解析参数对活性焦再生过程及再生效果的影响

 活性焦的热解析参数对再生活性焦的脱硫脱硝性能和机械强度至关重要。为了明确解析参数对活性焦再生过程和再生效果的影响规律,通过热解析试验探究活性焦硫残余比例、CO₂和CO生成量及再生活性焦脱硫脱硝性能随解析温度和解析时间的变化规律,继而明确适宜的活性焦热解析参数。结果表明,活性焦升温解析过程中,脱硫产物在317 ℃左右迅速分解,随后分解速率下降;在进入恒温解析阶段后脱硫产物分解速率先快速下降,而后进入缓慢解析状态。硫残余比例随恒温解析温度的升高而下降,在530 ℃下解析3 h可使脱硫产物完全解析;解析温度高于430 ℃后,活性焦表面的酚基、醌基、内酯基等含氧官能团分解量明显增加,并随恒温解析温度的升高而持续增加,分解所生成的CO和CO₂也随之大幅增加,这将使活性焦的孔隙结构进一步发展,继而不利于活性焦机械强度的保持;解析温度低于530 ℃时,硫残余比例随解析温度的升高而持续降低,使再生活性焦的脱硫脱硝性能持续提高;解析温度高于530 ℃后,含氧官能团分解量随解析温度的升高而持续增加,这将有利于提高活性焦表面SO₂氧化反应速率,继而使再生活性焦的脱硫性能持续升高,但酚基、内酯基等酸性含氧官能团的分解使再生活性焦对NH₃的吸附性能降低,进而使其脱硝性能降低。在兼顾再生活性焦脱硫脱硝性能、机械强度和生产效率等多方面因素时,430 ℃恒温解析3 h是相对较优的解析参数。在此解析条件下,再生活性焦的硫残余比例仅为1.8%,含氧官能团尚未发生大量分解,脱硫脱硝性能相对较为优良。     

活性炭粉配煤再造粒强度及其脱硫性能分析

以原煤、煤焦油、沥青和活性炭粉为原料制备了颗粒脱硫脱硝活性炭,考察了不同活性炭粉添加量对再造粒强度及其脱硫性能的影响规律。研究表明,随着活性炭粉添加量的增加,再造脱硫脱硝活性炭的耐磨强度和耐压强度整体呈现下降趋势;脱硫值随活性炭粉添加量的增加而逐渐增大;本试验活性炭粉配煤混合粉中炭粉添加占比为15%～23%的情况下可制备出产品性能优良、资源回收利用率高的脱硫脱硝活性炭,对应的耐磨强度、耐压强度和脱硫值区间分别为97.01%～97.40%、56.63～63.57 daN和28.92～29.54 mg/g。     

活性焦固定床脱硫除尘水洗再生工艺技术研究

针对活性焦移动床脱硫工艺复杂,对运行人员的操作技术要求较高,且活性焦再生需要消耗较多热能等问题,在烧结厂区内搭建活性焦固定床干法脱硫试验装置,对空塔气速、吸附时间、烟气温度与脱硫、除尘效率的关系、以及(脱硫、除尘性能、床层阻力)与活性焦使用时间的关系进行了优化研究。结果表明:活性焦吸水率为67%,水洗再生能够得到硫酸溶液副产品;空塔气速为0.3～0.6 m/s,吸附塔进口SO_2质量浓度为989～998 mg/Nm~3时,出口SO_2质量浓度可降低至3.1～9.8 mg/Nm~3,脱硫效率达到99.0%～99.7%,满足SO_2超低排放的要求;活性焦水洗再生周期为60 h,再生周期内,吸附塔出口SO_2及颗粒物质量浓度均满足超低排放要求;采用一级、二级、三级洗罐分级水洗程序,平衡质量百分比浓度低,活性焦水洗再生彻底,副产品硫酸溶液送至硫铵工段,可得到袋装硫铵化肥;烟气温度为50～120℃时,脱硫效率稳定在99.6%～99.8%,受温度影响不大;活性焦适宜的使用寿命为16 000 h。此外,详细论述了活性焦水洗再生程序、副产品品质分析及应用、系统运行安全应急措施等。     

电解温度对ZnO/半焦复合脱硫剂性能影响的试验研究

采用电化学沉积法,以半焦为载体,硝酸锌(Zn(NO3)2)和六次甲基四胺(HMT)的混合溶液为电解液,制备了负载氧化锌的活性半焦。借助SEM、TEM、FT-IR等检测手段对制备样品进行表征,考察不同电解温度对Zn O/半焦复合脱硫剂的影响,并评价不同电解温度条件下的Zn O/半焦复合脱硫剂的SO2吸附性能。结果表明:随着电解温度升高,催化剂的吸附性能改善;电解温度为80℃,电解时间为60 min,电解电压为3 V,Zn2+浓度为0.001 5 mol/L,HMT浓度为0.001 5mol/L时负载的Zn O形貌最佳,在此条件下制备的催化剂穿透时间约360 min,硫容为6.1 g,脱硫效果最优。     

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。      

负载量对ZnO/半焦复合脱硫剂性能的影响试验

活性半焦价格低廉,其性质与活性炭相近,脱硫脱硝能力强,是良好的催化剂和催化剂载体,对烧结烟气污染物有明显的脱除效果,可以回收再利用,具有广阔的应用前景。采用水热合成法,以半焦为载体、醋酸锌(Zn Ac)和六次甲基四胺(HMT)为反应物、聚乙二醇作表面活性剂的水-醇体系中制备了负载氧化锌的活性半焦。借助SEM、TEM、FT-IR等检测手段对制备的样品进行表征,考察不同ZnO负载量对ZnO/半焦复合脱硫剂的影响,并评价不同负载量的ZnO/半焦脱硫剂的SO2吸附性能。结果表明,在水热时间为12 h,水热温度为180℃条件下,ZnO负载量为0.003 mol时负载的ZnO形貌最佳,负载效果最好,且当ZnO负载量为0.001 5 mol时脱硫效果最优。     

高硫焦对铝用预焙阳极理化指标的影响

探讨用高硫焦对制备的预焙阳极理化指标的影响。使用一定比例高硫焦的预焙阳极抗CO_2反应活性(质量残余率)高于低硫焦预焙阳极,而抗空气反应性无明显变化。高硫焦阳极的Ca、V、Ni元素含量低于低硫焦,而Na元素略有偏高,随着各微量元素的升高,阳极两性反应活性增大。高硫焦预焙阳极的电阻率、耐压强度、气孔率要优于低硫焦。     

聚醋酸乙烯酯制备成型活性炭性能的初步研究

以聚醋酸乙烯酯为黏结剂,乙醇为助剂,去离子水为溶剂,对2种不同比表面积的粉体活性炭成型过程进行系统的研究,并探讨了成型活性炭的相关性能,主要有:比表面积、径向强度和耐水性.分别考察了聚醋酸乙烯酯用量、乙醇用量、加水量、固化温度及固化时间对成型活性炭的径向强度、比表面积及耐水性能的影响,确定成型的较优实验条件,并结合红外分析,对成型过程机理进行了初步探讨.结果表明,对比表面积为2 634 m2/g的活性炭,在聚醋酸乙烯酯用量为0.45 g/g(黏结剂/活性炭)、乙醇用量为5 g/g(乙醇/黏结剂)、加水量为3 g/g(水/黏结剂)、固化温度为100 ℃和固化时间60 min条件下制备的成型炭,径向强度达到89.4 N/cm,比表面积约为2 168 m2/g,比表面积收率达到82 %以上,碘值约为982 mg/g,苯值达404 mg/g.对比实验结果发现,乙醇的加入可以有效地提高成型炭的耐水性能,成型炭在沸水中浸泡10 h后,不会破损.      

乏风瓦斯分离富集用椰壳基活性炭的制备

以椰壳为原料、酚醛树脂为粘结剂及聚乙二醇（PEG）为造孔剂和分散剂，采用水蒸气活化制备活性炭，以所制备的活性炭为吸附剂，采用真空变压吸附法（VPSA）对乏风瓦斯进行分离富集.分别考察了不同活化条件对活性炭孔结构性能的影响，以及不同VPSA操作条件对乏风瓦斯富集效果的影响.结果表明:以酚醛树脂与粉体炭的质量比为0.5 g/g制备的成型炭作为炭质前驱体进行活化，在活化时间为5 h、通入水量为1.96 cm3/min和活化温度为825 ℃的条件下制备的活性炭，其对应的比表面积、微孔体积及微孔率分别达到795 m2/g、0.37 cm3/g和84.1%；并以该活性炭为吸附剂，在最佳操作条件下，乏风瓦斯（甲烷含量约0.5%）经富集后，产气中CH₄浓度和回收率分别为1.51%和96%.      

低阶煤一步法制备活性炭的脱硫脱硝性能

 活性炭法是能实现多种污染物综合控制的烟气治理技术,可同时处理烧结过程中产生的二氧化硫和氮氧化物等有害物质,但由于活性炭较高的生产和使用成本,限制了其在烧结烟气多污染物净化领域的推广应用。以低阶煤为基炭,氧化球团为活化剂,利用低阶煤热解和气化反应与铁氧化物还原之间的耦合作用,一步完成低阶煤炭化和活化,制备活性炭(SF AC),并与商品活性炭(ZJ AC)在产品工业分析、比表面积、碘吸附值、脱硫脱硝性能和再生活性炭吸附性能等方面进行综合比较。结果表明,SF AC的碘吸附值、比表面积分别为695.13 mg/g、370.42 m2/g,而ZJ AC仅530.54 mg/g、157.50 m2/g,单独脱硫时SF AC、ZJ AC的穿透硫容分别为368.11 mg/g、73.58 mg/g,单独脱硝时SF AC、ZJ AC的穿透硝容分别为250.39 mg/g、14.99 mg/g,前者较后者具有更优的吸附性能;就再生性能而言,SF AC、ZJ AC的脱硫脱硝性能均出现下降,但前者的脱硫脱硝性能更优;与单独脱硫、脱硝相比,两种活性炭同时脱硫脱硝时脱硫性能均提高,脱硝性能却降低,采用NH₃低温催化还原可改善脱硝性能差的问题。     

炭化工艺参数对铁焦冶金性能的影响

摘要：复合铁焦被认为是实现低碳高炉炼铁的革新技术之一。为了获得高质量的铁焦,需要采用适宜的炭化工艺条件。研究了炭化工艺参数对铁焦机械强度、反应性和反应后强度等冶金性能的影响,并对炭化后铁焦的金属化率、微观结构和碳微晶结构进行了解析。结果表明,炭化温度的升高可以提高铁焦的抗压强度和反应性。当温度为900～1000℃时,铁焦的抗压强度和反应性较优。炭化时间的延长可以使铁焦的抗压强度提高,反应性降低。当炭化时间为3～4h时,铁焦抗压强度和反应性较优。升温速度越快,铁焦的机械强度越低。适宜的升温速度为:Ⅰ段（室温至550℃）小于7℃/ min,Ⅱ段（550℃至1000℃）小于5℃/min。为防止铁焦冶金性能因碳气化溶损反应而劣化,在CO和CO2混合炭化气氛中,CO2与CO体积比(V(CO2)/V(CO))应控制在0.11以下。在优化的炭化工艺条件下,制备的铁焦抗压强度大于3500N,反应性大于60%,反应后强度在16%左右。     

贵溪冶炼厂硫酸尾气脱硫实践

根据国家节能减排的规划要求,贵溪冶炼厂硫酸车间采用活性焦干法烟气脱硫装置对尾气进行处理,产生的副产品能有效利用和完全处置。本文主要介绍活性焦干法脱硫工艺特点,装置运行中存在的主要问题及改进措施。     

赤铁矿内配兰炭生产球团矿固结机制研究

摘要：通过对不同温度、不同兰炭配入量的内配兰炭赤铁矿球团进行FeO含量检测和矿相结构分析,得出兰炭在赤铁矿球团焙烧过程中的作用机制。结果表明：兰炭含量较低时,主要发生燃烧反应,不利于赤铁矿向磁铁矿转变,且气孔率增大使球团抗压强度降低;兰炭含量过高,还原反应占主导,大量Fe2O3被还原为Fe3O4,甚至被还原为FeO,随之形成铁橄榄石;兰炭燃烧放热过多使球团内部熔化,导致球团抗压强度大幅降低。最终选择适宜的兰炭配比为1.5%,焙烧温度为1300℃,焙烧时间为18.5min,空气流量为3.2L/min, 抗压强度为2708.8N。     

高炉用焦炭的高温抗压强度

 采用可调气氛高温抗压试验机研究焦炭的高温抗压强度。在高炉实际反应程度范围内，焦炭抗压强度与失碳率呈近似直线关系。失碳率对强度的影响随温度升高而减弱，抗压强度也随温度升高而降低。在此基础上，从理论上分析了高炉用焦炭的破碎机理。     

A Method for Evaluating Coke Hot Strength

The strength of coke is of major importance for efficient blast furnace operation. There are only a few studies related to compressive coke hot strength, possibly due to experimental difficulties. In this work, it has been demonstrated that the Gleeble thermomechanical simulator is suitable for evaluating coke hot strength and offers many benefits compared to purpose‐built devices reported in the literature. This finding could open coke hot strength research to a wider number of scientists. The compressive hot strength of coke was evaluated at 1000 and 1600°C by testing 50 samples at both temperatures. The yield strength and ultimate strength of the coke were, respectively, 46 and 20% lower at 1600°C than 1000°C. Stress–strain curves showed that the coke was brittle at 1000°C but partially plastic at 1600°C. The significantly lower coke strength at 1600°C could help explain the smaller coke lump size found near the tuyere level in quenched blast furnaces.     

烧结烟气脱SO_2技术的发展

介绍了已实现工业化应用的烧结烟气脱硫的方法,包括石灰石/石灰-石膏法、氧化镁法、双碱法、氨-硫酸铵法等,以及一些可以同时脱硫脱硝和脱二噁英等有害成分的烧结烟气综合处理工艺,如活性炭/活性焦法、MEROS法、NID法、循环流化床法等。同时对这些方法进行了对比。     

活性焦干法在金川镍熔铸烟气脱硫中的应用

介绍了活性焦干法脱硫技术在金川镍熔铸烟气脱硫中的应用,包括工艺特点、工程应用、工程设计、工程理念和技术经济分析。结果表明,活性焦干法脱硫技术适应镍熔铸烟气特点和脱硫的要求,脱硫塔采用双段中间进气结构的错流移动床,技术经济指标可靠,能实现SO2减排、硫资源回收利用和清洁生产。活性焦脱硫技术适宜在我国镍熔铸烟气脱硫中进一步工业推广。     

焦炭强度变化及喷煤的影响

对焦炭在高炉内的强度变化规律及喷煤的影响进行了研究。应用连续高炉块状带热模型得到失碳率和温度在块状带的分布;使用可调气氛高温抗压实验机测量了在高温下焦炭的抗压强度与失碳率的关系。推导出了不同的焦炭在高炉内实际抗压强度的计算公式,分析了喷煤和煤粉燃烧率对焦炭失碳率的影响,根据喷煤对焦炭强度的影响,给出了计算最佳煤粉燃烧率的方法。     

活性焦尾气脱硫系统的改进

贵溪冶炼厂硫酸车间活性焦尾气脱硫装置是工厂于2010年引进的重要环保设备[1].该装置采用成熟的活性焦干法脱硫新工艺,设计烟气处理量180,000Nm3/h,处理前SO2浓度1500mg/Nm3,脱硫效率≥80％.运转正常后,将会每年为工厂减少2000余吨的硫排放量,同时多生产出3000余吨的硫酸.但自投入运行以来,就一直存在系统故障率高,脱硫效率达不到设计要求等问题.     

活性焦(炭)干法烧结烟气净化技术在钢铁行业的应用与分析(Ⅰ)——工艺与技术经济分析

活性焦(炭)干法烟气净化技术具有高度环保、深度节水、集成净化、资源回收、适应面广和运行稳定等特点,在烧结烟气脱硫脱硝脱二英(PCDD/F)中得到了日益广泛的关注。本文介绍了活性焦(炭)干法烟气净化技术的特点和工艺,并对其应用于烧结烟气集成净化进行了技术经济分析。结果认为,该技术适应烧结烟气脱硫、脱硝和脱二英(PCDD/F)特点,是一种适合在烧结烟气脱硫、脱硝和脱二英(PCDD/F)领域推广的先进环保技术。