磷酸二氢铵脱除气相氯化钾的模拟与实验

脱除生物质燃烧中气相氯化钾,有助于消除受热面的积灰和腐蚀。采用热力学化学平衡分析方法探索了磷酸二氢铵脱除气相氯化钾的反应特性,考察了温度和化学计量比对反应的影响,结果表明磷酸二氢铵在700～950℃范围内可以有效地将气相氯化钾主要转化为磷酸氢二钾。利用X射线衍射分析对沉降炉实验得到的反应产物进行物相分析,探索了磷钾摩尔比、停留时间、温度对磷酸二氢铵脱除氯化钾的影响,实验结果表明增加停留时间以及磷钾摩尔比均可以促进KCl的脱除,停留时间3 s,磷钾摩尔比为1时,700～1000℃下的反应产物中未检测到物相KCl,而生成了磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、偏磷酸钾、焦磷酸钾、磷酸钾铵、磷酸二氢铵钾等产物。结果有助于深入研究磷酸二氢铵用于脱除燃烧中碱金属离子。     

含氯钾肥的低温脱氯试验研究

比较了曼海姆法和硫酸氢钾法的优缺点,选择了反应条件进行研究,即浓硫酸与氯化钾的投料摩尔比0.5～1.0,反应温度取160～300℃。试验结果表明:当浓硫酸与氯化钾摩尔配比为0.6,0.7和0.8,反应温度为160～300℃,反应时间2～6 h,总氯根脱除率都能达到96.5%以上,大部分试验样的第2步反应氧根脱除率可达92.0%以上,反应条件均比较温和,在工业生产上更易于实现。     

磷酸-铵与氯化钾混合加热生产低氯磷酸钾的试验研究

磷酸钾是一种高养分含量的肥料,其中的磷和钾均是作物生长必须的营养元素,长期施用不会对土壤造成不利的影响。通过氯化钾与净化后的磷酸一铵共同加热反应,对Cl^-的脱除较为彻底,产物为低氯磷酸钾和氯化铵。试验表明：温度高于200℃、反应时间超过2h、氯化钾与磷酸一铵的配料质量比小于1．5时,Cl^-脱除率均在90％以上,产物中Cl^-含量低于3％（质量分数）。其中温度对Cl^-的脱除影响最大,而且较高的温度可以制备较高养分含量的磷酸钾。最佳反应条件为：净化磷酸-铵晶体取20．00g时,氯化钾10．00g,反应温度320℃,反应时间4h,所得磷酸钾总养分质量分数为88．17％,合Cl^-质量分数O．09％,Cl^-脱除率99．61％。     

湿法磷酸与氯化钾脱氯反应生产低氯磷钾肥试验研究

对湿法磷酸和氯化钾直接混合加热脱氯进行了正交试验研究，设定了2组不同范围的因素水平，所得结果表明：氯的脱除率随温度、磷钾物质的量比和反应时间的增加而增加。在设定的因素水平下，第1组最高氯脱除率的条件为反应温度260℃，磷钾物质的量比1．0：1．0，反应时间1．5h；第2组最高氯脱除率的条件为反应温度440oC，磷钾物质的量比1．0：1．0，反应时间3．0h。     

温度和停留时间对煤热解挥发分二次反应的影响

在两段固定床反应器中考察了温度和停留时间对煤热解挥发分二次反应产物分布的影响. 结果表明,温度和停留时间对二次反应的影响相互关联. 温度≤600℃、停留时间小于2 s时,挥发分基本不发生气相二次反应. 随温度升高和停留时间延长,挥发分二次反应加剧,焦油产率下降,气体产率和积碳产率增加. 温度低于700℃时,焦油主要转化为气体产物,气相二次反应由二次裂解反应控制;高于700℃时,焦油转化为气体和积碳,气相二次反应由裂解反应和结焦反应共同控制. 提高二次反应温度和延长停留时间,热解气中的H2, CH4和CO产率增加,CO2产率减少,焦油中杂原子化合物及其中的酚、甲酚和二甲酚产率降低,大于3环的重质多环芳烃(PAHs)产率增加,H/C和O/C原子比降低,特别是在900℃时,随停留时间延长,H2和重质PAHs产率快速增加.     

氯化钾与工业浓硫酸制备硫酸氢钾的工艺研究

探讨了在无水相中工业浓硫酸分解氯化钾固体时反应的温度、原料摩尔配比、时间以及硫酸质量分数对硫酸氢钾产品的影响,并做相关实验探究尾气氯化氢气体吸收问题。通过单因素实验、正交试验得出:工业浓硫酸与氯化钾反应制备硫酸氢钾的最优工艺条件为温度80℃,原料摩尔比1.1∶1,反应时间60 min,硫酸质量分数70%,此时反应转化率约为92%,固相中KHSO_4质量分数约为97.5%,KCl质量分数约为2.5%,H_2SO_4质量分数约为0.1%。其中,对实验影响优先次序为温度>原料摩尔配比>反应时间>硫酸质量分数。尾气HCl气体吸收效果较好。实验制备得到的硫酸氢钾产品完全符合工业标准。     

Cr_2AlC陶瓷粉体反应路径的研究

以摩尔比为2∶1.2∶1的Cr、Al和C粉末为反应原料,在温度为700～1450℃时反应合成Cr2AlC陶瓷。利用差热分析方法测定原始粉末在热反应时的特征温度,并利用X射线衍射对反应产物进行物相分析。结果表明,700～1250℃之间主要产物是Cr9Al17、Cr5Al8和Cr2Al。1250～1350℃之间主要产物是Cr2AlC和少量的Cr7C3相,且Cr2AlC相的含量随着温度的增加而增加。当温度为1450℃时,目标产物Cr2AlC相的量变少,Cr7C3相的量增多。     

均相催化合成甲基苯基二氯硅烷

以甲基氢二氯硅烷、氯苯为原料,氯仿为催化剂,采用气相催化缩合法合成了甲基苯基二氯硅烷,并通过气相色谱分析得到了产物的收率和选择性。详细探讨了反应温度、反应压力、停留时间对收率和选择性的影响。结果表明,气相催化缩合法合成甲基苯基二氯硅烷的最佳工艺条件为:反应温度600℃,反应压力p≥0.5 MPa(表压),停留时间46.9～70.4 s。以质量分数0.56%的氯仿为催化剂,当反应温度为600℃,反应压力(表压)为0.7 MPa,停留时间为56.3 s,实验室得到的最高产物收率达32.8%,产物选择性为34.3%。     

热分解法直接制备磷酸二氢钾新工艺研究

以磷酸和KCl为原料,利用降膜蒸发具有的大比表面积,采用热分解法直接制备磷酸二氢钾。实验研究了原料配比、反应温度、反应时间和降膜蒸发操作压力对KCl转化率的影响。结果表明最佳操作条件为:磷酸与氯化钾摩尔比为1.3,反应温度为150～160℃,反应时间为2.5～3.0 h,降膜蒸发压力为0.08 MPa。KCl转化率均保持在90%以上,产品质量达到HG2861—1997饲料级磷酸二氢钾指标要求。     

原位燃烧合成Al-Zr-N系复相陶瓷--燃烧产物的相组成和热力学分析

原位燃烧合成法能够制备分散性良好的复相陶瓷,对于提高复相陶瓷的性能有着重要的意义.本课题研究了Al-Zr-N系复相陶瓷的燃烧合成反应. 由于金属铝的熔点较低(660℃),而金属锆的熔点较高(1855℃),在燃烧反应的高温下,金属铝要熔融团聚, 阻碍氮气向试样内部的渗透.在燃烧温度低于金属锆的熔点时,金属锆不发生熔化现象.实验结果表明,氮气向试样内部的渗透性对于反应产物的物相组成有着重要的影响.通过X射线衍射和热力学分析得到了燃烧参数和反应产物物相组成之间的关系及其内在规律.     

磷酸二氢钙对玉米秆灰熔融烧结特性的影响研究

农业秸秆通常含有较高的碱金属，在燃烧过程中易造成锅炉高温熔融烧结问题，影响锅炉正常运行。使用灰熔点测试仪并结合灰样烧结度测试研究磷酸二氢钙添加剂对玉米秆灰熔融烧结特性的影响规律。此外，使用固定床管式炉研究了磷酸二氢钙与两种不同钾盐之间的反应特性。结果表明燃烧温度和磷酸二氢钙与钾盐混合比例对反应产物影响显著。在碱金属盐过量时，磷酸二氢钙与碱金属盐在温度高于300℃时开始反应，300~600℃产物以Ca₂P₂O₇、Ca(PO₃）₂、KCa(PO₃）₃为主，700~900℃反应产物主要为K₂CaP₂O₇。当磷酸二氢钙过量时，除磷酸二氢钙与钾盐的反应外同时存在磷酸二氢钙的高温分解反应以及反应产物间的二次反应。此外，研究发现磷酸二氢钙与K₂CO₃的反应活性显著高于KCl。在玉米秆中添加磷酸二氢钙后可在灰分中形成高熔点的Ca₉MgK(PO₄）₇和CaKPO₄，显著提高生物质灰的熔融温度并在实验温度范围内有效缓解玉米秆的熔融烧结。研究成果可为磷基添加剂在缓解生物质锅炉灰熔融烧结中的应用提供理论指导。     

1,2,4-丁三醇的双水相萃取

对低分子有机溶剂/无机盐双水相体系萃取分离发酵液中1,2,4-丁三醇（1,2,4-butanetriol，BT）进行了深入研究。通过对不同双水相体系的筛选，最终选定无水乙醇/K₂HPO₄双水相体系来萃取分离BT。使用浊点法对以BT为溶剂的无水乙醇/K₂HPO₄双水相体系进行相图的绘制，发现在K₂HPO₄质量分数为19.83%~46.87%范围内均能成相。通过单因素实验，考察双水相体系中无水乙醇/K₂HPO₄质量分数、pH对BT在两相之间分配系数和萃取效率的影响，得到最佳萃取条件为：系统总量10g、pH 9.5，无水乙醇/K₂HPO₄的质量分数为28%/28%，分配系数和萃取效率分别可以达到18.35和95.87%。在最佳萃取条件下，进一步探究了放大实验对体系萃取效率的影响，发现其对分配系数和萃取效率影响较小，体系稳定性高，为工业提取发酵液中BT提供新思路。     

湿法磷酸选择性除杂制工业级磷酸二氢铵

以湿法磷酸为原料, 通过氟化钠选择性沉淀金属离子, 使其以NaMgAl（F, OH）₆·H₂O和XMgAlF₆（X=Na ⁺、K ⁺、NH₄ ⁺）非含磷沉淀析出, 再通氨中和制得工业级磷酸二氢铵。分析了氟化钠加入量对杂质脱除（Na、K、Al、Mg、Fe和Ca等金属阳离子）及液相氟残留的影响, 结果表明氟化钠与磷酸质量比（m_NaF/m）为2.5%时, 效果较好, 此条件下制得的磷酸二氢铵纯度和五氧化二磷收率分别达到98.53%和86.2%。     

Soot oxidation catalyzed by a Cu/K/Mo/Cl catalyst: evaluation of the chemistry and performance of the catalyst

Several non-supported oxidic compounds potentially present in a Cu/K/Mo/Cl catalyst (copper molybdates, potassium molybdates, and a mixed copper-potassium molybdate (K₂Cu₂(MoO₄)₃)) have been tested individually on their activity in the oxidation of a model soot (Printex-U, which non-catalytically oxidizes at 875 K). These oxidic compounds are active between 665 and 720 K, but only after establishment of ‘tight contact’ between the catalyst and soot in a ball mill. Without the ball mill procedure (‘loose contact’) these oxides are less active (the soot oxidation temperature is shifted to about 790 K), while a ZrO₂ supported Cu/K/Mo/Cl catalyst still shows a high activity around 670 K. Hence, the ‘loose contact’ activity of the supported Cu/K/Mo/Cl catalyst is not explained by the presence of an active oxidic compound. DRIFT and XRD analyses have shown that addition of KCl to CuMoO₄ (two compounds present within the Cu/K/Mo/Cl catalysts) followed by calcination at 950 K in air, eventually results in the formation of a mixed potassium-copper molybdate. Simultaneously several volatile copper, potassium and chlorine containing compounds (e.g. K₂CuCl₄) are formed. These copper and chlorine containing compounds possess a high ‘loose contact’ soot oxidation activity between 600 and 690 K. A catalytic cycle, involving Cu₂OCl₂, is proposed to explain the high ‘loose contact’ activity of copper chlorides and supported Cu/K/Mo/Cl catalysts. The activity of the latter catalyst will be maintained as long as Cu₂OCl₂ can be reformed by reaction of copper molybdates with KCl, which serves as a chlorine supplier.     

Na/K添加剂对SNCR脱硝及NO还原机制的影响

基于构建的Na-K-C-H-O-N-Cl化学反应机理模型，采用Chemkin动力学模拟软件，研究Na/K添加剂（NaOH、Na₂CO₃、NaCl、KOH、K₂CO₃和KCl）对选择性非催化还原（SNCR）脱硝性能影响，通过敏感性分析和产率分析，探讨Na/K添加剂对SNCR过程中NO还原的促进机理和路径。模拟结果表明，在温度为700~800℃且无Na/K添加剂条件下，SNCR脱硝效率几乎为零；Na/K添加剂能够显著提高低温区（小于800℃）SNCR脱硝效率，而其对高温区（大于900℃）SNCR脱硝的促进作用不明显。在温度为700℃和Na/K添加剂参与条件下SNCR脱硝效率可达43.86%~60.76%。不同Na/K添加剂对NO还原促进顺序为NaOH≈Na₂CO₃ > KOH≈K₂CO₃ > KCl > NaCl，但同一种Na/K添加剂的浓度变化（6.25~25.0 μmol·mol^-1）对SNCR脱硝效率影响较小。Na/K添加剂通过不同的循环路径产生OH基，进而通过NH2基团促进NO的还原，其中碱金属氢氧化物（MOH）对SNCR脱硝的促进路径为NaOH→NaO₂→Na→NaO→NaOH，碱金属氯化物（MCl）则主要通过MCl→M→MCl削弱Na/K添加剂的促进作用。     

KDP–ADP Crystal Growth by the Solution-Dropping Method

Potassium dihydrogen phosphate (KDP), ammonium dihydrogen phosphate (ADP), and K _x A_{1− x} DP ( x =0–1 step 0.1) crystals were fabricated on KDP and ADP seed crystals by dropping a KADP solution. The KADP solution, with a temperature of 18°C, was dropped onto a substrate at a temperature of 35°C. The KADP crystals were subsequently deposited onto the substrate because of the different solubilities of the dropped solution and the solution at the substrate. The composition of the KADP crystal could be controlled by changing the precursor solution ratio of KDP and ADP. From this simple process, the K _x A_{1− x} DP ( x =0–1, step 0.1) crystals were obtained.     

Na2HPO4?12H2O相变储能复合材料制备及热物性

十二水磷酸氢二钠的过冷度、相分离以及热导率低等问题影响了其在低温蓄热场合的应用,因此需要对其进行相关的改性研究。本文通过成核剂和增稠剂的筛选实验及添加导热增强剂纳米氧化铁（α-Fe₂O₃）,制备了质量分数为Na₂HPO₄·12H₂O+2% Na₄P₂O₇·10H₂O+1%黄原胶（GX）+0.2%α-Fe₂O₃复合相变储能材料,并对其进行了凝固放热测试、热物性测试及循环稳定性测试。结果表明：2%的Na₄P₂O₇·10H₂O抑制过冷效果最好,成核效果不随循环次数的增加而减小,过冷度维持在2℃左右;GX可以有效抑制Na₂HPO₄·12H₂O的相分离现象,且质量分数为0.75%～1.25%是较合适的剂量;α-Fe₂O₃可以有效地提高Na₂HPO₄·12H₂O的热导率,添加0.2%α-Fe₂O₃使热导率提高了90.8%;循环150次后,复合相变储能材料的相变潜热值为252J/g,相比于循环前衰减了7.4%,相变温度为35.4℃,过冷度为1.3℃,热导率为2.054W/(m·K),相比纯材料提高了100.2%。改性后的复合相变储能材料相变温度适宜,潜热值大,热导率高,热性能稳定,可推广应用到热泵蓄热、温室生产和电子器件散热等领域。     

The effect of temperature on phase equilibria of polyethylene glycol (PEG8000)-K2SO4-H2O at T=(288.15, 298.15, 308.15) K

The phase behavior of potassium sulfate (K₂SO₄) in polyethylene glycol with molecular weight 8000 (PEG8000) and water (H₂O) mixed solvent at 288.15, 298.15, and 308.15 K were determined. According to the results, when the temperature are 288.15 and 298.15 K, there is only a solid-liquid phase equilibrium relationship in the system, and the phase diagrams are both divided into three parts which respectively are the regions of unsaturated homogeneous liquid (L), one liquid and one solid K₂SO₄ (L + S) and one liquid and two solids K₂SO₄ and PEG8000 (L + 2S). The solubility of K₂SO₄ in PEG8000-H₂O mixed solvent decreased with the addition of the PEG8000 in the solution. Comparing the diagrams of 288.15 and 298.15 K, the sizes of regions of (L) and (L + S) increased and that of (L + 2S) decreased with the increase of temperature. While at 308.15 K, solid-liquid and liquid-liquid equilibrium coexist, and there are six parts in the complete phase diagram at 308.15 K, adding the areas of one liquid and one solid K₂SO₄ (L + S), two liquids (2 L), two liquids and one solid K₂SO₄ (2 L + S). The equations developed by Merchuk, Hu, and Jayapal were used to fit the binodal curves data of the system at 308.15 K, meanwhile, the experimental tie-line data of the system at 308.15 K were correlated by Othmer-Tobias equation and Bancroft equation.     

钾对低温耐硫变换催化剂的影响

采用不同钾源制备低温耐硫变换催化剂Mo-Co-K/Al_2O_3,通过XRD、N_2吸附-脱附法和微反评价等研究钾源对催化剂的钾流失率、孔结构及反应过程中钾硫酸盐化的影响。结果表明,以K_2SO_4为钾源的催化剂钾流失率最大,活性最低。KNO_3和KOH对拟薄水铝石的胶溶能力较强,易形成小孔径结构的催化剂。K_2SiO_3可以有效避免催化剂中钾在反应过程中的硫酸盐化。     

湿法磷酸萃取制备磷酸二氢钾的研究

开发了以湿法磷酸和氯化钾为原料,利用有机溶剂萃取法制备高品质磷酸二氢钾的新工艺。研究了溶配过程氯化钾的加入量对脱氟的影响和萃取时间、萃取温度、相比、氯化钾与磷酸物质的量比等对磷酸、盐酸的萃取率与硫酸根、铁离子、氟离子等杂质的脱除率的影响;以及洗涤相比对五氧化二磷洗涤率的影响,确定了适宜的工艺条件。实验表明：在萃取温度为 60 ℃、萃取时间为 30 min、相比为3.0、氯化钾与磷酸物质的量比为1.0、洗涤相比为12的条件下,五氧化二磷收率可达95.98%以上,产品磷酸二氢钾纯度可达96.75%以上。