Fe2O3 和MnO2对淮北矿区高灰分煤燃烧特性

通过热重分析法研究了Fe2 O3和M nO2对高灰分煤燃烧性能与动力学特性的影响,结果表明Fe2 O3和M nO2能提高煤粉的着火和燃尽指数;利用Coats‐Redfern积分法对试样燃烧过程进行动力学分析,发现 Fe2 O3和M nO2均可降低煤粉燃烧反应的活化能;燃烧灰渣SEM图表明Fe2 O3和M nO2可以改变煤燃烧的反应历程,使燃烧更充分。     

流化床O_2/CO_2气氛对烟煤焦反应速率的影响研究

流化床O_2/CO_2燃烧是实现煤炭清洁利用及近零碳排放的有效技术之一.为进一步探究工业流化床O_2/CO_2燃烧条件下的煤颗粒燃烧机制,本研究在小型流化床试验台上,通过在线测量流化床出口烟气中O_2和CO的浓度,深入考察了O_2/CO_2取代O_2/N2后,不同的床层温度(800~900℃)、O_2浓度(4%~10%)及颗粒粒径(2~8 mm)下的烟煤焦燃烧特性.实验结果表明:O_2/CO_2气氛下,煤焦反应速率随床层温度的升高、O_2浓度的升高和颗粒粒径的降低而增加;煤焦燃烧反应由O_2扩散控制,气化反应由反应动力学控制;相较于O_2/N2气氛,低床温下,O_2/CO_2气氛下的O_2扩散速率降低是煤焦反应速率改变的主要原因;高床温下,除O_2/CO_2气氛下O_2的扩散速率降低外,煤焦气化反应对煤焦反应速率的影响同样不可忽略.     

低碳经济下电厂O2/CO2煤粉燃烧技术的应用

电厂O_2/CO_2煤粉燃烧技术是一种新型的煤粉燃烧技术,它采用纯氧和再循环烟气代替空气组织煤粉的燃烧,也被称作富氧燃烧技术或氧气/烟气再循环技术。本文介绍了O_2/CO_2燃烧技术国内外发展现状;阐述了电厂O_2/CO_2煤粉燃烧技术的特点,并以某电厂600MW亚临界四角切圆一次中间再热控制循环汽包炉对其特点进行了计算分析。研究表明:电厂O_2/CO_2煤粉燃烧技术是一种经济、高效、节能、环保的燃烧技术,正处于试验研究阶段。在低碳经济下,电厂O_2/CO_2煤粉燃烧技术的应用有利于推进国家节能减排目标的实现,符合建设资源节约型、环境友好型社会的要求。     

O_2/CO_2和O_2/N_2气氛下煤粉燃烧的着火性能和NO_x排放特性

采用Fluent软件模拟煤粉在O_2/CO_2、O_2/N_2气氛下的燃烧情况,对比2种气氛下煤粉的着火性能及NO_x的排放特性,并模拟O_2/CO_2气氛下氧气含量对不同粒径(18,79μm)煤粉燃烧情况的影响,重点研究煤粉燃烧的着火距离。结果表明:氧气含量相同时,与O_2/N_2气氛相比,O_2/CO_2气氛下18μm煤粉(超细煤粉)的着火距离较大,79μm煤粉的着火距离较小;在O_2/CO_2气氛下,随着氧气含量的增加,2种粒径的煤粉着火距离都减小,且当氧气含量较低时,着火距离随氧气含量变化较大,NO的析出及其峰值位置提前。     

Fe_3O_4@SiO_2-CS的制备及其对水体中Pb(Ⅱ)的吸附性能

利用正硅酸乙酯(TEOS)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对Fe_3O_4磁性纳米粒子进行改性,合成Fe_3O_4@SiO_2-NH_2,再以戊二醛为交联剂接枝壳聚糖制备Fe_3O_4@SiO_2-CS。利用XRD、红外光谱(FⅡR)、透射电镜(TEM)对Fe_3O_4@SiO_2-CS进行表征。考察温度、时间、Pb(Ⅱ)初始浓度和pH值等不同因素的影响下,Fe_3O_4@SiO_2-CS对Pb(Ⅱ)的吸附机理及其再生性能。研究表明,Fe_3O_4@SiO_2-CS对Pb(Ⅱ)的吸附动力学过程符合Lagergren准二级动力学方程,属于化学吸附;同时,此吸附过程符合Langmuir等温吸附模型的条件,属单分子层吸附。此反应过程为吸热反应,升温有利于吸附持续进行。     

基于煤粉活化能及着火温度对燃烧调整的指导

通过TG-DSC实验,对三种不同煤阶的煤粉在不同升温速率条件下的燃烧反应动力学及着火特性进行了研究。在相同的外部条件下,电厂贫煤的活化能最大,电厂烟煤次之,电厂褐煤最小,与煤阶成对应关系;对于同一种煤粉,随着升温速率的提高,煤粉燃烧活化能逐渐变小。在相同的外部条件下,煤粉的煤阶越高,煤粉的着火温度越高;煤粉的着火温度随着升温速率的增高而增高,且上升趋势逐渐平缓,认为煤粉的燃烧存在一个临界升温速率,即在临界升温速率以上,煤粉的着火温度将不再发生变化。并对电厂锅炉在变换负荷和变换煤种的情况下进行燃烧分析,给出燃烧调整的相应理论指导。     

O_2/CO_2气氛下煤粉粒径分布对火焰传播的影响

采用高速摄像仪记录O_2/CO_2气氛下煤粉颗粒群在石英长管内着火及火焰传播的过程,分析粒径为16,82μm煤粉按一定比例混合,在不同氧浓度的O_2/CO_2气氛及空气中着火及火焰传播特性。结果表明:粒径分布对煤粉颗粒群着火和火焰传播有很大影响,小粒径煤粉着火快,火焰长度长;小粒径煤粉与大粒径煤粉混合燃烧可以缩短煤粉着火时间,提高火焰传播速度;氧浓度提高,火焰燃烧区间增加,小粒径煤粉比例越高,氧浓度对燃烧火焰传播速度的影响越明显。     

Fe2O3/CAC低温脱硝实验研究

采用浸渍法对焦炭负载Fe_2O_3,并对负载改性的活性焦进行柱状成型,研究不同负载量的Fe_2O_3/CAC(columnar activated coke,CAC)低温脱硝性能。结果表明:Fe_2O_3/CAC脱硝效率最佳时Fe的质量分数为6%,特别在140℃时其脱硝效率达75.6%;改变SO2含量,Fe_2O_3/CAC的脱硫效率基本稳定在90%,脱硝效率最低维持在59.2%;同时引入SO2和H2O对Fe_2O_3/CAC的脱硫脱硝效率影响较大,SO_2和H_2O的体积分数分别为0.04%和9.5%时,其脱硫脱硝效率分别稳定在60%和40%;最佳负载量下,Fe_2O_3/CAC的吸附-脱附曲线属于H4滞后环的Ⅱ型等温线;Fe_2O_3/CAC中氧化物SiO_2与Fe_2O_3含量较高,Fe主要以γ-Fe_2O_3形式存在,有利于提高Fe_2O_3/CAC的低温脱硝性能;不同负载量的柱状Fe_2O_3/CAC落下强度均在50%左右。     

聚乙烯亚胺改性磁性吸附剂对水中腐殖酸的吸附

制备了聚乙烯亚胺改性磁性吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2-PEI),并将其用于吸附去除水中腐殖酸.通过TEM、XRD、VSM和FTIR等表征了Fe_3O_4@SiO_2-PEI的结构和表面特性,表征结果表明,聚乙烯亚胺成功的反应到磁性Fe_3O_4@SiO_2表面,并具有较好的超顺磁性.Fe_3O_4@SiO_2-PEI对水中HA具有良好的吸附性能,吸附量为57.26mg/g,吸附动力学可以很好的用拟二级动力学描述,随着pH的升高吸附量减小,阳离子对吸附有促进作用,不同离子的影响大小顺序为Ca2+Na+≧K+.     

磁响应氧化石墨烯纳米材料的合成与表征

通过改进的Hummers法和超声共沉淀法分别制备了氧化石墨烯(GO)和Fe_3O_4纳米粒子,经过羟基化、氨基化对Fe_3O_4纳米粒子进行改性,最后通过酰胺反应使GO和Fe_3O_4-NH_2纳米粒子发生反应得到磁性氧化石墨烯纳米材料(MGO)。研究了Fe_3O_4纳米粒子超声共沉淀温度和Fe_3O_4-OH羟基化水解时间对制备的磁性粒子的影响。结果表明:当反应温度为30℃时制备出的Fe_3O_4纳米粒子粒径较小,为7～13 nm,形状规则性更好;当水解时间为6 h时,在Fe_3O_4粒子表面包覆SiO_2同时羟基化,结果显示具有更好的包覆完整度及合适的包覆层厚度;在活化剂EDC和NHS存在的条件下,氧化石墨烯和改性后的Fe_3O_4纳米粒子发生酰胺反应,成功制备出MGO。     

Fe_3O_4纳米吸附剂的制备及其去除水中Cr(Ⅵ)的吸附机理研究

以FeCl_3·6H_2O和醋酸钠为原料,采用水热法制备Fe_3O_4纳米吸附剂,将其用于水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附去除。纳米Fe_3O_4可有效去除Cr(Ⅵ),反应2h后就达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为60.85mg·g~(-1)。对其吸附机理研究表明:Cr(Ⅵ)在Fe_3O_4表面的吸附符合Freundlich等温线模型,吸附活化能为43.73kJ·mol~(-1),表明为化学吸附,其吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散3个阶段,其动力学符合准二级反应动力学。利用Fe_3O_4纳米粒子吸附除去水中重金属离子在实际工业中是一种行之有效的方法。     

煤粉粒度对元宝山褐煤燃烧特性的影响

为了给实际工程应用中煤粉粒度的确定提供参考,采用热重分析的方法,研究煤粉粒度对元宝山褐煤燃烧特性的影响.对燃烧热重曲线特征参数分析表明,粒度减小,煤粉着火提前、燃尽时间缩短;粒度减小,可燃指数C和综合燃烧指数S增加,表明煤粉燃烧性能得到改善;用Coats-Redfern方法求解燃烧反应的动力学参数,燃烧反应动力学分析表明,元宝山褐煤的热天平燃烧反应为一级反应;在最大燃烧速度对应温度前后燃烧过程分成两个阶段;粒度减小,各段燃烧反应的表观活化能和质量平均表观活化能均降低.减小煤粉粒度对改善煤粉燃烧性能是有利的.     

锰铁合金预脱硅的实验研究

在1673K下,应用Fe_2O_3-MnO_2熔剂对高炉锰铁熔体进行了预脱硅的实验研究。研究了Fe_2O_3与MnO_2的配比和添加CaO对脱硅保锰的影响。结果表明:当熔剂用量为合金量的5％时,可获得70％的脱硅率,并对锰的氧化有所抑制。分析了脱硅保锰的热力学条件和工艺条件。     

MnZn铁氧体粉体的燃烧合成

采用燃烧合成法制备了Mn_χZn_(1-χ)Fe_2O_4(0<χ<1)。研究了Mn_χZn_(1-χ)Fe_2O_4粉体燃烧合成温度、燃烧模式和氧气压力之间的相互关系,讨论了Mn_χZn_(1-χ)Fe_2O_4形成机制,并通过SEM、XRD分析测试手段对产物的形貌、结构及物相进行了分析。结果表明:氧压力较低时燃烧以连续方式进行,压力较高时燃烧为分层燃烧;燃烧合成产物均为尖晶石相,且Mn含量越高,物相组成越复杂;空气中1000℃热处理2h,产物由多种尖晶石相转变为单一尖晶石相和α-Fe_2O_3相。     

Fe3O4@MSCe/H2O2多相芬顿体系的分解性能及放热规律研究

以5～8 mm粒径半焦为载体,制备了半焦负载Fe_3O_4复合材料(Fe_3O_4@MSCe),采用SEM、XPS、XRD和FTIR对样品的物化性质和价键结构进行了表征,并研究了Fe_3O_4@MSCe/H_2O_2多相Fenton体系的分解性能和放热规律.结果表明:Fe_3O_4@MSCe保留了半焦的多孔形态,Fe_3O_4均匀且牢固地负载于半焦颗粒表面;在pH=7.8～11.2碱性条件下,均保持了较好的分解活性;在[H_2O_2]=0.25 mol/L、Fe_3O_4@MSCe投加量为533g·L~(-1)、pH=7.8、T_0=30℃反应条件下,300 mL浓度为0.04 mol·L~(-1)的邻苯二胺溶液的分解率为90.9%,溶液温度升高数值为7.1℃,表现出较好的分解性能和放热特性,为解决现有芬顿技术存在的问题和污水处理的能源化利用提供了技术支撑.     

BaO-6Fe_2O_3磁粉含量对丁腈橡胶物理性能的影响

磁粉质量分数在20%以下的BaO-6Fe_2O_3磁性丁腈橡胶具有实际应用价值。以丁腈橡胶为基质,按照1%的BaO-6Fe_2O_3磁粉质量分数添加组分,从10%的BaO-6Fe_2O_3初始磁粉质量分数制备出8种不同的BaO-6Fe_2O_3磁性丁腈橡胶。通过MC010-TH200橡胶硬度计与MN-2000自动门尼粘度计对其邵尔A硬度和门尼粘度进行测量,再利用DXLL-10000电子拉力试验机对其300%定伸应力及拉伸强度进行测定,最后利用SEM显微镜对实验后的微观结构进行观察。测定结果表明:随着BaO-6Fe_2O_3磁粉质量分数的增加,BaO-6Fe_2O_3磁性丁腈橡胶的绍尔A硬度先减小后增大,BaO-6Fe_2O_3磁粉质量分数为13%时达到最小值54HB;门尼粘度先以一定的比例线性增加,接着以较小的斜率缓慢增加,最后趋于稳定,在BaO-6Fe_2O_3磁粉质量分数为14%时达到最大值76;而BaO-6Fe_2O_3磁性丁腈橡胶的拉伸强度和300%定伸应力都呈现出先增加后下降的趋势,BaO-6Fe_2O_3磁粉质量分数为13%时300%定伸应力和拉伸强度出现极大值分别为6.6 MPa和25 MPa。     

PPy含量对Fe_2O_3/PPy锂离子电池负极材料性能的影响

为研究聚吡咯(PPy)含量对Fe_2O_3/PPy负极材料电化学性能的影响,以FeCl_2·4H_2O为Fe源,采用水热法合成Fe_2O_3纳米片,用原位聚合法合成不同PPy含量的Fe_2O_3/PPy复合材料,并通过X-射线衍射和扫描电子显微镜对合成的材料进行表征;将材料组装成扣式电池,采用恒流充放电、循环伏安法和交流阻抗测试进行电化学性能表征.结果表明:PPy的加入改善了Fe_2O_3的循环稳定性,其中PPy质量分数为5.0%的Fe_2O_3/5.0%PPy负极材料的循环性能最好,在200 mA/g的电流密度下,首次放电比容量为1 342.3 mA·h/g,首次库仑效率达到75.1%;经过100次循环,其放电比容量保持为487.4 mA·h/g,高于Fe_2O_3/2.5%PPy、Fe_2O_3/7.5%PPy和Fe_2O_3的放电比容量.     

Fe_3O_4@SiO_2@CPB磁性纳米粒子对刚果红的吸附研究

使用简单的合成方法,制备出Fe_3O_4@SiO_2@CPB磁性纳米粒子,通过透射电子显微镜进行结构表征.研究了刚果红初始浓度、反应温度和pH值对吸附效果的影响.研究结果表明,吸附剂对刚果红具有较好的吸附能力,吸附量随刚果红浓度增大和温度升高而增大,而pH对吸附量的影响不大.吸附动力学表明Fe_3O_4@SiO_2@CPB对刚果红的吸附过程更符合准二级反应模型.等温吸附线性拟合表明该吸附过程更符合Langmuir等温吸附,最大吸附容量为434.783 mg/g左右.     

BaO-6Fe_2O_3磁粉质量分数对丁腈橡胶磁学性能的影响

在BaO-6Fe_2O_3磁粉质量分数为10%~17%的区间,按照1%的BaO-6Fe_2O_3磁粉添加组分,制备了8种BaO-6Fe_2O_3磁性丁腈橡胶复合材料。利用U5-10型充磁机和PG-5型特斯拉计对8种BaO-6Fe_2O_3磁性丁腈橡胶材料进行磁学实验。实验结果表明:随着BaO-6Fe_2O_3磁粉质量分数的增加,BaO-6Fe_2O_3磁性丁腈橡胶的磁感应强度、磁学矫顽力、最大磁积能和剩磁先缓慢递增,接着再以较大的斜率增加。此外,磁性丁腈橡胶的磁感应强度在磁粉质量分数为12%时递增趋势变大;磁学矫顽力、最大磁积能和剩磁都在磁粉质量分数为12%时增大趋势突变变大。所以,随着BaO-6Fe_2O_3磁粉质量分数的提高,BaO-6Fe_2O_3磁性丁腈橡胶复合材料的磁学性能变化特异,表现出特异的磁学性能。     

纳米Fe_3O_4/超支化聚合物制备及性能

为了提高纳米Fe_3O_4的分散性,以马来酸酐改性超支化聚合物(简称超支化物)为模板,采用原位共沉淀法制备纳米Fe_3O_4/超支化物(Fe_3O_4/HB),并将Fe_3O_4/HB应用于催化双氧水降解染料。分析了铁盐比例(nFe2+∶nFe3+)、超支化物与FeCl2质量比(mHB∶mFeCl2)、吸附配位反应时间和共沉淀反应pH值对纳米Fe_3O_4粒径的影响,并对纳米Fe_3O_4/HB催化降解性能进行了测试。结果表明:纳米Fe_3O_4/HB制备的优化条件为:nFe2+∶nFe3+为1∶1.8,mHB∶mFeCl2为7.5∶1,吸附配位反应时间4h,共沉淀反应pH值为11,所得纳米Fe_3O_4平均粒径为116.3nm。Fe_3O_4/HB在中性条件下催化双氧水降解活性KN-G 60min,其降解率可达到99.8%。相比于无超支化物为模板制备的纳米Fe_3O_4,实验所得纳米Fe_3O_4粒径小,分散性和催化降解性能明显提高。