核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是處于靜磁場中的原子核在另一交變磁場作用下發(fā)生的物理現(xiàn)象。依據(jù)磁場強(qiáng)度不同，核磁共振技術(shù)可分為高場、中場和低場三類。其中低場脈沖核磁共振（LF-NMR）成像與分析是一種正在興起的快速無損檢測技術(shù)。其場強(qiáng)較低，一般采用永磁體，測試樣品介于兩磁極之中心，通過特殊的激勵與信號處理即可等到穩(wěn)定的核磁共振信號。主要的測試參數(shù)包括縱向弛豫時間（T1）、橫向弛豫時間（T2）、自擴(kuò)散系數(shù)、T1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像以及質(zhì)子密度加權(quán)成像等。低場核磁設(shè)備價格較低，體積與重量較小，易于移動，而且操作簡單，易于維護(hù)。

低場核磁共振技術(shù)的研究在國內(nèi)雖然起步較早，但發(fā)展較慢。在核磁共振技術(shù)中，檢測最為廣泛的即是氫質(zhì)子,以水為代表。氫原子在自然界豐度極高，由其產(chǎn)生的核磁共振信號很強(qiáng)，容易檢測。而核磁共振技術(shù)中，基于弛豫時間的差異可快速準(zhǔn)確用于檢測出樣品中水分的性狀以及不同性質(zhì)水分的含量，以水分子為探針，研究樣品的內(nèi)部物性特征。

作者簡介：陳路平（1985-），男，漢族，本科，上海理工大學(xué)，主要從事低場核磁共振技術(shù)與應(yīng)用。Email:lp_chen@niumag.com

*** 2 應(yīng)用案例展示

2.1 食品領(lǐng)域

水分與食品品質(zhì)動態(tài)相關(guān)，食品在冷藏、保鮮、干燥、解凍與速凍過程中內(nèi)部水分子都在發(fā)生相應(yīng)的變化。核磁共振儀可快速準(zhǔn)確的檢測出樣品內(nèi)部水分子的含量與相態(tài)，從而動態(tài)研究食品性狀。以下是食品領(lǐng)域的應(yīng)用案例：

圖一是將新鮮的鱈魚放置在-10℃壞境下，放置1周、3周、5周、7周、9周、14周、18周、20周、23周，融化分別對鱈魚肉片進(jìn)行核磁共振弛豫特性檢測。

從T2譜圖變化中，明顯可以看出，隨著儲藏期的延長，不易流動水不斷減少，自由水不斷增加，動態(tài)的反映了肌原纖維內(nèi)部水不斷遷移到外部空間變成自由水的過程。

（圖一）鱈魚冷凍保鮮

水分子有固相和液相兩種形式，水分子結(jié)冰后，核磁共振信號弛豫速度加快到儀器無法檢測的范圍，也就是冰無信號，而水的信號正常?？梢岳眠@個特性研究食品解凍與速凍機(jī)理。

速凍實(shí)驗(yàn)在-18℃常規(guī)凍藏室中進(jìn)行，從T2圖譜可了解到食品中并不是所有水分都結(jié)成冰晶，仍有一部分結(jié)合水處于未凍水狀態(tài)，通過低溫下測試樣品水分狀態(tài)，就可以知道未凍水含量占比，以此研究凍 藏過程中未凍水對于貨架期的影響。

同樣低場核磁T2譜也能直觀的看到凍融過程中，水分與冰之間的遷移轉(zhuǎn)化過程，哪部分水先結(jié)成冰，最先融化的也是這部分，都可以清晰的從圖譜中反映出。

（圖二）速凍與解凍研究

2.2 農(nóng)業(yè)無損檢測與種子育種

核磁共振成像技術(shù)可以用于種子及水果的無損探傷，成像結(jié)果可以反映內(nèi)部水分分布及結(jié)構(gòu)信息。

種子吸水過程在能清晰的反映出種子發(fā)芽過程，磁共振成像可動態(tài)的反映出水分被種子吸入的過程，為種子育種提供直觀的信息。

圖三是將綠豆種子泡于32度溫水中，每10分鐘完成一副核磁共振質(zhì)子密度加權(quán)成像。紅色部分為進(jìn)入到種子內(nèi)部的水分。從圖中可以清晰的看到水分被種子吸入的過程。從胚芽開始吸水，慢慢的滲透到種子所有部位。非常直觀的了解到種子實(shí)際的吸水過各，為研究種子發(fā)芽機(jī)理與育種提供參考。

（圖三）綠豆吸水過程

圖四是玉米的核磁共振橫段位與矢狀柆的核磁共振圖像，可以無損了看到玉米棒子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。

（圖四）玉米多層面核磁共振成像圖

2.3 石油勘探領(lǐng)域案例

孔隙是石油勘探領(lǐng)域最值得關(guān)注的參數(shù)之一，孔隙大小與孔隙的連通性在油層評價與開采中是至關(guān)重要的參數(shù)。低場核磁共振技術(shù)在孔隙研究方便體現(xiàn)出獨(dú)有的便捷與準(zhǔn)確性。水分子的特性之一是“無孔不入”。在檢測一些骨架不含水的樣品時，我們需要借助于水分子的無孔不入特性，將水分子填充到孔隙結(jié)構(gòu)的樣品中，這樣水分子的特性就與樣品的孔隙特性一一對應(yīng)。水分含量能體現(xiàn)出孔隙的多少，水分的核磁共振弛豫特性與孔隙大小相關(guān)。

圖五是不同黏度的油水

混合物的一維與二習(xí)以為常核磁共振圖譜。一維圖譜上重油和水的譜峰會有重疊，無法計(jì)算油水的相對比例。二維圖譜中加入了擴(kuò)散系數(shù)值，由于水和油的擴(kuò)散系數(shù)差別很大，從而把

油水混合物明顯區(qū)分開來。（圖五）油品品質(zhì)分析

左圖為玻璃珠孔隙模型T2反演圖譜，可以清晰的反映出三種不同大小了孔隙分布與孔隙多少。三個不同的位置的譜峰分別代表三種不同尺寸的孔隙，峰面種反映孔隙的多少。

下圖是巖心樣品T2圖譜，可以反映出大孔、小孔及裂縫體系。

（圖六）孔隙分析

采收率是衡量油田開發(fā)水平高低的一個重要指標(biāo)。石油的剩余儲量大都集中在高含水、低滲透、稠油、高溫高鹽油藏、非均質(zhì)極強(qiáng)的碳酸鹽巖縫洞油藏等開采難度較大的地方，已形成提高采收率四大技術(shù)系列，即化學(xué)法、氣驅(qū)、熱力和微生物采油。認(rèn)識驅(qū)替劑的作用機(jī)理是提高驅(qū)油效率、擴(kuò)大波及體積的基礎(chǔ)對進(jìn)一步提高采收率有著重要的作用。低場核磁共振成像技術(shù)可用來直觀地顯示巖心驅(qū)替過程中流體的分布狀態(tài)，對于揭示驅(qū)替劑的作用機(jī)理意義重大。

（圖七）核磁驅(qū)替裝置與驅(qū)替成像

2.4 橡膠交聯(lián)密度領(lǐng)域

低場核磁共振用于橡膠交聯(lián)密度的測試原理不再是以水為基礎(chǔ)，而主要是根據(jù)聚合物中碳?xì)滏溬|(zhì)子的分子動力學(xué)，利用交聯(lián)結(jié)構(gòu)的磁共振響應(yīng)來有效地評價聚合物(如橡膠、塑料等)的交聯(lián)密度，分析聚合物在研發(fā)與生產(chǎn)過程中的結(jié)構(gòu)演變，據(jù)此進(jìn)行硫化參數(shù)的優(yōu)化、橡膠制品的質(zhì)量驗(yàn)證、老化過程分析研究、疲勞壽命預(yù)測、橡膠及其它彈性體中水分和溶劑含量測定等。采用此種方法評價橡膠的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，技術(shù)上快速便捷(30秒～5分鐘)、測試過程對樣品無任何損害、重現(xiàn)性好、信息量大，而且可以將化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)區(qū)分出來。核磁共振交聯(lián)密度測試手段提供了一種全新的交聯(lián)檢測技術(shù)，與傳統(tǒng)的測試結(jié)果有很好的相關(guān)性，優(yōu)勢明顯。

圖

（八）是天然橡膠交聯(lián)密度與強(qiáng)度的測試數(shù)據(jù)對比。交聯(lián)密度是評價橡膠品質(zhì)最重要的參數(shù)之一，交聯(lián)密度越大，也就是單位體積內(nèi)的交聯(lián)鍵越多，其耐熱性更好，拉伸強(qiáng)度增加，力學(xué)強(qiáng)度更好，回彈性更好。過高的交聯(lián)度會導(dǎo)致沖擊強(qiáng)度下降。從圖中可以看出，隨著交聯(lián)密度的增加，抗張性能增加，拉長斷裂性能減弱。

（圖八）橡膠強(qiáng)度與交聯(lián)密度測試

圖

（九）是相同一批樣品核磁法交聯(lián)密度與傳統(tǒng)溶脹法交聯(lián)密度測試數(shù)據(jù)對比。可以看出核磁法與傳紡方法有較好的一致性，同時核磁法還能區(qū)分物理交聯(lián)與化學(xué)交聯(lián)，測試樣品一般在5分鐘以內(nèi)完成，速度快，能滿足科研與生產(chǎn)上的各種測試需求。是一種全新的快速檢測手段。

（圖九）核磁法交聯(lián)密度與傳統(tǒng)方法對比

總結(jié)與展望

低場核磁共振檢測技術(shù)以其快速、無損、多參數(shù)檢測的優(yōu)點(diǎn)，已在多個科研領(lǐng)域起到重要作用，獲得了大量的科研成果。該技術(shù)在多個領(lǐng)域彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足，同時還提供了新的測試參數(shù)數(shù)年，更全面的評價樣品特性。Mobile手持式低場核磁共振分析儀的問世，更是大大拓展了低場核磁共振技術(shù)的應(yīng)用范圍，為各領(lǐng)域的現(xiàn)場快速檢測提供全新的技術(shù)手段?？梢灶A(yù)見，未來低場核磁共振檢測技術(shù)必將在科研與生產(chǎn)領(lǐng)域大展拳腳。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 馬瑾、脊蕊娜、羅庶、姜培學(xué)，超臨界壓力CO2在深部咸水層中運(yùn)移規(guī)律研究［J］，工程熱物理學(xué)報(bào) 第33卷第11期 [3] 田慧會、韋昌富，基于核磁共振技術(shù)的土體吸附水含量測試與分析[J]，中國科學(xué): 技術(shù)科學(xué) 2014年第3期 [4] 趙喜平, 磁共振成像系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用[M], 科學(xué)出版社,2000 [5] 熊國欣, 李立本,核磁共振成像原理[M],科學(xué)出版社,2007 [6] 汪紅志，張學(xué)龍，武杰，核磁共振成像實(shí)驗(yàn)教程[M]，科學(xué)出版社，2008 [7] Yichong Cheng,Qinfeng Di, et al.Visualization Study on Fluid Distribution and End Effects in Core Flow Experiments with Low Field MRI Method[J].enceDirect

第五篇：干熄焦鍋爐典型故障的分析與診斷（推薦）

干熄焦鍋爐典型故障的分析與診斷

盛軍波（武鋼焦化公司，武漢430082)

在干熄焦工藝中，干熄焦鍋爐是能源轉(zhuǎn)化與回收的中心，也是保證干熄焦裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的最為重要的環(huán)節(jié)之一。本文結(jié)合武鋼1、2號干熄焦鍋爐的運(yùn)行情況，對鍋爐與干熄焦工藝中其他環(huán)節(jié)相互的影響關(guān)系以及造成鍋爐爐管破損的原因、鍋爐爐管破損后的判斷及處理方法進(jìn)行分析。

鍋爐爐管破損對干熄焦的影響

武鋼1、2號干熄焦裝置的焦炭處理能力均為140t/h ,鍋爐所產(chǎn)蒸汽設(shè)計(jì)壓力為3.9±0.2 MPa, 蒸汽溫度設(shè)計(jì)為450±10℃，蒸汽發(fā)生量設(shè)計(jì)為76t/h。1.1 爐管破損的危害

鍋爐爐管破損后，爐管內(nèi)聚積著具有強(qiáng)大壓力的汽水，如不及時發(fā)現(xiàn)并停爐進(jìn)行處理，將會造成鍋爐其他爐管被沖刷而破損；爐管破損后，水蒸汽與紅焦接觸反應(yīng)，產(chǎn)生大量氫氣，會在鍋爐內(nèi)產(chǎn)生爆炸，危及鍋爐及人身安全；爐管破損后，水汽會順著除塵管道進(jìn)入布袋倉，造成除塵布袋的損壞等。1.2 爐管破損的判斷方法

造成鍋爐爐管破損的原因既有爐管材質(zhì)、爐管安裝質(zhì)量等方面的原因，也有干熄焦生產(chǎn)過程中操作不當(dāng)?shù)脑?。各類影響因素見?。表1

鍋爐爐管破損的影響因素 類 別 影響因素

材質(zhì)方面 爐管局部夾渣，爐管壁不均勻，爐管有裂紋等

安裝方面 爐管有焊傷，爐管酸洗損傷，爐管水壓試驗(yàn)損傷等

操作方面 鍋爐給水水質(zhì)超標(biāo)，鍋爐爐水水質(zhì)超標(biāo)，鍋爐入口溫度超標(biāo)，鍋爐虧水，鍋爐超壓，鍋爐出口長期低溫，焦粉對爐管沖刷等

鍋爐爐管破損后，干熄焦鍋爐、干熄爐、氣體循環(huán)系統(tǒng)會表現(xiàn)出一系列異?，F(xiàn)象，特別是循環(huán)氣體中氫含量會急劇上升，鍋爐入口壓力會明顯增高，預(yù)存段壓力調(diào)節(jié)放散管會冒蒸汽等。

需要注意的是，當(dāng)給水預(yù)熱器水管破損漏水、干熄爐爐頂水封槽破裂漏水或因干熄爐預(yù)存段壓力大幅波動造成水封槽內(nèi)的水進(jìn)入干熄爐時，也會造成循環(huán)氣體中氫氣含量急劇上升的現(xiàn)象。但總體表現(xiàn)的現(xiàn)象與鍋爐爐管破損有明顯的不同。武鋼1、2號干熄焦裝置在開工初期都曾出現(xiàn)過鍋爐爐管破損的現(xiàn)象，1號干熄焦裝置在運(yùn)行2年多后，曾出現(xiàn)給水預(yù)熱器水管破損的現(xiàn)象，均得到了及時有效的處理。幾種不同情況下氣體循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)水后表現(xiàn)出的現(xiàn)象對比情況見表2。

表2

氣體循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)水后表現(xiàn)出的現(xiàn)象

現(xiàn)象 鍋爐爐管破損 給水預(yù)熱器水管破損 水封槽破損

循環(huán)氣體中氫氣濃度急劇上升 √ √ √

鍋爐蒸汽發(fā)生量明顯下降 √

鍋爐給水量明顯上升 √

預(yù)存段壓力調(diào)節(jié)放散口有蒸汽冒出 √ √

鍋爐底部有明顯積水 √

循環(huán)風(fēng)機(jī)底部有明顯積水 √

給水預(yù)熱器底部有明顯積水

√

循環(huán)風(fēng)量明顯降低 √

二次除塵器格式排灰閥排出濕灰 √

預(yù)存段壓力大幅波動 √

√

鍋爐外壁表皮剝落或變色 √

干熄爐入口溫度明顯降低

√

排焦溫度明顯降低

√

鍋爐入口壓力明顯變大 √

1.3 爐管破損后的處理

一經(jīng)確認(rèn)鍋爐爐管破損，首要的任務(wù)就是停止干熄焦裝置的生產(chǎn)，以減小因爐管破損造成的其他損失，然后采取換管或堵管的辦法對破損的爐管進(jìn)行處理。一般情況下，鍋爐的換熱面積應(yīng)設(shè)計(jì)有10％的富余量，如果個別的爐管破損，而且更換難度很大，可采取堵管的辦法進(jìn)行處理。但最優(yōu)的選擇應(yīng)該是對破損的爐管進(jìn)行更換，以便保證鍋爐設(shè)計(jì)的換熱面積。

給水預(yù)熱器水管破損在某些方面和鍋爐爐管破損的危害相同，水蒸汽會隨循環(huán)氣體進(jìn)入干熄爐與紅焦反應(yīng)產(chǎn)生大量的氫氣，因此應(yīng)及時采取措施。但給水預(yù)熱器的水管破損不至于造成干熄焦的停產(chǎn)。一旦確認(rèn)給水預(yù)熱器水管破損，應(yīng)關(guān)閉其進(jìn)出口閥門，利用旁通管給除氧器供水，再根據(jù)實(shí)際情況利用干熄焦的月修或年修，對給水預(yù)熱器破損的爐管進(jìn)行處理。

對于干熄爐爐頂水封槽破裂漏水的問題，可暫時停止干熄焦的生產(chǎn)，對水封槽破裂部位進(jìn)行焊補(bǔ)或整體更換水封槽。

每一次鍋爐爐管的破損，都要認(rèn)真分析原因并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。一般情況下，個別爐管材質(zhì)原因或者個別部位施工原因造成的爐管破損主要發(fā)生在干熄焦開工的初期或者運(yùn)行的前期，相對容易判斷。

因操作原因造成的鍋爐入口溫度超標(biāo)或者長期大幅度波動而導(dǎo)致鍋爐爐管的破損，必須對操作方法進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范，對達(dá)不到操作技能要求的操作人員要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)換。因測量儀表的原因造成鍋爐入口溫度長期超標(biāo)而導(dǎo)致的爐管破損，必須更換測量元件并進(jìn)行嚴(yán)格的校正，否則將會造成鍋爐爐管連續(xù)大面積損壞。

鍋爐給水及爐水水質(zhì)超標(biāo)時，短期內(nèi)不會影響鍋爐的運(yùn)行，也不影響鍋爐的產(chǎn)汽量，但水質(zhì)長期超標(biāo)會加劇爐管的結(jié)垢及氧腐蝕，因此對鍋爐爐管造成的不良影響是一個緩慢漸變的過程，而且這種情況對鍋爐爐管的損壞是大面積，并且不可逆轉(zhuǎn)的，尤其要引起干熄焦技術(shù)人員的重視。鍋爐給水及爐水水質(zhì)指標(biāo)的國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)壓力等級的不同有一定的差別，應(yīng)嚴(yán)格按國家標(biāo)準(zhǔn)對鍋爐給水及爐水水質(zhì)進(jìn)行管理。

結(jié)論

(1)武鋼1、2號干熄焦鍋爐總體運(yùn)行穩(wěn)定，其蒸汽壓力、溫度、產(chǎn)率均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足了干熄焦生產(chǎn)的需要。

(2)對干熄焦鍋爐爐管破損的原因及判斷方法應(yīng)有足夠的了解，并及時處理所發(fā)生的爐管破損故障。

(3)應(yīng)加強(qiáng)干熄焦的操作和測量儀表的維護(hù)，特別要加強(qiáng)對鍋爐給水及爐水水質(zhì)的管理。