钾长石-磷石膏-活性炭提钾工艺的影响因素研究

钾长石-磷石膏-焦炭提取钾肥是利用非可溶性钾资源的可行工业化路线,其中焦炭与磷石膏的反应过程是影响提钾率的关键,本文研究了N₂或CO₂气氛下活性炭比例对体系提钾率的影响,并采用了随炉升温与定温加料两种不同的焙烧温度制度对比了不同气氛下的提钾率和焙烧产物。结果表明,随着活性炭在体系中含量的升高,提钾率出现先上升后下降的趋势。在N₂气氛下,采用定温加料体系的提钾率大于随炉升温的提钾率;在CO₂气氛下,当活性炭与磷石膏的比例小于3∶6,定温加料样品的提钾率大于随炉升温的样品,而活性炭与磷石膏的比例大于3∶6,随炉升温样品的提钾率大于定温加料样品。      

高温除尘用堇青石陶瓷支撑体的制备研究

以廉价的工业级堇青石粉体为原料,分别采用粒径为5,10,15,20μm的聚苯乙烯微球为造孔剂,通过挤压成型和高温固相反应法制备了堇青石支撑体。探究了不同造孔剂粒径及不同烧结温度对支撑体基本性能的影响,并用XRD和SEM技术对样品的物相组成和断面形貌进行了表征。研究结果表明,造孔径粒径越大材料内部孔径分布越宽、支撑体开孔率及空气渗透速率越高而抗压强度及耐酸腐蚀性越小;过高的烧结温度会促进烧结液相的产生,降低材料孔隙率及空气渗透速率,当烧结温度为1 300℃,添加粒径为10μm的造孔剂时可制备出开孔率为54.12%,抗压强度为8.25 MPa,空气渗透速率为7.62 m~3/(h·Pa·m~2),耐酸腐蚀率为99.59%的堇青石陶瓷支撑体。     

煤灰流动性研究方法进展

随着煤转化工业对转化率和生产效率要求的进一步提高,煤的热转化过程更趋向于在高温高压转化器中进行。在高温高压的液态排渣燃烧炉和气化炉中,煤中矿物质完全熔融成熔渣形式再排出。对于采用液态排渣和水冷壁的气流床气化炉,要求煤灰熔融温度低于操作温度,熔渣黏度范围为2.5~25.0 Pa·s,且在操作温度范围内黏度随温度的波动较小,因此气化过程中煤灰的熔融性和黏温特性是影响熔渣流动的关键因素。笔者论述了传统灰熔融评价方法的发展过程,各国标准方法的原理都是通过被压实样品在升温过程中的形变来判断得出熔融温度,但仅靠熔融温度无法提供实现现代大型气化过程精细化控制所需信息,而对煤灰熔融过程的全阶段测试有助于更准确地指导实际生产。对比各国研究者对熔融过程的定性和定量研究表明,熔融温度中的变形温度并非煤灰开始熔融的温度,针对煤灰沉积、烧结等问题,熔融全过程测试提供的开始收缩温度和热力学计算预测的液相最初形成温度有助于更准确地预测煤灰可能产生沉积或烧结的温度。黏温特性的测试目前仍依靠高温旋转黏度测试法,该法耗时较长且流程繁琐,因此研究者更趋向于用更简便和省时的方法实现对适用样品的黏温特性的快速筛选。除了试验方法,模拟计算方法在煤灰流动性研究中的应用越来越普遍,通过热力学计算和分子模拟方法,能够获得试验难以测得的矿物质组成及熔体的微观结构变化,且分子模拟中非平衡分子动力学方法可更准确模拟复杂流体的剪切稀化过程,从而获得更接近试验值的黏度计算结果。采用非平衡方法提高了计算结果的准确度,但也增加了计算的复杂程度及所耗费的机时,且目前煤灰体系的计算模型选择不多,因此采用分子模拟方法应综合考虑体系的复杂度与计算结果的准确性。随着熔融过程研究的进一步深入和模拟计算方法的普遍应用,试验结果呈现的宏观性质变化机理将更易于通过微观结构变化来阐明,反过来也将有助于优化现有的模拟计算方法和参数。     

陶瓷基微反应器制备的研究进展

微反应器中亚毫米级的流体通道具有高效的传质传热效应,使其能够强化反应过程。随着微细加工技术的发展,制备出了耐高温耐腐蚀的陶瓷基微反应器,适用于更严苛的反应条件,然而陶瓷基微反应器的制备存在微结构成型工艺复杂、密封难度较大等问题。本文主要介绍不同陶瓷材料微反应器的制备工艺,重点论述陶瓷基微反应器制备过程中常规微加工技术的优化和新型微加工技术的引入,对比这些技术对微结构成型的改善效果。列举常用的陶瓷微通道密封连接方法,概述其特点和适用范围。并提出在陶瓷基微反应器制备的后续研究过程中,应注重陶瓷基微反应器制备的成功率和新技术的开发,完善陶瓷基微反应器的性能,将陶瓷基微反应器引入到更广泛的应用体系中。