兰炭废水基水焦浆制备及其性能研究

采用干法制浆工艺将兰炭废水与一定粒度的半焦和少量的添加剂混合制备得到了兰炭废水基水焦浆.对半焦结构进行了SEM分析,探究了不同添加剂的添加量、不同浓度半焦的粒度配比、浆体的温度、水焦浆对表观黏度及流动性的影响等,以此来考察水焦浆成浆性能.实验结果表明,所制备的水焦浆的表观黏度应控制在200～500 mPa·s之间,6∶1∶1为最佳的粒度配比,61%为最佳的质量分数,65℃为最佳的温度,2.1%为添加剂与混合料最佳质量比,实验结果能够为该类浆体进一步用于煤气化工工艺提供一定的工程价值.     

低阶烟煤热解半焦制浆黏度模型的建立

选用双鸭山东荣长焰煤为原料,利用马弗炉进行中低温热解实验,考察热解温度对半焦哈氏可磨度和空气干燥基水分的影响。通过制浆实验,研究半焦哈氏可磨度和空气干燥基水分对半焦制浆表观黏度的影响。利用SPSS软件进行实验数据线性回归分析,得到低阶烟煤热解半焦制浆表观黏度模型。结果表明：热解半焦的空气干燥基水分和哈氏可磨度与半焦制浆表观黏度均具有较好的相关性,其中由于煤结构的分解和缩聚而导致的可磨性的变化是影响半焦成浆性的主要因素。表观黏度模型能够较为准确地预测半焦制浆表观黏度,可用于低阶烟煤中低温热解半焦成浆性评价。     

含油污泥真空热裂解的研究

采用真空热裂解的方法处理含油污泥,研究热解终温、体系压力、保温时间和冷凝温度对热解产物产率的影响。实验结果表明:在热解终温为500℃,体系压力为10 kPa,保温时间为30 min,冷凝温度为-20℃的条件下,可得到热解固体渣、热解液和热解气的产率分别为9.4%,85.8%和4.8%;分离热解液的水分后得到油产率为原含油污泥的31.25%;采用真空热裂解的方法,能实现含油污泥全组分清洁循环利用。     

废弃菌棒的热解及其生物炭的活化

用废弃的菌棒作为原料,利用高温管式炉对其进行热解及活化,探究废弃菌棒在不同热解温度下的热解性能及不同活化条件下的活化性能,并对最优条件下获得的活性炭进行表征,结果表明：热解终温的升高有利于制备富氢燃气,热解终温为900℃时气体产量最大（489 L/kg）,其中H₂占55.55%,CO占31.93%,CH₄占8.52%;选择热解终温为600℃比较有利于液相的生成,此时液相产率为29.50%;选择400℃的热解终温有利于生成热值较高且产率较高的固体燃料,此时炭产率为48.23%,热值20.66 MJ/kg。此外,以热解终温600℃、升温速率20℃/min、热解反应时间1 h条件下制得的生物质炭为原料,在不同条件下进行活化,发现当碱碳比为1、活化时间为1 h、活化温度为800℃时制备的活性炭具有最佳的吸附性能,此时活性炭产率为31.20%,比表面积为1 659.812 m²/g,亚甲基蓝脱色能力为615.32 mg/g,碘吸附值达到1 563.90 mg/g。     

废弃电路板环氧树脂真空热解及产物分析

在真空条件下,应用程序升温的管式炉反应器对废弃电路板中环氧树脂热解规律进行研究,考察不同的热解终温、升温速率、真空度(压力)及保温时间等各种因素对产物产率的影响.此外,利用傅里叶红外(FT-IR)和气质联用(GC/MS)技术对热解油产物进行表征分析.实验结果表明:温度对产物产率的影响最大,升温速率、真空度及保温时间对热解产物产率也有重要影响.选择适当的热解温度(400～550 ℃)、升温速率(15～20 ℃/min)、真空度(压力15 kPa)及保温时间(30 min)有利于提高热解液体产品的产率;热解油的主要成分是酚类物质,其总含量为84.08%,其中,含溴化合物含量为15.34%.     

耐热耐碱木聚糖酶对马尾松KP浆的助漂性能

根据预处理前后纸浆黏度和卡伯值的变化,研究了耐热耐碱木聚糖酶X对马尾松硫酸盐浆预处理的选择性;通 过分析酶预处理对各漂段白度和终漂黏度的影响,揭示了该酶对D0E1D1E2D2漂白特性的影响。结果表明：耐热耐碱 木聚糖酶X预处理具有较高的助漂选择性,处理后纸浆的卡伯值和黏度变化不大;耐热耐碱木聚糖酶X的适应性较广 ,在pH 8.0~9.5、温度为75~80 ℃范围内都可以发挥其有效的助漂作用;在相同漂剂用量下,耐热耐碱木聚糖酶X预 处理可提高浆的终漂白度,而黏度略有下降,在达到相同白度(90 % ISO)时可减少D0段ClO2用量26 %~27 %。     

油页岩热解过程中的热破碎特性

在小型干馏装置中进行油页岩热解破碎特性实验,考察升温速率、热解终温、恒温时间对油页岩热破碎的影响。结果表明:提高升温速率、热解终温和延长恒温时间,均在不同程度上促进油页岩的热破碎。升温速率的影响主要体现在10℃/min之下,热解终温的影响主要体现在520℃以上,而恒温时间的影响主要是在2 h之前。经灰色关联计算,结果表明:热解终温对油页岩破碎产生的影响最大,升温速率次之,恒温时间最小。     

矸石充填料浆流变特性与颗粒级配相关性试验研究

为了明确矸石充填料浆流变参数与颗粒级配指标的相关性,通过开展不同级配骨料、静置时间条件下的充填料浆流态变化规律试验,研究静置时间、颗粒级配对料浆流态变化的影响。以山西省孝义市新阳某矿矸石胶结充填采煤为工程背景,基于料浆流变特性,分析管道堵塞、磨损机理,得到最优的骨料颗粒级配(2号料浆骨料级配);建立料浆不沉颗粒临界粒径公式,明确2号料浆中不沉临界粒径为14 mm。试验结果表明:料浆的初始剪切力和表观黏度均随着静置时间的延长而增加;料浆的流变特性是个多种模型复合特性的综合体现,随着剪切速率的增加,料浆流变曲线呈上凸状;粒径d10(即粒径累积分布中累积粒径含量达到10%时对应的粒径)、d30(即粒径累积分布中累积粒径含量达到30%时对应的粒径)与料浆的表观黏度和初始剪切力相关性最强,表明0~30μm粒径颗粒对料浆的流变性能影响最大;料浆静置时间越长,表观黏度与粒径d10,d30的相关性强度逐渐降低,而初始剪切力与之相关性则增强。     

管式炉中温度对玉米秸秆慢速热解特性的影响分析

热解终温和升温速率是玉米秸秆热解的重要影响因素。基于玉米秸秆慢速热解原理,采用热重和管式炉热解取样方法对玉米秸秆的慢速热解特性进行实验分析。取升温速率(20℃/min,30℃/min,40℃/min,50℃/min,60℃/min)和终温(300℃,400℃,500℃,600℃,700℃)作为影响因素,以热解产物(残炭、生物质焦油和热解气体)的产率作为评价分析指标,并对不同终温条件下的热解气体成分进行定量分析。试验结果表明,随着升温速率的增加(20~60℃/min),残炭产率和气体产率略有变化;而焦油产率有较大幅度的提升,可从12%提升至18%。热解终温的升高,使固体残渣中的挥发分进一步析出,残炭产率下降;终温为600℃时,焦油产率达到极大峰值,最高可达18%,峰值温度前,焦油产率随终温的增加而增加,当终温大于峰值温度后,焦油产率迅速减少;气体产率随温度的升高而增加,热值也随之增加,在700℃时,低位热值为10.22MJ/Nm~3。     

煤浆浓度对油煤浆流变特性和表观黏度的影响

煤浆质量分数是影响油煤浆流变特性的主要因素之一。文中研究了煤浆质量分数对内蒙古胜利褐煤与液化起始溶剂和循环溶剂配制成的油煤浆的流变特性和表观黏度的影响。采用NXS-11A型旋转黏度计测量煤浆体系在30～70℃时在不同剪切速率下的剪切应力和表观黏度,绘制煤浆体系流变曲线和黏度曲线,分析了流变和黏度特性。结果表明:在实验条件下胜利褐煤起始溶剂油煤浆和循环溶剂油煤浆都符合宾汉流体的特征;油煤浆体系的塑性黏度、屈服应力和表观黏度都随煤浆质量分数的增大而增大,煤浆的表观黏度与煤浆质量分数之间呈指数增长型关系,当煤浆质量分数超过一定数值范围后,煤浆体系的表观黏度会急剧上升。     

核桃壳真空热解制备生物油

以核桃壳为原料,采用程序升温的方法对其在热解炉反应器中的真空热解规律进行研究,利用红外分析及GC-MS分析对裂解生物油进行分析和表征.研究结果表明:核桃壳真空热解制备生物油的最佳工艺参数为终温600℃、升温速率60℃/min、真空度10 kPa、保温时间30 min、冷凝温度-40℃,生物油最大产率(质量分数)为55.90％;核桃壳热裂解产物油的成分主要为乙酸、甲酸、乙醇醛、丙酮醇等小分子化合物,愈疮木酚、苯酚、紫丁香酚及其衍生物等芳香化合物,以及呋喃类、酮类化合物等;另外,随着热解终温的升高,小分子化合物的含量有明显的增加,愈创木酚、紫丁香酚及其衍生物的含量逐渐减低,苯酚及其衍生物的含量逐渐增大.     

单颗粒煤粉热解时焦油的二次反应和扩散

建立了数学模型来研究单颗粒煤粉热解时焦油的生成规律。该模型基于碎片化与扩散(FD)煤热解模型,考虑了一次气体产物在颗粒内部的二次反应和扩散,用沉降炉热解实验验证了模型的正确性。用该模型研究了热解终温、加热速率和颗粒粒径对杨村煤热解时焦油生成的影响。结果表明:二次反应和扩散之间的竞争对焦油的生成有很大影响。热解终温和加热速率的上升会促进焦油的二次反应和扩散,对二次反应的促进作用更强。颗粒粒径的增大会促进二次反应,阻碍扩散,因此对二者之间的竞争影响更大。热解终温的上升、加热速率的上升和颗粒粒径的增大都会降低最终的焦油产率。     

木质素改性及神华煤浆添加剂研究

为了制备出性价比高的水煤浆添加剂,根据木质素的组成和性质,采用均匀试验设计方法确定了木质素改性制水煤浆分散剂(DCS)的工艺条件.在神华煤的成浆实验中,通过添加剂的添加量与水煤浆黏度的关系及制浆浓度与水煤浆黏度的关系可以看出,在DCS添加量为0.8%(干煤基)时,水煤浆的浓度可达到62.5%,黏度为1 186 MPa·s;由DCS、木质素磺酸钠(木钠)、萘磺酸钠(NSF)3种添加剂在制浆浓度都为60%时制浆,从制得神华煤水媒浆的流动性和稳定性的比较中,可以看出DCS具有良好的分散与稳定性能.     

疏水改性聚丙烯酰胺的微皂乳液聚合及性能

采用微皂乳液聚合法,以过硫酸钾为引发剂,在水溶液中引发丙烯酰胺(AM)与α-甲基苯乙烯(α-MSt)自由基聚合制备疏水缔合水溶性共聚物P(AM/α-MSt)。探讨单体浓度、引发剂及疏水单体用量和反应时间对共聚物收率及表观黏度的影响。经红外光谱仪、扫描电镜和表观黏度计等对P(AM/α-MSt)的结构、疏水缔合作用及分子聚集形态进行表征。结果表明:P(AM/α-MSt)溶液的特性黏度η=1 175.1 mL/g,温度为90℃时表观黏度保留率为55.2%;在18 g/L的CaCl2溶液中P(AM/α-MSt)的表观黏度保留率可达82.8%。     

竹浆木质素高效分散剂在酚水水煤浆中的应用

以竹浆造纸黑液为原料制备了竹浆木质素高效分散剂,并应用于酚水水煤浆的制浆;研究了竹浆木质素高效分散剂的相对分子质量和磺化度对水煤浆浆体流动性的影响,并进一步研究了助剂种类及掺量、分散剂掺量和制浆温度对酚水水煤浆制浆性能和稳定性能的影响.结果表明:具有中等相对分子质量和中等磺化度的分散剂制浆性能较优,分散降黏作用优于FDN;三聚磷酸钠与木质素分散剂复合使用可以降低水煤浆浆体的表观黏度,但加入量过高降黏效果变差,加入量为15%时,分散降黏效能最好;随着木质素分散剂掺量的增大,酚水水煤浆的表观黏度不断减小;随着制浆温度的升高,酚水水煤浆的表观黏度先减小后增大,在温度为55℃时,分散剂的降黏效果最优,浆体的表观黏度最小;木质素分散剂掺量为0.75%时,其分散降黏性能最优,此时水煤浆的稳定性最好.     

马尾松碱木素制备新型水煤浆分散剂及其性能研究

通过磺甲基化碱木素与磺化丙酮甲醛发生缩聚,制备出新型高性能水煤浆分散剂,探讨各因素对产品分散性能的影响,结果表明:当质量分数为20%的硫酸溶液用量为60 g,氧化剂用量为5 g,磺化剂与丙酮的物质的量比是0.4,所制得的分散剂对水煤浆的分散降黏效果最好;当添加剂用量为0.9%(占干基煤的质量分数)时,对难制浆煤种神华煤可制得的最高质量分数达到64.4%,水煤浆的表观黏度值706.2 mPa.s.探究了碱木素系水煤浆添加剂(ALB)的煤种适应性,研究结果表明,ALB对变质程度较高、内在水和氧含量较低的煤种降黏能力较好,可制得较高质量分数的水煤浆,对变质程度较低、内在水和氧含量较高的煤种仍具有较好的降黏能力,ALB的分散降黏及稳定性优于亚甲基萘磺酸钠—苯乙烯磺酸钠—马来酸钠(NDF)水煤浆添加剂.     

热解法制备碱式碳酸镁

以盐湖水氯镁石氨法一次沉镁后的母液经碳酸氢铵二次沉镁得到的复盐MgCO3·(NH4)2CO3·H2O为原料,采用热解法制备碱式碳酸镁.研究液固比、Mg2 用量、预氨量、热解温度和热解时间对产品质量的影响.研究结果表明:在液固比为6,Mg2 实际用量与理论用量的摩尔比为1：1,热解温度为90～100 ℃,预氨量为0.2 mL/g复盐和热解时间为4.0 h的工艺条件下得到的碱式碳酸镁质量达到HG/T 2959-2000标准,该工艺可作为盐湖水氯镁石制备碱式碳酸镁的有效方法.     

焦沫和神华长焰煤共制备水煤焦浆的成浆性

水煤浆是一种新型、清洁的以煤代油的燃料,具有很多优点,燃用水煤浆对煤炭的综合利用、节约石油能源和环境保护都具有极其重大的意义。为研究用焦沫代替煤为合成气提供碳源,并实现焦沫再利用和煤炭气化的有机结合,本文以煤和焦沫为原料制备水煤焦浆,分析了不同质量配比、粒径分布、添加剂的用量及种类对水煤焦浆的影响。实验结果表明制备水煤焦浆的最佳工艺参数如下:Alfred粒度分布(d0.841~0.42mm/%、d0.42~0.147mm/%、d0.147~0.075mm/%、d0.075~0.044mm/%、d0.075/%,质量分数分别为25%、18%、15%、36%),搅拌时间为20 min,山东临猗化工添加剂(LYS)更适合制备水煤焦浆,且添加剂的加入量为制浆原料的3‰。本实验为焦沫的合理利用提供了新思路,对焦化企业发展循环经济具有重要的指导作用。     

盐湖副产硫酸钙转化法制备高纯氧化钙

利用盐湖副产硫酸钙和碳酸氢铵溶液进行转化反应得到氧化钙的前驱体碳酸钙;然后,将其直接热解制备高纯氧化钙,分别考察物料配比、反应时间、反应温度等因素对硫酸钙转化率的影响,采用XRD和化学分析方法对产物进行分析,并对转化反应过程进行动力学分析。研究结果表明,在物料配比为1.3:1.0,反应时间为2.5 h,反应温度为50℃时,硫酸钙的转化率可达到99.6%,将固相产物在1 000℃热解1 h后所制备的氧化钙纯度为99.7%。转化反应过程符合收缩核模型,其的数学表达式为kt=1-(1-X)1/3,反应的表观活化能为43.4 kJ/mol,该模型表明转化反应过程受界面化学反应控制。     

阳离子乳化沥青对水泥乳化沥青浆体流变性的影响

采用流变仪测定水泥乳化沥青(CA)浆体的流变曲线,考察沥青与水泥质量比、沥青的组成和阳离子乳化沥青中乳化剂含量对CA浆体表观黏度和屈服应力的影响,通过激光粒度仪测定乳化沥青平均粒径,探讨乳化沥青平均粒径对CA浆体流变性的影响。结果表明:CA浆体属于非牛顿流体,呈现剪切变稀的特性;CA浆体的表观黏度和屈服应力都随沥青与水泥质量比和乳化沥青中乳化剂含量的增加而增大,随沥青质质量分数的增加而降低;CA浆体的表观黏度和屈服应力与乳化沥青的平均粒径负相关。