高硫铝土矿氧化焙烧脱硫研究

针对一水硬铝石高硫型铝土矿,以河南2种地方矿石为原料进行焙烧除硫的研究,并通过对焙烧矿的物相分析进行理论上的探讨。在此基础上,对焙烧矿和原矿的高压溶出进行比较试验,研究溶出液中S2-含量的变化以及焙烧过程对溶出性能的影响。结果表明:硫的物相不同,其硫的脱除率不同;矿石经焙烧后,铝土矿中的黄铁矿FeS2的特征衍射峰消失,而出现了Fe2O3的衍射峰;同时,原矿的一水硬铝石β-AlOOH的衍射峰也消失,而产生了α-Al2O3的衍射峰;原矿经焙烧后溶出液中S2-的质量浓度显著降低,溶出性能更好;对于以黄铁矿为硫的主要物相的河南A矿,在600℃、焙烧60min后,与原矿同时在240℃、焙烧60min进行溶出试验,焙烧矿溶出液中S2-的质量浓度由原矿的1.78g/L下降到0.15g/L,同时,矿石的溶出率由85.27%提高到91.26%。     

高硫铝土矿脱硫研究现状与进展

简要介绍了浮选法脱硫、使用添加剂湿法脱硫、焙烧预处理铝土矿脱硫以及添加还原剂烧制熟料脱硫等几种脱硫技术,并对各种方法做了简单的分析,最后提出了流态化焙烧预处理高硫铝土矿脱硫的新工艺。     

高硫铝土矿氧化焙烧脱硫的节能条件优化

氧化焙烧法处理高硫铝土矿,具有操作简便、能够同时去除矿石中有机物的优点,但仍存在着能耗高以及一水硬铝石脱水造成氧化铝溶出困难等问题.本研究基于黄铁矿和一水硬铝石的热分析和恒温焙烧实验结果,发现黄铁矿脱硫与一水硬铝石脱水反应起始温度接近,但脱硫反应速率慢而脱水反应速率快,从而提出通过降低焙烧反应温度、延长反应时间来提高脱硫率、抑制脱水率的处理工艺.通过模拟样品和实际样品的焙烧条件优化实验,确定硫含量为3.8%的铝土矿最佳脱硫处理条件为:空气气氛下,焙烧温度460~470℃,焙烧时间15~20min,处理后铝土矿含硫量低于0.5%,符合拜耳法氧化铝生产工艺的要求.     

高硫硅锰合金脱硫研究

针对高硫硅锰合金,采用高温硅钼炉、XRD以及常规化学分析法,研究了CaO-BaO-MgO-SiO2-CaF2五元脱硫渣系中MgO,CaO,BaO对脱硫效果的影响.研究结果表明:随着BaO与CaO质量比的增加,脱硫率先升高后降低.当MgO的质量分数为8%,CaF2的质量分数为10%,BaO与CaO的质量比为09143时,脱硫率达到944%;当MgO的质量分数为12%,CaF2的质量分数为14%,BaO与CaO的质量比为07879时,脱硫率达到954%.当CaO的质量分数为35%,BaO的质量分数为32%时,随着MgO质量分数的增加脱硫率先升高后降低,MgO的质量分数为8%时,渣的脱硫能力最高.     

高硫铝土矿微波焙烧预处理

为了解决高硫铝土矿马弗炉焙烧脱硫效率不高问题,采用微波加热方式对高硫铝土矿进行焙烧,考察了焙烧温度和焙烧时间对矿物中硫含量的影响。用XRD技术对焙烧矿物晶型结构进行了分析,结果表明,微波焙烧温度400℃、焙烧时间2min时,焙烧矿中硫元素含量已低于0.7%;微波焙烧温度550℃、焙烧时间10min时,焙烧矿中硫元素含量为0.23%。微波使黄铁矿分离出S2-,并促使S2-向表面扩散与氧反应生成SO2气体,加速硫的逸出,提高了脱硫效率。     

添加剂对石灰含硼高硅高硫铁水脱硫的影响

采用喷吹方法,研究了添加剂对活性石灰脱硫的影响.结果表明,当铁水中添加0.1%Al,活性石灰用量仅为13 kg/t时,即可使硫质量分数从0.1%降至0.005%;铁水中添加Al后石灰界面反应层主要由铝酸钙、铁酸钙及硫化钙组成,在1 400℃实验温度下为熔融态,有利于硫的扩散;当活性石灰中添加25%CaCO3,3%CaF2粉,石灰用量为15 kg/t时,也能使硫质量分数从0.1%降至0.01%以下;含硼铁水温度高是采用活性石灰脱硫的有利条件.     

西山高硫煤中硫的分布与脱硫的可能途径

根据对西山高硫煤的硫含量及分布的初步分析，研究了多种脱硫方法的可行性。由于西山高硫煤的个体特性，单纯用常规洗选、加固硫剂难以使硫含量满足客户要求，使用各种方法综合脱硫可以大大降低其硫含量。     

活化剂添加量对石油焦基活性炭电极材料电化学性能的影响

以高硫石油焦为原料,采用KOH为活化剂,在800℃条件下通过改变料剂比制备石油焦基电化学电容器的电极材料。通过XRD表征活性炭的结构,采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等表征材料的电化学性能,主要考察活化剂KOH的添加量对电化学性能的影响。实验结果表明,当KOH添加量为高硫石油焦质量的3.5倍时,制备的活性炭电化学性能最优,电流密度为1 A/g时,比电容达到191.45 F/g,电流密度扩大6倍后,容量保持率仍达到82.16%,该材料的内阻仅为0.3 Ω,能承受高功率放电。经过2 000次循环后,比电容依然达到191.13 F/g,库伦效率高达99.88%。     

脱硫再生及硫回收系统的技术改造

介绍了脱硫再生及硫回收系统改造情况,阐述了脱硫剂的选择和再生槽、喷射器、熔硫釜、放硫阀的优化设计。     

一株硫细菌的生长及脱硫特性研究

从驻马店化工厂分离得到一株硫细菌S0.研究其生长特征,测定了不同温度和pH下S0生长曲线,并研究了此菌株的氧化性以及脱硫能力.结果表明,硫细菌S0的最适生长温度为25℃,最适pH值为8.0.当硫细菌S0的浓度为12×108 cfu/mL,有较强的氧化性,对硫的去除率可达93.5%.     

以石油焦和高温煤沥青制备各向同性石墨材料的研究

以煅后石油焦为骨科,高温煤沥青为黏结剂,采用冷混捏球磨,经过冷等静压工艺在不同压力下制得各向同性石墨材料,并对不同成型压力下制备所得材料的微观结构和物理性能进行分析.结果表明,当骨料颗粒平均尺寸d50约为21 μm,黏结剂含量为33％时,其适宜的成型压力为80～100 MPa;在不同的成型压力下制备各向同性石墨材料,应采用不同的焙烧和石墨化升温曲线;提高成型压力、减少骨料石油焦中大尺寸片状结构颗粒的数量及增强骨料和黏结剂混捏的均匀性,均有利于提高所制备各向同性石墨材料的物理性能;采用高温煤沥青作为黏结剂,有利于提高各向同性石墨材料的导热率和电学性能.     

石油焦粒度对煅后焦质量的影响

针对工业生产中铝电解炭阳极对煅后焦质量的要求,就石油焦粒度的大小对煅后焦质量的影响进行了研究。研究表明:粒度≤3.15mm的石油焦可提高实收率;显著提高其在空气中的反应性,从0.92%/min下降到0.61%/min;可提高其在CO2中的反应残余率达85.74%。     

石油焦灰分中金属含量的测定

首次采用等离子体发射光谱仪对石油焦中的多种金属元素进行测定，说明了石油焦灰分的主要来源，方法准确可靠，具有实际应用价值。     

石油焦预氧化及多孔碳的制备

以石油焦和含油污泥为原料,在活化剂的作用下共同热解制备多孔活性炭材料。将得到的多孔碳进行碘吸附值、苯吸附值、BET等测定,确定多孔碳的比表面积及孔结构。研究硝酸预处理石油焦对多孔碳性能的影响以及微波功率和微波辐照时间对多孔碳的影响。结果表明:经硝酸氧化处理所得的活性炭吸附性能明显提高;微波功率越高对物料的活化作用越好,经微波活化的活性炭吸附性能越好;在微波功率800 W条件下,比表面积最大为1 396.91m2/g;微波加热时间约30 min可获得明显的催化效果。     

Kinetics of petroleum coke/biomass blends during co-gasification

The co-gasification behavior and synergistic effect of petroleum coke, biomass, and their blends were studied by thermogravimetric analysis under CO₂ atmosphere at different heating rates. The isoconversional method was used to calculate the activation energy. The results showed that the gasification process occurred in two stages: pyrolysis and char gasification. A synergistic effect was observed in the char gasification stage. This effect was caused by alkali and alkaline earth metals in the biomass ash. Kinetics analysis showed that the activation energy in the pyrolysis stage was less than that in the char gasification stage. In the char gasification stage, the activation energy was 129.1–177.8 kJ/mol for petroleum coke, whereas it was 120.3–150.5 kJ/mol for biomass. We also observed that the activation energy calculated by the Flynn–Wall–Ozawa (FWO) method were larger than those calculated by the Kissinger–Akahira–Sunosen (KAS) method. When the conversion was 1.0, the activation energy was 106.2 kJ/mol when calculated by the KAS method, whereas it was 120.3 kJ/mol when calculated by the FWO method.     

钢包炉废渣水热浸出去硫反应机理研究

采用水热法对钢包炉废渣中硫进行浸出去除,并分析其浸出机理和热力学影响因素.钢包炉废渣中的硫在水热浸出处理过程中是以S2-形式进入浸出液中,与水离解出的H+结合先形成HS-,而后进一步形成H2S,最终达到将废渣中硫浸出去除的目的.废渣中硫的水热浸出过程为吸热反应,ΔrHθ=29 570 J/mol,标态下温度T>450 K时,反应能自发进行,提高温度有利于硫的浸出.影响浸出过程的热力学因素有温度和硫化氢分压.T<850 K时,硫的浸出主要受温度的影响;T>850 K时,硫的浸出主要受硫化氢分压的影响.本实验温度条件下,温度为浸出过程的主要热力学影响因素.     

活性焦脱烟气SO2过程的流场模拟

活性焦烟气脱硫技术是采用多孔活性焦,通过吸附作用对烟气中的SO2进行脱除.为了解操作参数与结构参数对吸附脱硫塔效率的影响,使用数值模拟的方法对活性焦烟气脱硫装置内部流场进行分析.结果表明:入口结构对进气分布影响很大,在较合适的入口速度10～14 m/s范围内,脱硫效率为89.6％～ 92.3％;而进气分布的均匀性、吸附温度及水蒸气含量等操作参数的准确选择是保证脱硫效率的关键.     

微生物浮选法脱除煤中硫的研究

煤炭的微生物脱硫技术优点很多,如成本较低、能耗较低、脱硫的过程相对简单,反应条件也比较温和、对环境无破坏作用等。本文是利用微生物混合菌群对煤炭进行脱硫工作,探究各种因素对脱硫效果的影响,寻求最佳的实验条件。菌种是从阜新海州矿附近土壤中筛出的硫杆菌,将此菌与浮选技术相结合,对重庆市松藻煤矿的高硫煤进行脱硫研究。在实验中,分别研究了菌液浓度、菌液浸泡时间以及煤样质量对于煤样脱硫和脱灰效果的影响。实验结果表明:煤炭质量在80 g,菌液加入量在150 m L,菌液浸泡时间在60 min时,脱硫效果最佳,全硫脱除率为46.12%。     

KOH活化石油焦制备工艺对活性炭吸附性能的影响

以固-固混合方式,用KOH活化石油焦制备了高比表面积活性炭,研究了活化温度、碱炭比、原料粒度、活化时间、预处理温度及氮气流速等因素对活性炭的碘值和亚甲基蓝吸附值的影响,并用液氮吸附法分析了高比表面积活性炭的孔隙结构.结果表明:活化温度、碱炭比、原料粒度、活化时间,以及中间处理温度和氮气流速对活性炭的碘值和亚甲基蓝吸附值均有明显的影响;在一定的条件下,可制备出比表面积大于3000m2/g、比孔容积达1.80cm3/g、碘吸附值为2714mg/g、亚甲基蓝吸附值为510mg/g的活性炭.活性炭的吸附特性可以通过石油焦原料的改性和各种工艺条件的优化进行调控.     

石油焦燃烧过程中孔隙结构变化实验研究

应用氮气等温吸附/脱附法分析了2种石油焦在燃烧过程中孔隙结构的变化.采用BET法和t法测定不同燃尽率的石油焦的比表面积和孔容积,并用FHH模型求得各样品的表面分形维数.实验结果表明:石油焦的孔隙结构在燃烧过程中变得发达,比表面积和孔容积较原样明显增大且变化基本趋势一致;石油焦的燃烧具有分形动力学的行为特征,且表面分形维数的变化趋势和比表面积和孔容积不同.燃烧时分形维数接近3,表明石油焦的燃烧反应在空间网格结构的内、外部同时发生.