粉煤灰熔融固化利用探索性研究

我国每年都有大量的粉煤灰因无法得到有效利用而堆积在灰场,在占用大量土地的同时,扬尘、重金属浸出等现象严重污染空气、土壤及地下水。为解决上述问题,尝试采用熔融固化技术对粉煤灰进行处置。实验研究了粉煤灰的熔融固化特性、熔渣的利用以及设计了以煤为燃料的粉煤灰熔融联合余热发电系统。实验结果表明,熔融固化技术可以实现粉煤灰减量化、无害化处理以及熔渣的资源化利用。Aspen模拟结果表明余热发电能够有效地降低粉煤灰熔融处置的成本,熔融固化技术是粉煤灰处置的有效途径之一。     

发酵过程中比生长率的在线估计

提出了一种基于在线可测的二氧化碳释放率的需氧发酵过程中比生长率的在线估计方法,并且采用优化的方法进行模型中重要参数的选择.由于二氧化碳释放率容易检测,所以这种估计方法非常容易实现.在诺西肽发酵过程的应用中,利用所提出的方法得到比生长率,进而计算生物量,得出的估计值与实验值吻合得很好,表明了该估计方法的可靠性与实用性.     

煤灰中高岭石熔融性的密度泛函理论研究

选出两种复盐,熔融温度高的高岭石和熔融温度低的含钾高的微斜长石.以第一性原理的密度泛函理论(DFT)和量子化学从头算法为理论基础,结合PW 91算法和广义梯度近似(GGA),对煤灰中高岭石和微斜长石的反应活性进行计算,然后分析它们的最高能量占据轨道(HOMO)、最低空轨道(LUMO)、态密度和Milliken布局数.计算结果表明:高岭石轨道的能级差ΔE较大、化学活性低,高温脱水后生成莫来石,莫来石的结构比较稳定;高岭石脱水后易和电子接受体反应,不易和电子给予体反应,K~+作为电子接受体进入高岭石晶格变成微斜长石,煤灰熔融温度降低.     

三乙醇胺与硫酸钠复合对粉煤灰-水泥体系性能与结构的影响

探讨三乙醇胺与硫酸钠复合对粉煤灰-水泥体系的抗压强度、凝结时间等性能与结构的影响.结果表明:将适量的硫酸钠与三乙醇胺复合掺入可以不同程度地提高粉煤灰-水泥早期与后期的抗压强度、缩短凝结时间,其水化产物中C-S-H凝胶与钙矾石晶体含量较多;粉煤灰-水泥早期与后期的抗压强度随着粉磨时间的增加均有所增加但增幅下降,其凝结时间随着粉磨时间的增加有所缩短;复合掺入后早期与后期的抗压强度均高于单掺,而其凝结时间短于单掺;当复合掺入量为三乙醇胺0.03%、硫酸钠2%、粉磨时间为15min时,粉煤灰-水泥早期与后期的抗压强度均为最高.     

利用粉煤灰和酸性含铝废水制备聚合氯化铝

为解决聚合氯化铝(PAC)生产过程中铝矾土价格上涨带来的成本增加的问题,提出了一种工业化生产PAC的方法,即采用粉煤灰部分代替铝矾土,使用酸溶法提铝,并加入助溶剂NaCl.其最佳工艺条件为:固液比1:3(质量/体积),盐酸浓度20％,加热酸溶时间3h,助溶剂NaCl的加入量为固体质量的5％,粉煤灰替代率为20％.由此生产所得液体PAC产品的氧化铝含量约9％,pH 3.5 ～3.9,密度约1.2 g/cm3,盐基度约95％,均符合国家标准.此法工艺简单,节约生产成本且可实现活性白土生产过程中产生的酸性含铝废水的再利用.     

烘焙脱氧预处理对生物质秸秆燃料品质的影响

生物质原料氧含量高、亲水性强、能量密度低、研磨难度大等缺点限制了其高质化利用。以玉米秆为原料,采用小型烘焙脱氧预处理装置研究了烘焙温度对玉米秆燃料品质的影响。结果表明,适度的热处理能够破坏玉米秆的纤维结构,提高玉米秆的可磨性能,增强了玉米秆的疏水性。烘焙固体产物含氧官能团数量减少,氧含量大幅降低,碳含量和热值逐渐升高;烘焙后质量产率和能量产率均有所降低,但能量产率高于质量产率。     

生物质热解过程两种动力学分析方法的比较

利用Coats-Redfern法和Starink等转化率法对松球和玉米芯两种生物质的热解过程进行动力学分析.Coats-Redfern法需事先假设或筛选动力学模型,采用Malek法对动力学模型进行了筛选,松球、玉米芯热解过程分别符合D3,R2模型.Starink等转化率法不需模型假设即可进行动力学求解,求得的活化能比由Coats-Redfern法求得的活化能高.由Starink等转化率法求得玉米芯的活化能在整个热解过程中变化较小,可以用单一机理函数描述,而松球的活化能在整个热解过程中变化较大,不可以用单一机理函数描述.     

Ethanol production from corn stover pretreated by electrolyzed water and a two-step pretreatment method

Pretreatment is one of the most important unit operations for ethanol production from biomass feedstocks.In this study,corn stover was used as a feedstock to examine the effectiveness of two pretreatments:electrolyzed water pretreatment and a two-step pretreatment.Electrolyzed water was employed as a catalyst to conduct one-step pretreatment of corn stover at three temperatures(165,180 and 195°C) and three treatment times(10,20 and 30 min).During the two-step pretreatment process,an organic alkaline solution of 1%(w/w) NaOH in 70%(w/w) ethanol was used for lignin removal in the first step,followed by a second step using hot water.No furfural or 5-hydroxymethyl furfural was detected in the hydrolysates from both pretreatment methods when the detection limit of the HPLC was 0.2 g/L.The highest glucan conversion yields were 83% obtained at 195°C for 30 min with acidic electrolyzed water and 83% by the two-step process,where the second step of the pretreatment was at 135°C for 30 min.The hydrolyzates from the two pretreatment methods showed good performance in Saccharomyces cerevisiae fermentation tests.The two new methods may provide promising alternatives for the pretreatment of biomass for ethanol production.     

高温养护对玻璃粉复合胶凝材料性能的影响

为了研究养护温度对废弃玻璃粉胶凝性能的影响,将废弃玻璃粉取代0、10%、30%、50%的水泥制备复合砂浆;并分别置于常温水域及75℃恒温水域中养护3 d、7 d、28 d、90 d。测试不同龄期的强度。运用活性因子法判别玻璃粉在复合体系中的贡献程度。采用扫描电子显微镜(SEM)分析复合浆体的微观结构。结果表明:高温养护可以促进复合材料水化反应,提高试块的早期强度;但不利于后期强度的发展,在7 d龄期时玻璃粉的贡献度最大。常温养护时,试块早期强度增长较慢,后期强度大幅提升,玻璃粉的活性因子随着龄期的增长而变大。     

超细粉煤灰混凝土长期力学性能试验研究

随着当前建设环保节约型社会的需要,急需发展绿色混凝土材料,延长建筑结构的耐久性。通过试验的方法,设计了三种不同强度标号的混凝土,对比研究不同掺量的超细粉煤灰,在28天、60天及90天的较长龄期下,其抗压、抗拉及抗折强度的变化规律,结果表明:最佳掺量为20%,其抗压、抗拉及抗折强度,在90 d时比28 d基准强度提高约16.5%、16.8%和15.2%,相比于普通混凝土本身增长幅度的10.6%、5.5%及8.1%,提高5%~10%左右,说明超细粉煤灰混凝土在经历长时间的养护后,水化反应愈加充分,对强度仍有较大的提升,既能满足正常使用的要求,又能够有效节约水泥,提高材料的耐久性,具有推广和应用价值。