流化床焚烧处理有机浓缩废液的结焦结渣特性

温度是有机废液焚烧的重要参数,也是影响焚烧炉结焦结渣的重要因素.实验研究分析了采用流化床焚烧处理有机浓缩废液时,焚烧温度对结焦结渣的影响.研究表明：随着焚烧温度的升高,焚烧炉的结焦结渣程度逐渐加大,渣样晶相由以Na₂SO₄、NaCl等为主转变为以Na₂SO₄、Na₂Si₃O₇等为主,且Na₂Si₃O₇在渣样中的比重随着焚烧温度的升高而升高;向焚烧炉添加石灰石、Fe₂O₃粉末、高岭黏土等添加剂能够较好地抑制焚烧炉的结焦结渣.     

纳米MOx/ZrO2催化剂上乙醇氧化合成乙醛性能研究

采用溶胶-凝胶法首先制备出Zr(OH)₄凝胶，再将凝胶用乙醇进行醇化处理，经烘干和焙烧制得ZrO₂纳米载体。载体颗粒粒径均匀，大小为20 nm左右。以ZrO₂为载体，采用浸渍法分别负载Fe₂O₃、CuO、NiO和Mo₂O₃等不同金属氧化物，制得负载型催化剂。通过XRD、TEM、SEM和IR等对催化剂进行表征。以乙醇氧化脱氢合成乙醛为探针反应，考察了催化剂的催化性能。实验结果表明，催化剂Fe₂O₃/ZrO₂在反应温度为573 K时，乙醇转化率为75.8%，乙醛选择性为97.3%。     

固体超强酸催化剂S2O2-8/Fe2O3-Al2O3的制备及其酯化性能

以硝酸铁为铁源、硝酸铝为铝源,通过共沉淀法制备固体超强酸催化剂S₂O^2-₈/Fe₂O₃-Al₂O₃。通过催化剂样品的FT-IR谱图、不同焙烧温度催化剂样品的XRD谱图、不同陈化温度的N2吸附-脱附曲线以及催化剂样品的SEM照片,研究了其晶体的形成过程。催化剂样品红外谱图表明,催化剂中的S=O有较强的共价双键特征,诱导催化剂形成超强酸性;在XRD谱图中既无Al₂O₃的晶相峰,也无Fe₂(SO₄)₃晶相峰,说明Al₂O₃与Fe₂O₃ 在催化剂样品的表面形成了Al₂O₃-Fe₂O₃ 共价键的复杂结构。采用BET方程和BJH模型计算催化剂样品的比表面积和孔径分布,经冰水陈化的催化剂样品平均孔径为9.1 nm,最可几孔径为7.5 nm,比表面积为78.9 m²·g^-1,孔容0.149 cm³·g^-1。研究了催化剂的铁与铝物质的量比、(NH₄)₂S₂O₈浸渍浓度和不同焙烧温度对硬脂酸正丁酯酯化率的影响。在反应温度85 ℃、催化剂用量0.2 g (为反应物总质量的2%)和回流反应150 min的条件下,酯化率可达84.5%。     

3,5-二甲基苯酚甲基化合成2,3,5-三甲基苯酚的铁系催化剂研究

研究了3,5-二甲基苯酚甲醇气相催化甲基化合成2,3,5-三甲基苯酚的铁系催化剂。以Fe₂O₃为主催化剂,并通过添加Cr₂O₃、MgO、MnO、PbO₂和ZnO等为助催化剂进行性能调变。考察了催化剂组成、助催化剂含量和催化剂负载量对活性的影响。结果表明,Fe₂O₃为主催化剂,MnO和Cr₂O₃为助催化剂,Fe₂O₃、 MnO 和Cr₂O₃物质的量比为1∶0.1∶0.02,负载主、副催化剂质量分数10%效果最佳。催化剂用XRD、BET和TPD进行了表征。     

用于染料废水CWPO处理的Fe2O3-CeO2/γ-Al2O3催化剂的制备及活性

采用分层浸渍法研制出负载型Fe₂O₃-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂,并使用BET、XPS和XRF方法对其进行了表征.以偶氮染料模拟废水为目标降解物,考察了该催化剂在催化湿式过氧化氢氧化工艺（CWPO）中的催化活性.结果表明,对于500 mg·L^-1的甲基橙模拟染料废水,在常温（25℃）和常压条件下,当催化剂Fe2O3-CeO2/γ-Al2O3和氧化剂H2O2的投加量分别为30 g·L^-1和330 mg·L^-1时,处理3 h时的脱色率、COD去除率和TOC去除率分别可达88.77%、89.54%和81.44%,表明该催化剂在CWPO工艺中具有较高的催化活性.     

S2O2－8/Fe2O3-ZrO2-SiO2固体酸催化剂合成马来酸二己酯

在铁锆氧化物中引入硅的氧化物，并用S₂O^2－₈浸渍铁锆硅复合氧化物，制得较S₂O^2－₈/Fe₂O₃-ZrO₂（PSFZ）和SO^2－₄/Fe₂O₃-ZrO₂-SiO₂（SFZS）催化活性更强的固体酸催化剂S₂O^2－₈/Fe₂O₃-ZrO₂-SiO₂（PSFZS），研究获得最佳制备条件。用马来酸酐与正己醇的酯化反应考察了催化剂活性。XRD和TEM结果表明，制备的催化剂S₂O^2－₈对铁锆硅复合氧化物的促进作用明显好于SO^2－₄；SiO₂ 和Fe₂O₃的引入使催化剂呈现多孔结构，分散性好，其稳定性增加，催化活性提高；用该催化剂代替硫酸和对甲苯磺酸用于催化马来酸酐和正己醇的酯化反应，可得无色透明的酯化产物，3 h内酯化率达97.9%，分别比PSFZ和PSFZS催化剂提高约10%20%。     

Fe2O3对高变质程度脱灰煤热解反应性与半焦结构的影响

利用热天平研究了共混合法负载Fe₂O₃高变质程度脱灰煤的热解反应性,结果表明煤粉负载Fe₂O₃后热解反应性高于无负载的热解反应性。负载Fe₂O₃煤样在程序升温加热的马弗炉中制备出半焦,利用FTIR、XRD和RAMAN 等分析了半焦结构。由TG和FTIR可知,负载Fe₂O₃煤样热解时,热解转化率增加,热解后自由基增加。由XRD可知,Fe₂O₃没有使得煤样半焦的002峰衍射角发生明显变化,但使L_a和L_c参数明显降低,说明半焦的微晶结构石墨化程度降低。另外,在XRD分析谱图中发现部分Fe₂O₃被还原成FeO。由RAMAN可知,Fe₂O₃使半焦的G峰峰面积降低,D峰峰面积增加,说明半焦的有机结构有序化程度降低。     

磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4光催化剂的制备及光催化性能研究

以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe₃O₄ 为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂。采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、傅立叶红外变换光谱和紫外可见漫反射光谱等对催化剂进行表征。以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究。结果表明,磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂样品混晶中,锐钛矿相TiO₂ 占90%以上,制备的催化剂样品为层状结构,平均颗粒粒径约为(50~80) nm,呈现顺磁性,在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离。同时,磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂具有较强的光催化活性,在光催化剂用量0.5 g·L^-1 、溶液初始浓度100 mg·L^-1 和光催化反应120 min条件下,酸性大红3R降解率达95%。     

SO2－4/Fe2O3-γ-Al2O3固体超强酸催化剂的制备

通过浸渍法制备SO^2－₄/Fe₂O₃(SF)固体超强酸，将γ-Al₂O₃纳米纤维通过粘附的方法负载到固体超强酸SO^2－₄/ Fe₂O₃上，制得SO^2－₄/Fe₂O₃-γ-Al₂O₃(SFA)固体超强酸催化剂,并选用乙酸和丁醇的酯化反应来测试SO^2－₄／Fe₂O₃-γ-Al₂O₃(SFA)固体超强酸催化剂的催化性能，在不同催化剂种类、不同γ-Al₂O₃加入量、不同焙烧温度和时间以及不同浸渍液种类和浓度的条件下，对催化活性进行了分析和讨论。     

ZrO2(3Y)包裹Al2O3纳米复合粉体的制备

以pH值缓冲溶液为沉淀剂,用非均匀成核和液相共沉淀相结合的方法合成出了ZrO₂（3Y）包裹Al₂O₃纳米复合粉体.用XRD、TEM对所制备粉体进行了表征.研究表明：加入分散剂使Al₂O₃悬浮液的等电点向酸性区移动,Zeta电位绝对值增大,其中pH值为9.56对应的Zeta电位绝对值最大,悬浮液最稳定.Al₂O₃悬浮液pH值为9.5,ZrOCl₂和YCl₃混合溶液浓度为0.2 mol•L^-1时前驱体的收得率最高.600℃煅烧后得到的粉体中只有α-Al₂O₃、t-ZrO₂两种物相,在Al₂O₃颗粒表面附着10 nm左右的ZrO₂（3Y）颗粒.     

铁钙比对煤灰中耐熔矿物生成的抑制机理研究

铁基助熔剂和钙基助熔剂能有效降低煤灰熔融温度,为了研究铁钙比(Fe2O3/CaO)对煤灰中耐熔矿物生成的抑制机理,根据煤灰化学成分组成,在三种不同系列的煤中加入含铁助剂,调整煤中的铁钙比,对煤灰进行灰熔融温度、煤灰成分分析,对还原性气氛下制备的煤灰渣进行X射线衍射分析(XRD).结果表明:加入含铁助剂可降低煤灰熔融温度,在相同铁钙比下,加入Fe助剂的煤灰熔融温度低于加入FeS2助剂的煤灰熔融温度,硫在煤灰中起增加煤灰熔融温度的作用;煤灰中铁钙比不同对高熔点矿物的生成影响不同,当铁钙比在1~2间时,灰渣中仅有钙长石,当铁钙比在3.5~5.5间时,灰渣中既有钙长石的也有耐熔矿物莫来石的存在,煤灰中铁质矿物和钙质矿物的含量对耐熔矿物的生成有很大影响.     

添加剂对催化气化工艺中煤灰结渣性及气化性能影响研究

煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣，直接影响了流化床气化炉的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一。通过自制的压差法烧结温度测定实验装置，并结合XRD 等分析表征及Factsage热力学软件模拟计算，考察了不同添加剂对煤灰烧结特性及气化性能的影响，并从矿物学角度探讨了添加剂对煤灰结渣特性及气化工艺的影响。结果表明，添加硅铝系添加剂可提高煤灰的烧结温度；相比硅系添加剂，添加高铝系添加剂对改善煤灰的烧结温度效果更明显；高铝系添加剂可作为一种高效的阻熔剂，但因在气化过程中容易同催化剂反应，导致催化剂催化性能降低，对煤的气化活性及催化剂回收率产生不利影响；添加氧化钙添加剂，煤的灰熔温度及烧结温度均增加，随氧化钙含量增加，灰熔点及烧结温度均升高，且对气化活性及催化剂回收率有良性作用；氧化钙可作为改善煤种结渣性的添加剂用于催化气化工艺中，需根据煤种性质及工艺特点确定适宜的添加量。     

AGGLOMERATION BEHAVIOR IN A BUBBLING FLUIDIZED BED AT HIGH TEMPERATURE

Minimum fluidization velocity and agglomeration behavior were investigated at high temperature in an 80?×?30?mm two-dimensional quartz fluidized bed and in an 82?mm i.d. circular fluidized bed. Bed materials tested were two sizes of glass beads as well as three sizes of fluidized bed combustor (FBC) ash. The minimum fluidization velocity decreased with increasing bed temperature, whereas the minimum sintering fluidization velocity increased with the bed temperature. The sintering of glass beads belongs to visco plastic sintering, the first type. FBC ash agglomerate has higher amounts of SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, K₂O, and SiO₂ than in the original ash, indicating that low melting eutectics were formed and that the liquid phase in a silicate system was formed. The agglomeration of FBC ash belongs to the second type, an excessive quantity of liquid being formed by melting or chemical reaction.     

气化条件下煤灰熔融性研究

以CaO和Fe2O3为助熔剂,分别与7种煤样进行不同比例的混合,在气化条件下进行煤灰熔融性实验,降低煤灰熔融性温度,为生产合成气用煤的选择提供科学依据。实验结果表明,7种煤样的流动温度均能降至1400℃以下,煤灰添加CaO助熔剂时的灰熔融性温度变化比较稳定,而对Fe2O3助溶剂都较为敏感,仅在很小的含量范围内能达到最低点,而且规律性较差。     

Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中铝、铁的反应行为

以Al2O3, Fe2O3和Na2CO3为原料,对Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中的反应行为进行了详细研究. 基于溶出率与时间、温度的关系,证明Na2O×Al2O3和Na2O×Fe2O3的生成反应动力学都服从Zhuralev-Lesokin-Tempelman模型,表观活化能分别为186.59和80.92 kJ/mol,表明Na2O×Fe2O3比Na2O×Al2O3在动力学上更易形成;Al2O3易与Na2O×Fe2O3反应形成Na2O×Al2O3和Fe2O3,在1273 K烧结30 min,所得熟料Al2O3溶出率达98.51%;Fe2O3对Na2O×Al2O3的形成有双重作用,在1273 K下可加速Na2O×Al2O3的形成,超过1323 K,促使Na2O×Al2O3分解成Na2O和b-Al2O3,且随着温度升高或时间延长,分解程度增高,从而导致熟料中Al2O3溶出率显著降低.     

煤灰渣熔融特性的研究进展

煤灰的熔融特性不仅与煤灰的化学组成有关,还与灰成分的矿物形态有关,其中酸性氧化物可提高煤灰熔融温度,碱性氧化物却呈现降低煤灰熔融温度与助熔剂的作用。煤灰熔融温度与相平衡性质的良好相关性,可利用三元相图来预测和解释。据此通过添加不同助剂与煤灰中氧化物相互作用生成高熔点或低熔点物质的方法可改变煤灰熔融特性,以适应不同排渣方式和气化工艺的选择;同时将经碱盐催化气化后的煤灰添加适当助剂煅烧后可使其中形成玻璃网络的氧化物(如SiO2)与修饰中间氧化物(Al2O3、Fe2O3等)和修饰网络氧化物(Na2O、CaO、MgO等)相互作用形成新的稳定硅酸盐复合物,实现了含碱灰渣的煅烧脱碱无害化。     

燃煤流化床床料异相降解氮氧化物实验研究

研究了几种典型床料对氮氧化物的直接降解作用,Ｆｅ可以高效地催化还原氮氧化物,而铁的氧化物只有在还原性气氛下才对氮氧化物表现出强烈的催化还原作用。在燃煤流化床中由于Ｆｅ的再生特点使之能够成为降低氮氧化物排放的有效途径。ＣａＯ对氮氧化物也具有较强的催化还原作用,而ＳｉＯ２则表现出对氮氧化物弱的降解作用。     

纳米Al2O3与SiO2在陶瓷釉料中的应用

将纳米Al2O3与SiO2材料应用于陶瓷面釉釉料中,其烧结温度比普通陶瓷面釉釉料烧结温度降低了30℃;并且釉层质量得到明显改善。该面釉釉料良好的性能源于纳米材料较大的表面积及高的烧结活性。     

燃煤灰渣火山灰反应活性

利用活性SiO2,Al2O3与石灰水化反应产物可溶解于稀盐酸的特性,对2种粉煤灰、2种沸腾炉渣和4种流化床固硫灰渣中具有火山灰活性的SiO2,Al2O3反应动力学进行了研究,并以此来评估不同种类燃煤灰渣的火山灰反应活性.结果表明:所采用燃煤灰渣的活性SiO2,Al2O3火山灰反应均符合一级反应动力学模型;活性Al2O3反应速率常数大于活性SiO2,而表观活化能相反;沸腾炉渣和流化床固硫灰渣火山灰活性接近,均明显高于粉煤灰;高温对粉煤灰火山灰活性的激发更为有利.     

外加剂对白云石烧结及抗水化性的影响

研究了钢渣、Al2 O3、Fe2 O3 及复合稀土氧化物对白云石烧结及抗水化性的影响。发现它们都在一定程度上促进了白云石的烧结 ,并提高了其抗水化性。其中以添加复合稀土氧化物的效果最好 ,而其他几种添加剂的作用基本相同。考虑成本及环境因素 ,选择钢渣还是可取的。添加剂中的Fe2 O3、Al2 O3等与CaO反应生成C2 S、C4 AF、C2 A、C3A等物质 ,但仍有游离CaO存在 ,可对钢水起净化作用