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超臨界二氧化碳改造建材和在煤炭地下氣化填埋中應用的研究目次

超臨界二氧化碳改造建材和在煤炭地下氣化填埋中應用的研究

Study of Supercritical Carbon Dioxide on Transforming Building Materials and Carbon Sequestration of Underground Coal Gasification

摘要

Abstract

第1章緒論

1.1 課題背景

1.1.1 二氧化碳對環境的危害

1.1.2 水泥基建筑材料的碳化

1.1.2.1 碳化對水泥基材料性能的影響

1.1.2.2 影響建筑材料碳化的因素

1.1.2.3 超臨界二氧化碳對建筑材料碳化的影響

1.1.3 建筑垃圾的回收利用和再生混凝土多孔磚性能介紹

1.1.4 煤炭地下氣化及二氧化碳地下封存技術

1.1.4.1 煤炭地下氣化技術簡介

1.1.4.2 二氧化碳地下封存技術簡介

1.2 國內外研究現狀

1.2.1 混凝土碳化國內外研究現狀

1.2.2 煤炭地下氣化國內外研究現狀

1.2.3 現階段存在的問題

1.3 本文主要研究的目的與意義

1.3.1 回收利用二氧化碳

1.3.2 改善建筑材料的性能

1.4 本文主要研究內容

第2章混凝土多孔磚碳化機理

2.1 引言

2.2 碳酸鈣沉淀步驟

2.2.1 氫氧化鈣的溶解

2.2.2 二氧化碳的溶解

2.2.3 化學反應及沉淀

2.3 自然環境下水泥漿的碳化

2.4 高壓環境下水泥漿的碳化

2.5 碳化耦合方程的建立

2.5.1 基本假定

2.5.2 碳化速率方程

2.5.3 上飽和混凝土中的水汽擴散方程

2.5.4 混凝土中熱擴散方程

2.5.5 二氧化碳擴散方程

2.5.6 控制方程的建立

2.6 碳化深度經驗公式

2.7 本章小結

第3章混凝土多孔磚自然及超臨界碳化性能研究

3.1 引言

3.2 模型介紹

3.2.1 求解域設定

3.2.2 邊界條件設定

3.3 自然碳化模型結果分析

3.3.1 自然碳化條件下碳化程度發展規律

3.3.2 自然碳化條件下相對濕度對碳化程度影響規律

3.3.3 自然碳化條件下截面平均抗壓強度變化規律

3.3.4 自然碳化條件下多孔磚應力-應變曲線

3.4 碳化深度經驗值計算

3.5 超臨界普通混凝土多孔磚碳化模型結果分析

3.5.1 超臨界碳化條件下碳化程度發展

3.5.1.1 超臨界碳化程度規律

3.5.1.2 多孔磚碳化程度公式擬合

3.5.2 超臨界碳化條件下截面平均抗壓強度變化

3.5.2.1 碳化截面抗壓強度變化規律

3.5.2.2 碳化截面抗壓強度變化規律擬合

3.5.3 超臨界碳化條件下多孔磚應力-應變曲線

3.6 超臨界再生混凝土多孔磚碳化模型結果分析

3.7 本章小結

第4章煤炭地下氣化及二氧化碳地質封存可行性研究

4.1 引言

4.2 巖層性質隨溫度變化規律

4.2.1 現有巖層力學性質變化規律及選取

4.2.1.1 密度

4.2.1.2 彈性模量

4.2.1.3 泊松比

4.2.1.4 抗拉強度

4.2.2 現有巖層熱學性質變化規律在本文中的應用

4.2.2.1 熱膨脹系數

4.2.2.2 熱傳導系數

4.3 煤炭地下氣化縱截面溫度場分布有限元模擬

4.3.1 幾何模型

4.3.2 數學模型

4.3.3 模型參數說明

4.3.4 模型邊界設定

4.3.5 縱截面溫度場有限元計算結果分析

4.4 淺埋煤層煤炭地下氣化上覆巖層移動有限元模型

4.4.1 巖層本構關系

4.4.2 模型參數選取

4.4.3 模型邊界設定

4.5 煤炭地下氣化上覆巖層移動模型驗證及結果分析

4.5.1 上考慮地表荷載的沉降模擬

4.5.1.1 空洞發展結果

4.5.1.2 頂板砂巖沉降結果

4.5.1.3 地表沉降結果

4.5.2 考慮地表荷載時煤炭地下氣化沉降模擬

4.5.2.1 空洞發展結果

4.5.2.2 頂板砂巖沉降結果

4.5.2.3 地表沉降結果

4.5.3 煤炭地下氣化在深埋煤層中的實現

4.5.3.1 空洞發展結果

4.5.3.2 地表沉降結果

4.6 二氧化碳地下填埋技術的實現

4.7 本章小結

結論

參考文獻

攻讀學位期間發表的學術論文

哈爾濱工業大學學位論文原創性聲明及使用授權說明

致謝

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