气化灰渣的理化性质及其对石油焦/CO2气化反应特性的影响

采用XRF、XRD和SEM/EDS等分析手段对神华煤气化灰渣的理化性质进行了表征,并考察了气化灰渣对金山石油焦/CO2气化反应活性的影响。结果表明:炉底灰渣和炉顶飞灰的灰分质量分数分别为78.39%和62.71%;炉底灰渣中Ca和Fe的质量分数较炉顶飞灰高,而炉顶飞灰中Si和Al的质量分数则比炉底灰渣高;气化灰渣中的矿物质主要以对气化反应无催化活性的惰性物质形态存在,炉底灰渣中对含碳物料气化反应有催化作用的主要是少量的硫酸钙、氧化铁和钾芒硝(K3Na(SO4)2),而炉顶飞灰中则是少量的硫酸钙;随着气化灰渣添加量的增加,石油焦催化气化反应速率达到最大值时所对应的转化率逐渐减小。当气化灰渣的添加量为5%~30%时,石油焦的气化活性提高了2~7倍,其中炉底灰渣的催化活性稍优于炉顶飞灰。     

纳米TiO2颗粒强化MDEA溶液鼓泡吸收CO2的特性

为了强化N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液对CO2的吸收,首先不添加分散剂,制备了MDEA质量分数为50%、纳米TiO2颗粒质量分数分别为0.05%,0.2%,0.4%,0.8%的MDEA纳米流体,该MDEA纳米流体的分散稳定性良好.然后在一套小型吸收实验系统中,研究了颗粒质量分数对溶液鼓泡吸收CO2的影响.采用称重法来测量溶液对CO2的吸收量,并对实验结果的相对误差进行了分析.实验结果表明,在加入了纳米颗粒后,MDEA溶液对CO2的吸收得到了强化,有效吸收比随着颗粒质量分数的增大而上升.在纳米TiO2颗粒质量分数为0.05%,0.2%,0.4%,0.8%时,有效吸收比分别为1.019 5,1.065 3,1.077 9和1.115 4.最后分析和解释了相关的实验现象和结果.     

K的掺杂对硅酸锂吸收CO2性能的影响

以SiO2,Li2CO3为反应原料,通过高温固相反应法,在添加不同比例的K2CO2的条件下,合成出系列可在高温500 750℃区间直接吸收CO2的硅酸锂材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)分别观察和评价了制备材料的表面形貌与结构特征,用热重分析仪(TG)研究了硅酸锂材料吸收CO2的性能.实验结果表明,通过掺杂适量的K元素,能够提高硅酸锂材料吸收CO2的性能,在CO2气氛下,于700℃保持约15 min即可达到吸收平衡,材料的质量分数约达48%.     

催化剂对高热煤燃烧特性的影响研究

利用碱金属类催化剂对高热煤进行催化燃烧实验,实验使用综合热重分析仪研究了煤粉中添加催化剂后其燃烧特性。实验研究结果表明,煤的燃烧受催化剂种类及担载量的影响,Na Cl、Ca CO3、Ce O2、Fe2O3对煤粉燃烧都有或多或少的催化作用,且催化作用的方向不同。Fe2O3使煤粉燃烧更剧烈;Ca CO3、Ce O2降低煤粉燃烧的放热量,使煤粉燃烧不稳定;Na Cl的加入,对煤粉燃烧燃烧点没有太大的影响,但是出现波峰的峰值较大,提高了煤粉燃烧的放热量,且后期再次出现波峰,增加了煤粉持续燃烧的能力。Na Cl的最佳添加量为10%。     

植物修复收获物热解制备生物炭过程中重金属的稳定性研究

基于重金属污染土壤植物修复过程中产生大量含重金属的生物质收获物,以含重金属芦竹收获物为研究对象,通过在芦竹收获物中添加化学固定材料,研究其热解制备生物炭过程中As,Cd和Pb等重金属的稳定与富集特征。研究结果表明:热解过程中生物质中重金属主要富集在生物炭中,其质量分数及存在形态明显受热解温度、热解时间、固定材料种类及添加量等因素影响;在250℃下添加0.5%(质量分数,下同)的Na OH、热解0.50 h,生物炭产率达到86%;芦竹生物质热解制备生物炭过程中As的稳定适宜条件为在300℃添加2%Na OH,热解2.00 h;Cd的稳定适宜条件为在250℃添加5%Fe Cl3,热解0.50 h;Pb的稳定适宜条件为在400℃添加5%Ca CO3,热解1.00 h;添加Fe Cl3热解得到的生物炭比表面积达到0.31 m2/mg,重金属固定率提高;添加固定材料Na OH后热解制备的生物炭中As主要以残渣态存在,添加Ca CO3,Al2O3和Fe Cl3等固定材料后热解制备的生物炭中As主要以可氧化态存在;添加Na OH,Ca CO3,Al2O3和Fe Cl3等固定材料后热解制备的生物炭中Cd主要以残渣态存在,Pb主要以可氧化态存在。     

Cu/Mo/CeO_2-ZrO_2催化剂的制备及其三效催化性能

以不同沉淀剂制备的CeO2-ZrO2复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Cu/Mo/CeO2-ZrO2催化剂.研究结果表明,当Ce︰Zr的摩尔比为0.65︰0.35,Mo添加量为6%,Cu负载量为5%时,制得的Cu/Mo/CeO2-ZrO2对CO、C3H6和NO的转化具有更好的催化活性,在该催化剂上,CO、C3H6和NO的T50分别为103℃、248℃和244℃,T90分别为189℃、450℃和321℃.Mo的添加能够使催化剂形成稳定的立方晶相固溶体结构,并且使其颗粒更加细化,从而有利于Cu物种高度分散在催化剂表面,提高了催化剂的性能.     

不同氯化物作用下垃圾焚烧飞灰中重金属挥发特性研究

以深圳市某垃圾焚烧厂飞灰为原料, 考察高温条件下不同氯化物(NaCl, CaCl₂和 FeCl₃)对飞灰中重金属气化特性的影响规律。结果表明: 3种氯化物均不同程度地促进飞灰中重金属的气化; 对于不同的重金属, 氯化物的影响效果各不相同。在未添加氯化物的情况下, 飞灰中Pb和Cr几乎全部气化。Zn和Cu的气化率受氯化物影响最大, 当添加量均为10% 时, 3种氯化物对Zn和Cu的影响效果为FeCl₃ ≈ CaCl₂ > NaCl。飞灰二次气化的最佳条件: 以0.6 L/min N₂做载气, 添加15%的CaCl₂, 1000℃下高温处理2小时。二次气化过程可减小飞灰毒性, 回收重金属。     

Fe2O3修饰CaSO4/Ben载氧体化学链燃烧反应特性

分别采用间歇式流化床反应器和热重分析仪进行多次循环实验及反应性能测试,研究了Fe2O3在化学链燃烧过程中对CaSO₄/Ben(膨润土)载氧体的催化作用,并对比Fe₂O₃不同添加量(质量分数)时CaSO₄/Ben载氧体与CO的反应活化能。结果表明,添加Fe₂O₃后CaSO₄/Ben载氧体的比表面积和孔容增加,还原反应速率提高,并使系统内维持较高浓度的CO₂;添加Fe₂O₃可抑制CaSO₄生成CaO和含硫气体的反应,提高CaSO₄/Ben载氧体循环反应的稳定性;Fe₂O₃的最佳添加量为w=15.0%,该添加量下CaSO₄/Ben载氧体与CO反应的活化能由88.72 kJ/mol降低至43.08 kJ/mol,反应活性显著提高。     

源头提质的高热值垃圾制衍生燃料热解产气特性

基于江苏省甪直镇城市生活垃圾源头提质后的高热值组分经过分选、破碎等工艺压制成RDF燃料,利用高温管式炉进行RDF热解实验,研究热解终温、物料配比、催化剂、温升速率和添加辅料等影响因素对RDF的热解燃料气的影响。研究结果表明:热解终温增大,热解效率及气体转化率都增大,温度越高,热解气中H2体积分数增大CO体积分数先减小后增大,CH4体积分数先增大后减小,CO2体积分数减小;随着RDF中生物质含量减小,生活垃圾含量增大,半焦及热解气先增大后减小;添加污泥的RDF热解效率及气体转化率分别增加2.85%和2.62%,CO和CH4体积分数增大,CO2体积分数减小;添加催化剂DHC-32的RDF热解气中H2体积分数大幅增加,CO2体积分数减小。快加热方式热解气产率增大,CO和CH4体积分数增大,CO2体积分数减小。     

高磷铁矿碳热还原同步脱磷的实验研究

为探索高磷铁矿的有效利用途径,对高磷鲕状赤铁矿进行碳热还原同步脱磷实验研究,在含碳球团中添加CaO和Na2CO3作为脱磷剂,采用DTA-TG-MS综合热分析、XRD、SEM、EDS等方法分别对高磷鲕状赤铁矿的碳热还原过程以及还原产物进行分析.结果表明,添加适量的CaO和Na2CO3可以显著提高脱磷率;在1573K、Na2CO3添加量为2％、含碳球团碱度为1.2的条件下,高磷鲕状赤铁矿能够被快速还原成含磷0.09％、含碳4.6％的碳饱和铁,脱磷率达到95％;生铁中碳过饱和后以片状石墨的形态析出,生铁中的磷以夹杂物Ca3 (PO4)2和Na2Ca4(PO4)2SiO4的形式存在.     

城市垃圾焚烧飞灰理化性质及处理技术

焚烧法处理城市垃圾已在世界先进发达国家广泛采用,而城市垃圾焚烧处理引起的二次污染问题已引起人们的高度关注,特别是垃圾焚烧飞灰的安全有效处置成为急需解决的环境和社会问题．通过分析垃圾焚烧飞灰的物理化学性质,对目前国内外城市垃圾焚烧飞灰处理技术进行了系统分析和讨论,归纳出目前国内垃圾焚烧飞灰处理的主要方式为安全填埋、固化稳定化和重金属提取,提出适合于中国垃圾焚烧飞灰无害化处理的途径和方式：开发先进的焚烧炉,加强对入炉垃圾的控制：研究稳定效果好、处理成本低的化学稳定剂以及有效的重金属分离提取方法,以减少垃圾焚烧飞灰中重金属造成的二次污染．     

城市固体废物焚烧炉飞灰中重金属酸溶出研究

对城市固体废物(MSW)焚烧炉飞灰中Cu,Pb和Zn 3种重金属的酸溶出过程进行了研究,结果显示在选用的3种不同浓度的酸中,只有浓度为0.5 mol/L的酸对3种重金属的溶出较理想.研究表明采用0.5 mol/L的酸对飞灰溶解搅拌约3 h后便可溶出大约50%~80%的Zn、40%~55%的Pb和50%左右的Cu,同时一些易溶金属如Mg,Ca和Al也大量溶出,但Fe和Si在飞灰中相对稳定,溶出量相对较少.飞灰经过酸处理后基本上可以满足填埋要求.     

医疗垃圾焚烧灰特性实验研究

医疗垃圾焚烧灰的固化/稳定化处理取决于其理化特性.利用XRF,XRD,SEM和AAS对布袋飞灰(FA1)、烟道飞灰(FA2)、底灰(BA)在化学成分、物相、微观形貌、重金属含量和渗沥行为等方面的特性进行了研究.结果表明:FA1中Cl,SO3,碱金属和活性炭含量较高,不宜直接作为水泥的部分替代物用于建筑,且Cd,Zn,Pb的渗沥浓度超过危险废物填埋允许限值,处理后方能进入危废填埋场填埋;FA2,BA的主要物相分别为硬石膏、复杂硅酸盐,重金属渗沥浓度低于危险废物规定的阈值.     

飞灰水洗脱氯及其烧结稳定化的试验研究

本试验以去离子水作为洗脱剂,考察了水洗前处理工艺（包括水灰比、水洗时间、水洗温度以及水洗次数）对飞灰中可溶性氯盐的洗脱效果。在此基础上对比研究了水洗工艺对飞灰烧结过程中重金属的稳定化促进效果。结果表明：在液固比为4时,水洗过程中约有93％的氯离子被洗脱而进入水相;水灰比是影响氯离子洗脱效果的最主要因素,氯离子洗脱量与水灰比的对数值呈现很好的线性关系;XRD结果证明了水洗过程中大量氯盐的洗脱以及低熔点含钙铝硅化合物的形成;同原始飞灰相比,水洗飞灰经烧结后其中的Pb、Cd、Ni的浸出浓度明显降低。800 ℃下烧结水洗飞灰可以使其中的重金属稳定化,浸出浓度均低于相应的标准限值。水洗工艺与烧结稳定化技术相结合明显降低了重金属的浸出毒性。     

垃圾焚烧飞灰中重金属高温挥发工艺特性研究

试验采用温州某城市生活垃圾焚烧厂飞灰为原料,对飞灰中重金属挥发工艺的特性进行了高温热处理研究,主要探讨了温度、时间、载气等工艺参数对重金属的挥发效果的影响,并优化了工艺参数.试验运行结果表明,温度和时间是影响重金属挥发的最主要参数,在以空气为载气(进气流量600mL/min)的条件下,其最优参数分别为1 000～1 050 ℃和120 min,此时重金属Cd和Cu挥发率分别为89.7%和77.9%,Zn仅为53.2%,而Pb高达99.7%;载气气氛对重金属挥发率的贡献率较小;除Pb外,各重金属挥发率均随着飞灰样品厚度的增加而呈显著下降趋势.     

粉煤灰混凝土的多因素寿命预测模型

通过快速碳化试验,研究了不同粉煤灰掺量(0～60%)、不同养护龄期(1,3,7,28,90 d)、不同弯曲荷载率(0,25%,50%)对m(W)/m(C)=0.34混凝土的碳化影响,并建立了综合考虑粉煤灰掺量、养护龄期、荷载率、环境温度、结合能力以及混凝土的CO2扩散系数时间依赖性的多因素寿命预测模型.结果表明:混凝土的CO2扩散系数与粉煤灰掺量成二次函数关系,粉煤灰掺量30%左右最佳.混凝土的CO2扩散系数随养护龄期的增加而降低,随荷载率的增加而增加.其关系分别符合指数关系和乘幂关系.使用多因素碳化寿命预测模型对大桥的箱梁和索塔进行预测,箱梁的运营寿命为211年,索塔为167年.增加养护龄期或提高保护层厚度是提高大掺量粉煤灰结构混凝土寿命的重要途径.     

垃圾焚烧炉内传热计算方法

考虑到垃圾作为燃料具有水分高、热值不稳定等特点 ,给出了层燃和流化床燃烧方式垃圾焚烧炉的炉内传热计算。将层燃炉炉膛分为燃烧室和燃尽室 ,分别给出了燃烧室和燃尽室辐射换热的计算方法 ,对高水分烟气的对流换热计算及黑度计算推荐了修正方法。循环流化床锅炉炉膛内分为密相区和稀相区 ,针对各区受热面布置特点 ,总结了相应计算方法。该方法已经应用于垃圾处理能力为 15 0 t/ d循环流化床垃圾焚烧炉以及 5 0 ,10 0 ,30 0 ,80 0 kg/ h的系列层燃垃圾焚烧炉的工程设计中。     

垃圾洁净燃烧炉内垃圾团非稳态传热特性分析

考虑垃圾洁净燃烧炉内高温烟气对流及辐射换热，应用有效导热系数法，对不同形状（球体、圆柱体、立方体）不同特征尺寸具有多孔介质特性的垃圾团块非稳态传热特性进行了数值模拟，结果表明：垃圾团块中心温度稳态值大小与换热边界流体温度大小密切相关，且高温流体换热表面越多，团块内部稳态温度值越大，垃圾团块的形状对其在垃圾洁净燃烧炉内加热升温特性影响较大，在相同特征尺寸（L=V/F）下，球形体垃圾团块升温速度最快，柱形体次之，方形体最小；随着垃圾团块特征尺寸增加，垃圾团块中心单元温度达到稳定的时间明显增长，特别是特征尺寸大于10时，稳定时间增加幅度较大，且特征尺寸越大，稳定时温度越小，越不利于垃圾的挥发份析出，不利于垃圾燃尽。