碱对镀锌铁表面CaCO_3污垢生长特性的影响机理研究

为解决因水结垢造成的管线堵塞问题,提出了变被动结垢为主动结垢的思路。针对某油田注入水,以镀锌铁为研究基质,综合动态模拟剪切实验以及SEM、EDS和浊度测试,探究碱类型和浓度对CaCO_3污垢生长特性的影响机理。结果表明5种常用碱——碳酸钠Na_2CO_3、碳酸氢钠NaHCO_3、三乙醇胺TEOA、氢氧化钙Ca(OH)_2和氧化钙CaO对污垢结垢量、失钙率及结垢诱导期影响各异,其中Na_2CO_3对失钙速率影响显著,而CaO对结垢速率影响较为明显。其次,不同碱促使污垢形成不同的晶型晶貌,其中方块状和层状垢物易于在材料表面堆积,即有利于结垢。最后,碱浓度对污垢生长影响具有双重性,存在抑垢和促垢浓度区间。     

碱激发剂对单组份碱激发镍渣水泥混凝土抗碳化性能的影响

碳化导致混凝土碱度下降，对钢筋混凝土结构的耐久性造成严重危害。本文以Na₂SiO₃、NaOH和Na₂CO₃为碱激发剂，探究碱激发剂种类与其中的Na₂O当量对单组份碱激发镍渣水泥砂浆抗碳化性能的影响规律。研究表明：当Na₂O当量相同时，单组份碱激发镍渣水泥砂浆的抗碳化性能以NaOH单掺组试件最优，Na₂SiO₃单掺组试件最劣；Na₂CO₃取代部分Na₂SiO₃后可提升水泥砂浆试件抗碳化能力，而取代部分NaOH后，水泥砂浆试件抗碳化能力则与Na₂O当量有关；随着Na₂O当量的增加，Na₂SiO₃单掺组与Na₂SiO₃&Na₂CO₃(3∶1)复掺组试件...     

Na2SiO3/Na2CO3复合制备清洁型碱矿渣胶凝材料

为解决弱碱单独激发碱矿渣胶凝材料(AASM)时存在的力学性能弱、矿渣反应程度低等问题,缓解AASM的操作危害性,本文采用Na₂SiO₃/Na₂CO₃复合激发矿渣,研究了复合激发剂组成对AASM凝结时间、抗压强度、水化产物及自收缩的影响,并评估了AASM的环境效益。结果表明:随着Na₂CO₃碱当量的增加,AASM缓凝效果较为明显,抗压强度也有所降低,但抗压强度的降低幅度随龄期增大而减小。通过加入Na₂CO₃,AASM水化产物种类增多,C-(A)-S-H的峰值强度随Na₂CO₃碱当量占比的增加呈现出先增加后降低的趋势,因而解释了AASM浆体自收缩的变化。另外,由CO₂排放指数可以看出,Na₂SiO₃/Na₂CO₃复合激发矿渣较Na₂SiO₃单独激发更为清洁,环境效益显著。     

基于pH测量的CO2吸收到钠基溶液动态实验及模型

采用基于pH测量的CO₂吸收速率研究方法。将pH与溶液中的成分相关联,采用分段拟合获得CO₂吸收速率,获得溶液成分对吸收速率的影响规律。对于低浓度的NaOH来说,吸收速率一直保持不变直到CO₂物理吸收到NaHCO₃溶液中。对于高浓度的NaOH,NaOH完全转化成Na₂CO₃时,吸收速率降低。但在两个吸收阶段中,吸收速率不变,CO₂物理吸收到NaHCO₃中时,吸收速率随CO₂饱和度的增加而降低。对CO₂吸收到NaOH中,CO₂和钠离子浓度都促进吸收,钠离子浓度影响更大;对于CO₂吸收到Na₂CO₃中,当Na₂CO₃浓度大于0.05mol/L,吸收速率不随浓度增加;对于CO₂吸收到NaHCO₃中,低浓度的钠可以促进CO₂吸收,而高浓度的钠抑制CO₂吸收,这主要由于析盐的作用。为避免CO₂大量吸收,优先选择0.5mol/L以上浓度的NaHCO₃。     

碳酸钠浓度对AZ31B镁合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

为了改善镁合金阳极氧化膜的耐腐蚀性能，向环保型NaOH–Na₂SiO₃–Na₂B₄O₇基础电解液中添加Na₂CO₃，在AZ31B镁合金表面制备阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和动电位极化曲线法，研究了Na₂CO₃质量浓度(≤30 g/L)对AZ31B镁合金表面阳极氧化膜的表面形貌、截面形貌、相结构和耐蚀性的影响。结果表明：AZ31B镁合金阳极氧化组织由Mg O相和Mg₂Si O₄相组成，基本不受Na₂CO₃浓度的影响。随着Na₂CO₃浓度的增大，AZ31B镁合金阳极氧化膜表面微孔尺寸先减小后增大，氧化膜厚度呈现“先增大，后减小，再增大”的变化趋势。Na₂CO₃可显著提高阳极...     

常压石灰法处理烧结法赤泥脱碱及其机理研究

采用石灰（CaO）作为脱碱剂处理烧结法赤泥,研究了反应温度、反应时间、脱碱剂添加量、液固比等因素对赤泥中钾、钠溶出率等碱脱除效果的影响,分析了石灰处理赤泥的脱碱机理。结果表明：温度升高、反应时间延长、石灰掺量增加以及液固比增大均能提高赤泥的脱碱效果,其中尤以反应时间和石灰掺量的影响效果更显著。添加石灰处理烧结法赤泥的脱碱机理是部分方钠石（Na₈Al₆Si₆O₂₄CO₃）中的2个Na⁺被1个Ca²⁺置换出,生成了更难溶的钙霞石［Na₆CaAl₆Si₆（CO₃）O₂₄·2H₂O］。     

碱催化裂解甘蔗渣制备2,3-二氢苯并呋喃和苯

通过管式炉热裂解实验装置考察了氧化物、复合氧化物、盐和负载型Na₂CO₃作为催化剂对甘蔗渣热裂解产物（二氢苯并呋喃和苯）选择性的影响。结果表明,氧化物、复合氧化物和盐催化剂对高附加值的2,3-二氢苯并呋喃有非常好的选择性,在复合氧化物上产率可达14.15%;而Na₂CO₃负载型热裂解催化剂对苯的选择性较高,其中,在Na₂CO₃/TiO₂催化剂上产率可达到22.42%。     

燃煤电厂脱硫废水预处理软化工艺的试验与优化

燃煤电厂脱硫废水零排放工艺前端需设置预处理段去除悬浮物、钙镁硬度等，以达到后续除盐设备的稳定运行要求。以某电厂生产过程中的脱硫废水作为原水，通过现场批次试验，分析了NaOH+Na₂CO₃、Ca(OH)₂+Na₂CO₃两种软化方式在pH值为10.5时对Mg²⁺、Ca²⁺的去除效果。前者出水Ca²⁺质量浓度能控制在23.20 mg/L,Mg²⁺质量浓度控制在73.65 mg/L;后者出水Ca²⁺质量浓度能控制在16.00 mg/L,Mg²⁺质量浓度控制在7.35 mg/L。采用NaOH+Na₂CO₃组合软化方式形成的污泥约为Ca(OH)₂+Na₂CO₃组合加药方式污泥量的37.95%,但后者沉降速率较高。对于低镁脱硫废水，采用NaOH+Na     

UV/Na2CO5降解水中咪唑类离子液体影响因素的研究

采用UV/Na₂CO₅技术去除水中24种咪唑类离子液体,探究了过碳酸钠(Na₂CO₅)浓度、不同初始pH、无机离子种类、腐殖酸(HA)浓度和不同真实水体等对降解的影响,并通过自由基淬灭实验推断了反应体系中起作用的自由基。实验结果表明,24种咪唑类离子液体的光降解均符合假一级动力学,但光降解速率常数与其自身结构性质未呈现明显相关性。离子液体的光降解速率随着Na₂CO₅浓度的升高而增加,当Na₂CO₅与1-辛基-3甲基咪唑溴盐(IL-5)的摩尔浓度比为10:1时,IL-5在5 min之内几乎可以100%被降解。反应体系的pH对IL-5的降解有重要影响,当pH=8时,IL-5的降解速率常数最高,为0.011 4 s^-1。Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Cl^-对IL-5的光降解无影响,SO...     

Na2CO3基吸附剂颗粒制备及其脱碳性能

采用挤压-滚圆法制备Na₂CO₃基CO₂吸附剂微球颗粒,在自行设计的CO₂吸收系统中对制备的样品进行脱碳性能测试。结合相关表征测试,探明不同载体、不同负载量的Na₂CO₃基吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能的变化规律和内在原因。研究表明：不同载体的Na₂CO₃基吸附剂颗粒脱碳性能存在明显差异,其中氧化铝负载的吸附剂（Na₂CO₃/Al₂O₃）的脱碳性能最好,可达1.14mmol/g。铝酸钙水泥负载的吸附剂（Na₂CO₃/CA）机械性能较好,但其脱碳性能最差。结合吸附剂脱碳和机械性能的综合考量,Na₂CO₃/Al₂O₃是最为合适的CO₂吸附剂,并进一步研究不同Na₂CO₃负载量的影响。研究发现随着Na₂CO₃负载量的变化,吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能都存在明显的差异。虽然60%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒的机械性能和脱碳效果较好,但其成球度较差,影响其实际应用。质量分数40%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒具有良好的脱碳性能、机械性能以及成球度,CO₂脱除量为1.36mmol/g。总体而言,利用挤压-滚圆法制备的Na₂CO₃基吸附剂颗粒具有良好的流动特性、脱碳性能和机械性能,适用于电厂烟气中的CO₂脱除。     

响应曲面法优化碳酸锂反应结晶工艺

碳酸锂是制备各种锂化合物的基础锂盐,碳酸锂的制备是锂产业链当中的承前启后的关键技术。以察尔汗盐湖老卤为原料,采用响应曲面法中的central composite design（CCD）设计实验,分别考察了温度、碳酸钠加料速度、碳酸钠浓度和锂离子浓度4个因素及交互作用对反应结晶工艺中碳酸锂的收率和粒度的影响,并分别建立了响应值与影响因素之间的回归方程。响应预测最佳值为：碳酸锂收率93.68%、粒径（d₅₀）16.73 μm;相应的实验值分别为94.01%和16.91 μm。预测值与实验值接近,误差较小,说明响应曲面法建立的预测碳酸锂反应结晶的模型可靠,在最佳工艺条件下分析所制得的产品,用ICP-AES分析纯度为99.52%,用XRD分析基本无杂峰,说明反应结晶生成Li₂CO₃晶体,其主要晶面为（-1 1 0）、（-2 2 0）和（0 0 2）。     

pH调整剂对含砷酸性废水中氧化Fe（Ⅱ）共沉淀固砷行为的影响

双氧水催化氧化Fe（Ⅱ）共沉淀砷的过程中,采用不同的pH调整剂调节溶液的pH,研究了不同的pH调整剂对废水中砷沉淀效果及沉淀渣性质的影响。结果表明：采用Na₂CO₃和CaO作为pH调整剂时有利于废水中砷的脱除,生成的共沉淀渣中砷主要是以无定形的非晶态块状颗粒形式存在的;使用Na₂CO₃作为pH调整剂时最有利于沉淀渣颗粒的长大,所得沉淀渣粒径最大,但是砷渣的稳定性最差,更容易从渣中释放出砷;采用CaO获得的沉淀渣中由于CaSO₄棒状颗粒的存在,渣的粒径相对较小,但砷的存在形式最为稳定,固砷效果最好。     

A thermodynamic study of the removal of HCl and H2S from syngas

Advanced integrated-gasification combined-cycle (IGCC) and integrated-gasification fuel cell (IFGC) systems require high-temperature sorbents that are capable of removing hydrogen chloride and hydrogen sulfide from coal derived gases to very low levels. HCl and H₂S are highly reactive, corrosive, and toxic gases that must be removed to meet stringent environmental regulations, to protect power generation equipment and to control the emissions of contaminants. The thermodynamic behavior of 13 sorbents for the removal of HCl and H₂S under various conditions including: initial toxic gas concentration (1–10000 ppm), operating pressure (0.1–11 Mpa), temperature (300 K–1500 K), and the presence of H₂O were investigated. The correlation between HCl and H₂S was also examined. Thermodynamic calculations were carried out for the reactions of the 13 sorbents using a FactSage 5.2 software package based on free energy minimization. The sorbents, Na₂CO₃, NaHCO₃, K₂CO₃, and CaO are capable of completely removing chlorine at high temperatures (up to ~1240 K) and at high pressures. Water vapor did not have any significant effects on the dechlorination capability of the sorbents. Nine of the sorbents namely; Cu₂O, Na₂CO₃, NaHCO₃, K₂CO₃, CaO, ZnO, MnO, FeO, and PbO, were determined to have great potential as desulfurization sorbents. Cu₂O and ZnO had the best performance in terms of the optimum operating temperature. The addition of water vapor to the reactant gas produces a slightly detrimental effect on most of the sorbents, but FeO exhibited the worst performance with a reduction in the maximum operating temperature of about 428 K. The dechlorination performance of the alkali sorbents was not affected by the presence of H₂S in the reactions. However, the desulfurization capability of some sorbents was greatly affected by the presence of HCl. Particularly, the performance of Cu₂O was significantly reduced when HCl was present, but the performance of FeO improved remarkably. The thermodynamic results gathered are valuable for the developments of better sorbents.     

碱/碱土金属修饰Ni基催化剂的CO2吸附与甲烷化性能

采用分步浸渍法制备了碱/碱土金属修饰Ni基催化剂Ni-M/Al₂O₃ (M=K₂CO₃, Na₂CO₃, MgO, CaO)。探究了碱/碱土金属的添加对改性Ni基催化剂CO₂吸附和甲烷化性能的影响。研究发现,碱/碱土金属的添加提高了Ni/Al₂O₃催化剂表面的碱性活性位点密度,强化了其CO₂吸附性能。碱/碱土金属类型影响Ni-M/Al₂O₃催化剂碱性活性位点的分布、NiO物相的转化及Ni的分散度,进而影响其甲烷化性能。MgO添加使NiO物相转化为与载体呈强相互作用的β型和γ型NiO,降低了催化剂表面的强碱性活性位点比例,有利于CO₂吸附活化。Ni-MgO/Al₂O₃的CO₂吸附容量最高为0.68mmolCO₂/g,其CO₂转化率和CH₄选择性分别高达58.4%和95.4%,其在烟气CO₂捕集与原位甲烷化中极具应用前景。     

废钒钛系脱硝催化剂碱法回收研究进展

废钒钛系脱硝催化剂属于HW50危险废物,富含V、W/Mo和Ti战略金属资源,具有污染性和资源性的双重特性,对其进行回收具有重要的经济价值和环境效益。碱法回收是当前的主流回收工艺。本文主要总结了废钒钛系脱硝催化剂碱浸法和碱焙烧法回收的研究进展,重点分析了采用NaOH、NH₄OH、(NH₄)₂CO₃等碱性溶液浸出以及采用NaOH、Na₂CO₃、CaO等碱性化合物焙烧提取工艺参数及对其中有价金属元素的回收效果。针对当前碱法工艺存在的碱耗量大、能耗高、废液产生量大、污染严重等相应问题,提出了进一步关注点应集中于阐明多种碱性物质之间的协同作用,通过混合碱的耦合反应提升回收效果。本文对降低废钒钛系脱硝催化剂回收能耗,提升碱性化合物利用率和回收产品质量具有良好的指导意义。     

Na2CO3处理制备复合孔ZSM-5分子筛及其丙烷脱氢制丙烯的催化性能

通过不同浓度的Na₂CO₃溶液处理合成的HZSM-5分子筛,并采用X射线衍射、N₂低温物理吸附和X射线荧光光谱分析仪对溶液处理前后的样品进行了表征。表征结果显示,适量浓度的Na₂CO₃溶液处理HZSM-5,能够形成介孔-微孔复合孔道,增加了分子筛介孔容积和外比表面积;同时不会明显破坏HZSM-5的MFI结构,从而保持较好的高温热稳定性。在上述碱处理后的载体上制备了Pt-Sn-K/HZSM-5分子筛催化剂,并在固定床反应器上考察了丙烷脱氢制丙烯的催化活性。结果表明,随着Na₂CO₃溶液浓度的增加,催化剂的初始活性增加,而稳定性先增加后减少。当采用Pt-Sn-K/HZSM-5（1.8）分子筛催化剂用于丙烷脱氢反应,其呈现了良好的脱氢活性和稳定性：反应100h后,其丙烷化率为35.53%,相比初始活性仅下降了2.8个百分点,丙烯选择为98.4%,基本保持不变。     

Solid solutions of C3A---Na2O in C12A7

This paper reports upon the research into the influence of sodium ions on C₁₂A₇. The actual research work consisted in synthesizing C₁₂A₇, treated with the sodium ions as Na₂CO₃, within the sodium concentration range of up to 25% Na₂O by weight in C₁₂A₇. The resultant combinations have been identified by the X-ray analysis, the infra-red spectroscopy and the quantitative chemical analysis.

The identification procedure together with the analysis of free CaO content in the products of C₁₂A₇ sodium synthesis gave evidence that sodium which is introduced into the researched amount of C₁₂A₇ up to 10% Na₂O by weight, contributes to the formation of the ever increasing phase of the solid solutions of Na₂O in C₃A. The continued increase of the sodium volume ( 15% Na₂O by weight ) makes it resolve gradually into sodium aluminate β -NA and free CaO.     

Na2CO3/CF固体碱对菜籽油酯交换反应的催化性能

以Na₂CO₃为活性组分、泡沫炭（CF）为载体,本文借助等体积浸渍法制备了Na₂CO₃/CF非均相固体碱催化剂,通过SEM、SEM-EDS、FTIR、XRD、BET对其结构性能进行分析表征,结果显示：Na₂CO₃/CF的比表面积为182m²/g,负载的Na₂CO₃以细小颗粒的形式均匀分布于CF泡壁表面,平均粒径<350nm。以菜籽油-甲醇体系为对象,分析了Na₂CO₃/CF的催化活性及重复利用性,并对酯交换反应的工艺条件进行优化,结果显示,在Na₂CO₃/CF用量为油重10%、反应时间180min、醇油物质的量比为27∶1、反应温度65℃的条件下,反应转化率高达97.80%,该催化剂重复利用5次,转化率仍可达94.48%。研究结果对开发以强碱弱酸盐为活性中心的碳基固体碱高效催化剂提供了新思路。