不同热解工艺下半焦的微观结构特点及其对燃烧性能的影响

摘要：对比研究了3种直立内热炉半焦(熄焦方式分别为水泡熄焦、喷水熄焦及烟气干熄焦)及一种流化床热解半焦的微观结构及燃烧性能。通过对半焦组成、孔隙结构、有机官能团、碳化学结构及半焦微晶结构分析，获得了不同低温热解工艺半焦的组成及微观结构特点，明确了组成及微观结构与燃烧性能之间的关系。结果表明，不同热解工艺半焦的组成和微观结构差异明显，其对半焦的燃烧性能影响显著。干熄焦碳化学结构缺陷比例大，快速热解半焦孔隙结构发0达、挥发分高，与水喷焦相比水泡焦石墨化程度低；水喷焦燃烧性能优于水泡焦，干法所得半焦的燃烧性优于湿法；半焦的挥发分含量决定其燃点，在快升温速率条件下孔隙结构对半焦的燃烧性能影响较大，而慢升温速率条件下有序化度对半焦的燃烧性能影响较大。     

低变质煤热解提质及其半焦作为高炉喷吹用燃料的特性分析

为降低焦比、优化高炉燃料结构和降低生铁成本,结合高炉喷吹要求,对半焦部分特性进行了分析。结果表明:与既有的两种喷吹煤对比,样品半焦的燃烧性能均介于两种喷吹煤之间,但半焦之间差异明显;工业分析和半焦的表面与攀钢喷吹煤相似,但累积比表面积较大;基本上能满足高炉喷吹燃料要求,但对于部分高灰分和挥发分半焦,应当考虑混合使用或不用。     

湿法炼锌中浸工艺优化试验与生产实践

锌焙砂中性浸出是湿法炼锌工艺流程的关键环节之一.通过单因素试验和正交试验考察了初始酸度、冲矿温度、浸出时间和焙砂粒度等因素对锌焙砂中浸的影响，试验结果得出较优工艺条件为:初始酸度50 g/L、冲矿温度65 ℃、反应时间60 min、焙砂粒度≤96 μm；4个考察因素均对中浸渣含锌有极显著性影响，影响由大到小为焙砂粒度＞初始酸度＞反应温度＞反应时间.某公司结合试验结果，实施了一系列技术改造:在锌精矿焙烧出料系统增加风选球磨装置，锌焙砂粒度降低至≤120 μm；在中浸双沸腾浸出槽后以串联方式增加2个100 m3搅拌反应罐，同时进行工艺流程再造.经改造前后的生产实践对比，中浸渣锌质量分数从28%~35%降低到22%~25%，中上清液质量持续稳定.      

低阶煤热解条件对高炉喷吹半焦燃烧性能及动力学特性的影响

采用热重分析法研究了不同热解条件下半焦的燃烧性能和动力学特征，利用Ozawa法求取动力学参数。结果表明，热解温度越低、保温时间越短时，半焦的燃烧性能越好；热解升温速率对半焦燃烧过程的反应程度影响不大；粒度越大，燃烧性能差异性越明显。热解温度对半焦燃烧性能影响较大，550℃是本研究中制备高燃烧反应性半焦的适宜热解温度。两种不同粒度原煤制得的半焦均随转化率增大，活化能减小。1~3 mm原煤在热解温度为550℃时所得半焦在燃烧过程中符合反应级数模型，化学反应为限制性环节，反应最概然机理函数为f(α)=(1–α)2。     

基于数值模拟的大型Zr-4合金铸锭锻造工艺优化

锻造工艺设计是核级锆合金制造的难点之一,也是获得高质量产品的关键。针对大型Zr-4合金铸锭加工,运用Simufact-forming软件对锻造过程进行数值仿真,对比模拟和实际锻造棒料表面的温度结果,结合锻后金相组织显微观察,分析了不同加工温度对最终锻坯微观组织的影响规律。结果表明:与传统的β相区锻造工艺获得的组织相比,优化后低温高α相区锻造工艺下的锻坯内、中、外晶粒尺寸明显细小;锻造数值模拟结果和实际锻造试验结果基本吻合,对锻前的工艺设计和锻造组织的形成机理,有限元数值模拟技术均能起到很好的辅助分析作用,表现出较高的工程应用价值。     

增材制造技术制备生物植入材料的研究进展

增材制造技术突破了传统模具加工工艺的限制，可用于高效个性化定制生物医用材料。近年来，医学上对骨骼修复和移植的个性化需求显著增加，增材制造可满足该定制化的需求，促使增材制造技术在生物医用材料领域占据重要地位。随着材料科学技术和计算机辅助技术（CAD/CAM）的发展，可用于增材制造的生物植入材料不再局限于钛系、钽系、钴铬钼等合金，聚醚醚酮、磷酸钙盐等非金属类材料因良好的生物相容性也得到了广泛应用，增材制造技术制备仿生人造骨植入体成为新的研究热点。本文介绍了增材制造技术的原理，对激光、电子束、光固化等增材制造技术进行了比较，并阐述了增材制造在生物植入体和医疗器械方面的应用现状，对增材制造技术在医疗领域的应用及发展做了展望。     

长焰煤热解半焦气化反应动力学研究

为获得升温速率对长焰煤热解半焦气化反应的影响,利用热重分析仪对半焦在不同升温速率(5、10、20、30、40℃/min)条件下的气化反应进行了研究,并采用Flunm-Wall-Ozawa(FWO)和Friedman等转化率法进行半焦气化动力学参数的分析计算。结果表明,升温速率的增大不利于半焦的气化,升温速率越快、气化反应温度越高,且气化后期气化速率峰会出现重叠; 2种等转化率法求得的半焦气活化能分别为145.91±32 kJ/mol和149.21±7 kJ/mol;采用等转化率方法研究半焦气化动力学可行。     

不同热解工艺下半焦的微观结构特点及其对燃烧性能的影响

对比研究了3种直立内热炉半焦(熄焦方式分别为水泡熄焦、喷水熄焦及烟气干熄焦)及一种流化床热解半焦的微观结构及燃烧性能。通过对半焦组成、孔隙结构、有机官能团、碳化学结构及半焦微晶结构分析,获得了不同低温热解工艺半焦的组成及微观结构特点,明确了组成及微观结构与燃烧性能之间的关系。结果表明,不同热解工艺半焦的组成和微观结构差异明显,其对半焦的燃烧性能影响显著。干熄焦碳化学结构缺陷比例大,快速热解半焦孔隙结构发0达、挥发分高,与水喷焦相比水泡焦石墨化程度低;水喷焦燃烧性能优于水泡焦,干法所得半焦的燃烧性优于湿法;半焦的挥发分含量决定其燃点,在快升温速率条件下孔隙结构对半焦的燃烧性能影响较大,而慢升温速率条件下有序化度对半焦的燃烧性能影响较大。     

高炉喷吹废塑料与兰炭混合燃烧及动力学

为了明确废塑料对兰炭燃烧的影响,采用热重分析法研究了废塑料、兰炭混合物的燃烧行为,结合TG和DTG曲线变化,基于燃烧特性值分析,探讨了废塑料、兰炭混合物燃烧机理,并对混合物燃烧过程进行了动力学分析,计算了燃烧动力学参数。结果表明,废塑料和兰炭相比,具有较低的燃烧特征温度和较大的燃烧速率,配加废塑料可以增大兰炭的综合燃烧特性指数(S)和可燃性指数(C)。燃烧过程分为挥发分燃烧阶段、固定碳燃烧阶段2个部分。双重平行反应n阶速率模型较好地模拟了废塑料、兰炭混合物的燃烧过程,且第1阶段的活化能高于第2阶段。同时,随着废塑料质量分数的增加,2个阶段活化能E均呈现先减小后增加的趋势,而指前因子k变化规律相反,两者具有明显的动力学补偿效应。