锌冶炼副产物制备硫化锌吸附剂脱除气态汞的研究

基于以废治废的理念，以锌冶炼过程中产生的高硫渣和次氧化锌为原料，通过高温硫化的方式制备金属硫化锌吸附剂，采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析(BET)等方法对不同焙烧温度和焙烧时间下制备的硫化锌吸附剂进行表征分析，并考察不同烟气温度和烟气成分对吸附剂脱汞性能的影响.实验结果表明：在焙烧温度和保温时间分别达到250℃和60 min后可实现硫化锌吸附剂的成功制备，且表面形成大量的介孔孔洞；制备的ZnS–250℃–90 min具有最佳的吸附性能，在烟气温度150℃以内，对气态单质汞(Hg⁰)的平均吸附效率在99%以上，且对烟气中的O₂、SO₂和H₂O具有较高的抗性；在模拟锌冶炼烟气成分和半穿透条件下，ZnS–250℃–90 min对Hg⁰的吸附容量可达3.04 mg·g^-1，优于常规金属硫化物吸附剂；硫化锌吸附剂表面的不饱和短链硫(Sx2-)为Hg⁰的关键活性位点，其可与烟气中的Hg     

层状锂铝氢氧化物吸附锂的性能试验研究

研究了采用喷雾干燥法和离子液体法制备不同形貌(球状和核壳状)γ-AlOOH前驱体，再采用机械化学法制备Li-Al层状吸附剂(吸附剂A,球状γ-AlOOH;吸附剂B,核壳状γ-AlOOH),借助XRD、SEM、FT-IR和N₂吸附—脱附技术对所制备吸附剂物相、结构、形貌等进行表征，考察了其对锂的吸附性能和机制。结果表明：吸附剂A和B的有效成分均为锂铝层状氢氧化物；不同形貌前驱体形成的吸附剂的层状结构不同；吸附剂A的比表面积大于吸附剂B;二者对锂的吸附过程均符合准二级动力学和Langmuir模型，最大吸附量分别为12.08 mg/g和9.89 mg/g,且吸附选择性较高。     

焙烧烟气净化——干法净化自动投料系统研究与实践

随着铝行业的高速发展,使生产染物的排放日趋严重,对环境造成了极大的污染。为此,国家对于铝工企业污染物排放的标准与要求也越来越高越来越严格。为了做好铝工业的节能、减排、降耗工作,焙烧烟气采用净化方法可以有效的吸收烟气中的颗粒物、沥青烟、氟化物、SO₂,同时提高焙烧烟气的净化效率。本文将首先介绍焙烧烟气净化方法中干法净化方法,并阐述电捕焦油器净化法与氧化铝吸附干法净化的结合使用方式,同时探讨焙烧烟气净化方法对于铝工业的重要性与意义。     

烧结烟气循环工艺含氧量控制及烟气成分变化研究

本文基于德龙钢铁公司230 m²烧结机配备的烟气循环系统,分析了烟气循环技术应用前后各风箱支管烟气中O₂体积分数以及CO、SO₂与NO_x质量浓度的差异,并对这4种烟气成分质量浓度变化的原因及可能对烧结矿产、质量产生的影响进行了分析。结果表明：烟气循环后,风箱支管烟气中O₂平均体积分数较常规烧结下降了13.26%,CO平均质量浓度较常规烧结上升了34.98%,烟气循环对SO₂和NO_x的减排效果明显,分别达到了33.5%和20.7%;在实际应用过程中,通过对循环烟气组分、温度等参数的协同控制,并利用混风装置,将取自不同风箱的循环烟气和环冷热烟气有效混匀,确保烧结机上部循环烟罩内含氧量稳定在18%以上,温度达到(235±25)℃范围。     

高硫烧结烟气超低排放工艺技术选择及应用

本文通过对烧结烟气脱硫脱硝技术用于高硫烟气(SO₂质量浓度高)条件实现超低排放的可行性进行分析，筛选出用于高硫烧结烟气脱硫脱硝超低排放技术：石灰石-石膏脱硫+SCR脱硝。结合高硫烧结烟气特点，提出了一种适合的技术路线：电除尘+石灰石-石膏脱硫+非湿电式深度净化+一级烟气补热+GGH+二级烟气补热+中温SCR脱硝。基于该技术路线的超低排放工艺在高硫烧结烟气治理上进行了应用，处理后烟气中颗粒物、SO₂、NO_x的质量浓度分别为7.01、8.25、35.31 mg/Nm³,能够连续稳定实现超低排放。     

yCu/TixSn1-xO2脱硝催化剂协同氧化CO的性能及反应机理

钢铁工业烧结过程产生的NO_x和CO会对环境造成极大威胁，针对这两种有害气体的同时去除技术具有良好的发展前景。本文制备一种yCu/Ti_xSn_1-xO₂催化剂，采用氨选择性催化还原NO_x技术(NH₃-SCR)协同治理CO,该催化剂对NO_x还原和CO氧化都具有较高活性；并通过XRD、XPS、Raman、NH₃-TPD、O₂-TPD、In-situ DRIFTs等表征方法深入探究NH₃-SCR协同氧化CO的反应机理。结果表明：催化剂表面的酸性位点先与NH₃结合形成活性物质，而后与硝酸盐反应，符合Eley-Rideal(E-R)机理；对于CO氧化反应，Cu能提供CO的吸附位点，并与催化剂表面的晶格氧反应生成CO₂,其中间产物为碳酸氢盐和碳酸盐，符合MvK机理的反应特征。该催化剂的研发对于烧结烟气超低排放具有重要的工业应用价值。     

粉煤灰盐酸法制备氧化铝对氟化氢气体吸附能力研究

本文基于目前工业上对含氟废气处理的方法-干法净化法,以某种国产拜耳法氧化铝和某种高铝粉煤灰盐酸法制备的氧化铝作为吸附剂,从预期的试验条件出发,自行设计、搭建、调试了一套静态吸附法试验装置,在实验室采用氟化氢体积浓度为5×10^-2%的混合气体,进行氧化铝的静态吸附试验。试验研究了吸附温度(25℃、80℃、95℃、110℃)和吸附时间(12 min、20 min、30 min、45 min、60 min)对2种氧化铝吸附氟化氢过程的影响。采用氟离子选择电极法测量吸附反应后载氟氧化铝中的氟含量,通过氧化铝的载氟量计算吸附过程的累计平均吸附效率。对某种粉煤灰氧化铝和某种国产拜耳法氧化铝的氟化氢吸附能力进行对比研究,不同温度下,2种氧化铝的载氟量随时间曲线呈现不同的规律。对于拜耳法氧化铝,在吸附前期110℃时,氧化铝对氟化氢的吸附速度快于其他反应温度,110℃时100 g Al₂O₃的饱和吸附量为3.06 g HF;对于粉煤灰酸法氧化铝,吸附前期95℃时的吸附速度最快,95℃时100 g Al₂O_3...     

气相多环芳烃的吸附净化技术研究进展

多环芳烃（PAHs）是近年来在大气污染问题中逐渐受到关注的一类污染物,不仅其自身严重威胁着人体健康,还可作为低挥发性物质促进二次颗粒物的生长.世界多国开始不断通过各种技术手段对废气中PAHs的排放进行控制,PHAs已成为大气环境领域共同关注的热点问题.吸附法是最具潜力且已被工业应用认可的一类PAHs控制净化关键技术,吸附剂对PAHs的吸、脱附性能是其中的关键.目前国内外学者无论是基于传统碳类吸附剂,还是新型的介孔吸附剂,都针对此类特殊低挥发性气体的吸附相平衡、动力学以及脱附特性做了相关研究,探悉了获取PAHs吸脱附最优平衡的关键因素以及最适吸附剂.本文针对这些结果及相关应用进行了综述,对比分析了介孔吸附剂较传统吸附剂在PAHs吸脱附特性上呈现的优势,旨在为PAHs及其他低挥发性气体吸附净化的相关工作提供有效参考.      

CeO_2修饰对分子筛吸附甲苯的影响

高标准排放法规要求汽车尾气净化催化剂在冷启动阶段对碳氢化合物(HC)进行吸附存储,在正常工作温度下脱附并催化净化。汽油车尾气中的HC主要成分为甲苯,因此选用了NaY、USY和ZSM-5分子筛,制备了CeO_2改性的不同分子筛材料;利用比表面分析仪(BET)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、热重分析仪(TG)、化学吸附仪和X射线衍射分析仪(XRD),表征分析了不同分子筛以及CeO_2改性后结构与酸碱性的变化对甲苯的吸附与脱附性能。结果表明,未改性前,USY分子筛对甲苯的吸附性能最佳,甲苯的饱和吸附量达到245.9mg/g,甲苯的脱附温度范围为290～360℃;CeO_2改性后分子筛的吸附量均有明显的提升,其中CeO_2/USY材料对甲苯的吸附量最佳,达到270mg/g,比未改性USY的提升了约10%。     

介孔SBA-15/SiO2气凝胶硅-硅复合材料的制备和性能

以有序介孔二氧化硅颗粒SBA-15为添加剂,利用酸碱两步法制备SBA-15/SiO₂气凝胶硅-硅复合材料.研究SBA-15添加量对气凝胶复合材料的形成过程和性能的影响,采用扫描电镜和氮气吸附-脱附对样品的结构进行表征,并测试其力学性能和热导率.结果表明:少量有序介孔二氧化硅材料SBA-15的加入能大大缩短二氧化硅气凝胶形成时间,提高气凝胶复合材料的力学性能,并保持较低的热导率,而材料的比表面积仅略有下降.      

HNO3和γ-Fe2O3改性椰壳活性炭吸附性能研究

为了提高活性炭的吸附性能,对市售椰壳活性炭进行硝酸改性和负载γ-Fe2O3催化剂改性。对改性前后的椰壳活性炭分别进行了碘值吸附和亚甲基蓝吸附实验,结果表明:硝酸改性和负载γ-Fe2O3催化剂改性后椰壳活性炭的碘吸附值分别提高了16.1%和39.3%;硝酸改性后椰壳活性炭的亚甲基蓝吸附值提高了10.7%,负载γ-Fe2O3催化剂改性椰壳活性炭的亚甲基蓝吸附值降低了3.5%。两种改性方法对椰壳活性炭的总体吸附能力都有所增强,其中负载γ-Fe2O3催化剂改性椰壳活性炭总体吸附能力强于硝酸改性椰壳活性炭。本研究结果可为活性炭治理钢铁企业烧结烟气中的SO2和NOx提供借鉴。     

微波水热法制备Co掺杂的LaFeO3及其光催化性能

以Co(NO₃)₂·6H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、La(NO₃)₃·H₂O为原料,柠檬酸为络合剂,葡萄糖为模版剂,采用微波水热的方法合成了钙钛矿结构LaFeO₃光催化剂.利用XRD、SEM、TG-DSC和FT-IR等手段进行分析表征.结果表明:Co的掺杂有利于提高LaFeO₃光催化剂的活性,其催化效果优于纯的LaFeO₃;当掺杂量x=0.1时,其催化效果较优,光照时间为150 min时,亚甲基蓝的降解率达到99.46 %,较纯LaFeO₃高出36.51 %.      

PSA制氧过程产品气流量对其氧气体积分数的影响

为了提高小型两床变压吸附（PSA）制氧机在变产品气流量下的氧气体积分数,建立了改进的Skarstrom两床循环PSA制氧实验装置,研究了产品气流量对其氧气体积分数的影响。研究结果表明,在低产品气流量运行条件下,通过提高清洗气总氧量与原料气总氧量之比（P/F）以及降低最高吸附压力与最低解吸压力之比（θ）可消除氧气返混的不利影响;在高产品气流量运行条件下,通过提高P/F和θ可以提高实验装置中分子筛的工作能力,进而提高产品气中的氧气体积分数。在此基础上,对低和高产品气流量运行条件下的P/F和θ进行了调节,分别将产品气流量为3.55 L·min?1和19.88 L·min?1时的氧气体积分数从92.4%增加至了95.7%和从74.0%增加至了74.9%。本文的研究结果可为变产品气流量下PSA制氧工艺参数优化提供参考。      

Kaolin/ZrO2复合纳米粉体制备及性能研究

以Zr (NO₃)₄·5H₂O为锆源, 利用水热法分别制备ZrO₂和kaolin/ZrO₂复合纳米粉体, 采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪分析了样品的微观形貌及特性, 使用紫外-可见分光光度计研究了样品的吸光特性, 利用Brunauer-Emmet-Teller (BET)气体吸附法(氮气吸附)测定并计算了样品的比表面积。结果表明, 经过400℃煅烧后, kaolin/ZrO₂表面微球颗粒较纯ZrO₂更加均匀、单一, 不存在成块团聚体; 两种样品均存在介孔结构, ZrO₂主要以无定形形式存在, 但样品中都存在少量的四方相ZrO₂; 在波长190~800nm范围内, kaolin/ZrO₂纳米粉体吸光率均高于纯ZrO₂, 并且其BET比表面积也比纯ZrO₂高19.05m2·g-1, kaolin/ZrO₂纳米粉体在防紫外光特种材料制备及光催化处理工业废水等方面具有更大的优势与潜力。     

改性兰炭烟气SO2吸附材料的制备及其再生性能

利用活性炭（焦）等吸附剂将烟气中的污染物分离出来是一种有效的烟气治理与资源化方式。兰炭作为一种廉价半焦碳素材料,是一种有潜力代替现有商用活性焦的多孔材料。本文采用陕西兰炭作为研究对象,研究炭化时间、炭化温度、黏结剂添加量等改性工艺对所制备的吸附剂性能的影响,考察了微观形貌变化,利用X射线光电子能谱（XPS）探究在吸附解吸过程中的表面官能团的变化。结果表明,炭化温度对耐磨强度、耐压强度指标影响显著,炭化时间对饱和脱硫值和穿透脱硫值影响显著;在煤焦油添加比例50%,700 ℃炭化20 min,900 ℃活化60 min条件下制得改性兰炭参数为:耐磨强度95.81%,抗压强度536.1 N·cm?1,每克兰炭饱和脱硫值45.71 mg,每克兰炭穿透脱硫值23.45 mg;经历多次吸脱附过程第一次失活时,表面被大面积刻蚀,孔隙与小颗粒增多。兰炭吸附剂失活后可以通过二次活化的方式提高其吸附性能,但衰减速度比新改性兰炭要快。二次失活后,在酸蚀刻、水蒸气扩孔等共同作用下致使骨架结构过度烧蚀而坍塌;改性兰炭表面含氧基团的量和构成比例会影响吸附性能。含氧与含碳基团的比值与吸附性能相对应,含氧基团比例越高,吸附性能越差。二次活化再生改变了各含氧基团所占比例,令C=O显著下降,O?C=O显著增加,C?O变化不大。O?C=O官能团尽管含氧,但可能对吸附抑制作用不显著。本研究将为工业烟气治理提供一种新型吸附剂的制备方法,同时也为兰炭表面改性以及二氧化硫吸附解吸机制的研究提供参考。      

活性焦法烧结烟气脱硝率影响因素解析

 为了明确活性焦在烧结烟气净化系统循环使用过程中脱硝性能变化及影响烧结烟气脱硝率的主要工艺参数,提高活性焦法烧结烟气净化效率,通过红外光谱分析和模拟试验研究循环使用中活性焦性能变化及其对脱硝率的影响,并通过生产数据统计分析明确影响活性焦法烧结烟气脱硝率的主要工艺参数及其影响规律。结果表明,经循环使用,活性焦表面酚基和醌基数量增加,对NO吸附量降低,导致活性焦前期脱硝率下降,而氨气预吸附处理可大幅提高其前期脱硝率;随脱硝段高度位置下降,脱硝率经历100%、迅速降低、缓慢升高直至平衡等阶段。其次,脱硝率与氨氮比、O₂体积分数、NO_x质量浓度、解析温度呈正相关,与H₂O体积分数、SO₂质量浓度、烟气流量、活性炭床温度呈负相关,其中,氨氮比、O₂体积分数和NO_x质量浓度对脱硝率影响最大,工艺参数优化过程中应着重关注。     

CaO–Al2O3–SiO2复合烧结助剂添加量对ZrO2/Al2O3复相陶瓷性能的影响

以Al(NO₃)₃·9H₂O、Ca(NO)₂·4H₂O、C₈H₂₀O₄Si为原料, 采用高分子网络法制备出成分均匀、粒度分布为3~7μm、高活性的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂; 将质量分数为3%、5%、7%、9%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂添加到Al₂O₃和ZrO₂原料粉体中, 经干压成型, 在1450℃烧结温度、保温4h的工艺条件下进行常压烧结制备得到ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷试样, 研究烧结助剂添加量对复相陶瓷力学性能和显微组织结构的影响。结果表明:当添加质量分数为5%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂时, ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷的综合性能最达到佳, 相对密度为94%, 显微维氏硬度为1204 MPa, 抗弯强度为321 MPa, 断裂韧性为4.52 MPa·m1/2。     

不同晶相MnO2催化剂的NH3-SCO反应性能

以柴油车尾气净化过程中氨逃逸的治理为背景,采用水热合成法制备了不同晶相(α-,β-和δ-)MnO₂、并考察晶相结构对低温氨气选择性催化氧化(NH₃-SCO)反应性能的影响;并运用多种手段,如X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气低温吸-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氧气程序升温脱附(O₂-TPD)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)等对催化剂的组织结构、化学状态和氧化还原性能进行表征。研究结果发现MnO₂的晶相结构和隧道结构与氨气选择性催化氧化反应性能密切相关。具有独特的[2×2]隧道结构的α-MnO₂具有最佳的反应性能,NH3可在175℃实现全转化且N₂选择性为94%,其在120℃时的反应速率是具有层状结构δ-MnO₂的12倍。α-MnO₂表面具有较高的Mn³⁺/Mn⁴⁺比有利于催化剂氧化还原性能的提高和对氧的活化,丰富的酸中心和酸量有助于对NH3吸附和活化;二者的共同作用使得该催化剂具有良好的反应性能。     

氧化石墨烯/壳聚糖复合微球的制备及其对铌的吸附性能

实验采用改进Hummers法合成了氧化石墨烯(GO),再用壳聚糖(CS)与GO制备了交联壳聚糖微球(GCCS)和GO质量分数分别为2%、5%、10%的氧化石墨烯/壳聚糖复合微球(GOCS),对其进行了表征,并研究了其对Nb的草酸配合物的吸附性能。结果表明,在1mmol/L的H_2C_2O_4溶液介质中,优化的吸附条件为GOCS中GO的质量分数为5%、pH=3。该吸附反应符合Langmuir等温吸附模型,为单层吸附,理论最大吸附量为38.46mg/g。动力学实验表明,该吸附反应符合准二级动力学模型。热力学实验表明,该吸附反应为自发反应、放热反应。采用5mL 1mol/L的HNO_3溶液进行洗脱实验,洗脱率为84.9%。3次吸附洗脱循环实验,吸附率和洗脱率并未出现明显下降,表明再生性能良好。     

影响烧结工艺过程NOx排放质量浓度的主要因素解析

在烧结烟气脱硫治理取得成效之后，烟气脱硝迅即摆上钢铁企业的环保治理议程.在尚无经济有效的末端治理脱硝工艺的前提下，有必要在烧结生产中进行工序过程控制，从而保持烧结烟气NO_x排放质量浓度处于较低水平.本文通过统计解析的研究方法，系统分析了2013至2014年宝钢实际烧结过程中原燃料条件参数、工艺条件参数对烟气中NO_x排放质量浓度的影响规律.研究结果表明:适当降低赤铁矿的使用比例，提高烧结粉、返矿的配比，提高钙质熔剂中石灰石的使用比例，降低镁质熔剂使用比例，保持烧结矿较高的碱度水平，强化制粒提高料层透气性，坚持厚料层烧结等措施均有利于抑制烧结烟气NO_x的排放质量浓度水平.