水泥生产全过程硫循环机制的研究进展

SO₂是水泥行业产生的主要大气污染物之一。国内外对水泥行业SO₂排放量进行了严格限定。随着劣质原燃材料及替代燃料的大规模使用,更多的硫将被带入水泥生产过程中。这不仅会引起SO₂排放水平的增高,而且会加重硫在水泥窑炉内的循环富集,影响窑炉的正常操作,同时对熟料质量产生影响。 水泥生产过程中的硫由原料和燃料带入。其中,部分原料硫在预热器内转变为SO₂并随烟气离开,在生料磨和收尘器内被生料部分吸收,并再次进入预热器,形成了硫在预热器和生料磨、收尘器间的低温循环。未转变为SO₂的原料硫和燃料硫在水泥窑炉高温环境下形成SO₂,并被分解炉内的碱性氧化物吸收,形成硫酸盐进入回转窑,在回转窑烧成区部分硫酸盐发生分解,产生的SO₂再次进入分解炉,由此形成了硫在分解炉-回转窑间的高温循环。 围绕水泥生产过程硫的低温循环和高温循环,国内外开展了大量研究。围绕硫的低温循环,首先揭示了水泥生产排放的SO₂主要是由原料中硫铁矿和有机硫的氧化反应引起。硫铁矿的氧化温度约为400 ℃,反应产物以FeSX、Fe₂O₃为主。根据反应条件的差异,硫铁矿氧化机理包括直接氧化和先分解为硫黄铁矿再氧化。在预热器内CaCO₃和CaO可吸收部分SO₂,其中CaCO₃对SO₂的吸收为直接硫化反应,反应速率受烟气温度、水分含量、CO₂浓度等影响;部分研究者对CaO在预热器内吸收SO₂提出争议,认为CaO会优先与CO₂反应而影响其对SO₂的吸收。生料磨内SO₂的吸收效率被认为随烘干温度升高而降低,随原料水分含量增加而提高,固硫产物以CaSO₃·1/2H₂O为主,其会在生料颗粒表面富集。围绕硫的高温循环,研究结果表明硫酸盐在回转窑内的分解反应受温度、O₂浓度、硫碱比等影响。水泥窑协同处置替代燃料时产生的热解气体会显著降低CaSO₄的分解温度,促进SO₂释放;该现象随着替代燃料粒径的减小、挥发分含量的增加而加剧。熟料中硫的存在形式主要为K₂SO₄、3K₂SO₄·Na₂SO₄、K₂SO₄·2CaSO₄、CaSO₄或替换其他物质存在于硅酸盐矿物中,熟料中硫含量的增加会稳定C₂S而抑制C₃S形成。 本文综述了水泥生产全过程硫的循环机制,聚焦硫的低温和高温循环。围绕硫的低温循环,阐述了生料含硫形式及其检测方法、硫铁矿氧化及SO₂释放特性、CaCO₃和CaO在预热器环境下对SO₂的吸收机理以及粉磨过程生料的固硫作用;围绕硫的高温循环,阐述了硫在水泥窑炉内的挥发与循环机制、替代燃料对硫释放的影响、硫在熟料中的存在形式及对熟料质量的影响。     

基于灰色-BP神经网络理论的上染率模型研究

以活性黄3RE上染棉织物为例,首先利用灰色系统GM(1,1)和Verhulst建立起上染率-染色工艺单因素模型,再将其输出直接作为神经网络的输入,最终建立灰色-BP神经网络上染率-染色工艺多因素模型,其拟合值的相对误差小于1.3%,并通过实验验证,预测值的误差均在1.0%以内。验证结果表明,该数学模型精确度较高,能较准确地反映棉织物活性染料染色后的上染率,并可以满足预测上染率的需求。     

载体的制备条件对Mn-Ce/TiO2催化剂脱硝活性的影响

以TiO2粉末为原料,采用挤出成型、干燥、焙烧的方法制备条状TiO2载体,考察焙烧温度和焙烧时间对成型TiO2载体催化剂脱硝活性的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、比表面积测定仪(BET)等手段对负载活性组分后的载体进行表征。结果表明,挤出成型的条状TiO2载体,在60℃下干燥12h、800℃下焙烧6h的条件下,以锐钛矿型TiO2晶型存在,有利于催化剂活性组分的负载,表现出最佳的脱硝性能。     

真丝绸还原染料印染技术初探

初步探讨了真丝绸还原染料印染的可行性,分析了还原染料、还原剂、减剂、染色温度和时间对印染效果的影响。结果表明：经过选择的还原染料和印染工艺可用于真丝绸,其印染产品的色泽鲜艳、色牢度优良,损伤也不大。     

硅藻土负载TiO2的制备及对染料的吸附降解性能

以硅藻土作为载体,采用溶胶凝胶法制备TiO2／硅藻土复合光催化剂．并通过SEM、XRD、KTIR和TG等手段对样品进行了表征。以250W高压汞灯作为光源,罗丹明B、活性翠蓝KN-G和酸性黄G三种染料作为目标污染物,考察复合光催化剂对染料的吸附降解性能。结果表明：TiO2的较佳制备条件为V钛酸丁酯：V乙醇：V水=10：40：0．5：2;TiO2的较佳负载量为33％。在紫外光条件下复合光催化剂对染料具有良好的吸附降解性能。     

无甲醛抗皱整理剂——PMAH/SHP的研制

以马来酸酐、次亚磷酸钠为原料,采用水相聚合方法,制备了棉织物无甲醛抗皱整理剂--聚马来酸酐/次亚磷酸钠(PMAH/SHP).文章通过单因素及正交试验法优化PMAH/SHP的合成工艺,并比较了PMAH/SHP和BTCA对棉织物的抗皱整理效果.研究结果表明经PMAH/SHP整理的棉织物,干折皱回复角可达到265°,比原样提高约105°,断裂强力保留率为62%,白度无明显下降,说明PMAH/SHP可以替代BTCA作为棉布的无甲醛抗皱整理剂.     

超声波在聚酯纤维分散染料染色中的应用研究

通过单因素分析,确定了聚酯纤维(PET、PTT)超声波染色的最佳工艺,比较了聚酯纤维超声波最佳染色工艺和高温高压染色工艺的染色性能.结果表明:聚酯纤维在超声波和膨化剂的共同作用下,其染色品的上染率接近或超过高温高压染色水平,摩擦牢度一致,但皂洗牢度略有下降.     

微胶囊物理发泡剂的发泡印花研究

通过对发泡剂用量、粘合剂膜性能、粘合剂含固量、发泡浆粘度、添加剂以及预、熔烘条件对发泡性能的影响的讨论，研究了微胶囊物理发泡剂的发泡印花工艺。     

碳负性镁基水泥的制备及性能研究

通过浓缩海水吸收CO2制备了一种以碳酸镁为主要矿物组成的新型碳负性镁基水泥,着重研究Mg:CO2摩尔比、固碳反应温度及活化温度对碳负性镁基水泥产物及性能的影响.结果表明:浓缩海水中的Ca和Mg离子可通过调整pH值实现完全分离;固碳反应温度为45℃时,Mg:CO2摩尔比为1.5和1.8时,形成的主要产物为介稳镁基物质,MgCO3·3H2 O;当Mg:CO2摩尔比为2.0时,固碳反应温度低于45℃时,反应产物主要为介稳镁基物质,MgCO3·3H2 O;当活化温度控制在300℃以内时,碳负性镁基水泥的活化反应主要是由于结晶水的失去.该新型碳负性镁基水泥具有显著的碳吸附和低碳排放特点.     

超声波对棉织物活性染料染色的作用机制

为了降低染色温度和减少染化料用量,减少环境污染,以纯棉织物为研究对象,在超声波或常规染色条件下,采用活性染料汽巴克隆红LS-6G对其染色,从热力学及动力学两方面探讨超声波对活性染料棉织物染色的作用机制。实验结果表明,超声波不能改变活性染料上染棉纤维的吸附等温线类型;但能使染料对纤维的亲和力增大;染色焓减少54.61%、染色熵减少37.15%。超声波还能使扩散系数增大1倍左右、染色速率常数增加50%以上,染色活化能降低42.01%,半染时间缩短一半左右。