磷石膏流态化分解与甲烷燃烧反应热量耦合研究

在振动流化床中对磷石膏分解与甲烷催化燃烧热量耦合强化磷石膏分解过程进行了研究。考察了反应温度、碳硫摩尔比、甲烷浓度、物料高径比、气体流量和反应时间对磷石膏分解率、脱硫率以及产生气体SO2浓度的影响。实验表明,强化磷石膏分解反应适宜的耦合条件为:反应温度1 030℃,气体流量140 mL/min,φ(CH4)4%,碳硫摩尔比1.0,物料高径比4.8,反应时间60 min,磷石膏分解率和脱硫率分别达到95.42%和85.62%,SO2体积分数达到17.86%。     

磷石膏-废氨水固定CO_2的试验研究

利用企业废氨水、磷石膏与CO_2制备硫酸铵和碳酸钙,可以实现磷石膏和废氨水的资源化利用。系统考察了反应温度、反应时间、液固比、氮硫比、CO_2流量、搅拌速度和水洗预处理对硫酸钙转化率的影响。结果表明:在反应温度40℃、反应时间60min、液固比8.0、氮硫比2.4、CO_2流量500mL/min、搅拌速度300r/min、水洗预处理3次的最佳反应条件下,硫酸钙的转化率可达到96.11%。试验结果对磷石膏固废的综合利用和CO_2减排具有一定的实际意义。     

磷石膏脱硫工艺及应用研究

研究了以磷石膏为原料烧制硫化钙并用二氧化碳碳酸化分解硫化钙来生产硫化氢的工艺路线.通过单因素分析和正交实验设计,确定硫化钙碳酸化制备硫化氢的最佳工艺参数.最佳工艺参数为:反应温度为室温、二氧化碳气体流速为(110±10)个/min(以气泡计)、液固体积质量比为3 mL/g、反应时间为3 h.在此条件下硫的转化率为99%以上,残渣中硫质量分数可以降到1%以下.     

磷石膏复分解法制备硫酸铵的研究

以磷石膏和碳酸铵为原料,采用复分解法制备硫酸铵。考察了原料物质的量比、反应温度、反应时间、液固比、搅拌器转速等因素对磷石膏制备硫酸铵的影响。通过实验,确定了最佳工艺条件:原料液中CO2-3与SO2-4物质的量比为1.5,反应温度50℃,反应时间90 min,液固比为5.0,搅拌器转速为200 r/min以上。在此条件下,磷石膏制备硫酸铵转化率大于90.0%,产品质量分数大于98.0%。     

振动流化床中磷石膏分解耦合反应研究

在振动流化床中进行了磷石膏分解与焦炭燃烧反应耦合研究,考察了反应温度、碳硫摩尔比、床层高度和反应时间对磷石膏分解率、脱硫率以及产生气体SO2质量分数的影响。结果发现,在能量耦合条件下磷石膏的分解率、脱硫率和SO2质量分数都得到了显著的提高;当床层高度为200mm、碳硫摩尔比为0.8、空气流量为145mL/min和反应时间为1h时,磷石膏的分解率达到80.94%,脱硫率达到75.96%,SO2平均质量分数达到12.56%。     

氢气还原分解硫酸钙的热力学研究

运用热力学计算软件HSC对氢气还原硫酸钙进行了热力学研究。计算发现,加入氢气后硫酸钙的分解温度较自行分解所需的温度显著降低,且氢气浓度越低对硫酸钙反应越有利。根据热力学计算结果,利用磷石膏在流化床分解炉中进行热态试验,考察了反应温度、气体流量、床层高度对磷石膏分解时反应动力学的影响。实验结果表明,当气体流量242mL/min、床层高径比(H0/D)4.8、温度控制在1 000～1 050℃时,对于流化床中氢气还原分解磷石膏有利。     

CO_2气氛下褐煤还原磷石膏的TG-FTIR研究

为了实现磷石膏的资源化利用,采用热重-傅里叶红外光谱联用技术(TG-FTIR),在CO_2气氛下对曲靖褐煤还原磷石膏的反应特性进行了研究。通过热重-红外联用技术分别对固体产物和气体产物的生成规律进行分析。结果表明,CO_2气氛下褐煤的加入可以明显降低磷石膏的还原分解温度,褐煤还原磷石膏主要经过三个过程:水分析出过程、褐煤热解过程、褐煤和CO与磷石膏的还原过程,且第三个过程的反应产物随Ca/C摩尔比的不同而变化。当Ca/C=0.5时,主要固体产物为CaS,气体中SO_2的释放较少;当Ca/C=2时,褐煤与磷石膏反应生成CaS,此后生成的CaS又可与磷石膏发生固-固反应生成CaO,气体中SO_2释放量较高,为分解磷石膏制硫酸联产水泥提供一定的可能。     

硫酸连续分解高镁磷尾矿的实验研究

模拟工业硫酸分解磷矿制磷酸装置分解高镁磷尾矿以回收其中的P2O5及MgO,详细考察了硫酸过量系数、搅拌转速、液固比、反应温度和反应时间对P2O5及MgO转化率的影响,在最佳工艺条件下P2O5的转化率为95.52%,MgO的转化率为98.56%;随着液相表观sO3质量浓度的增加,磷石膏的过滤强度增大,适宜的液相表观SO3质量浓度为0.155～0.16g/mL,此时磷石膏的过滤强度为1765.6kg/m2·h.     

磷石膏制硫酸铵与副产碳酸钙工艺研究

采用单因素法研究了磷石膏粒度、物料配比、反应温度和反应时间对磷石膏转化率的影响,试验结果表明,在磷石膏粒度全部过80目,磷石膏与碳酸铵的质量比为550:270,碳酸铵用量为理论用量的103%~110%,反应温度为65~70℃,反应时间为2.5~3h的条件下,磷石膏的转化率可达到96%以上,反应得到的固体硫酸铵的产品质量可达到GB 535-1995中一等品的要求。并采用正交试验研究了各工艺参数对磷石膏转化率的影响顺序,试验结果为,氨的用量影响最大,其次为固液比,然后是反应时间、配料比和温度。此外,对副产碳酸钙渣生产轻质碳酸钙进行了研究,试验得到的轻质碳酸钙纯度达到了96%以上,产品的白度值大于90。     

氢氧化钠分解磷石膏工艺研究

为探讨磷石膏转化利用的新途径,进行了用氢氧化钠分解磷石膏将其转化为氢氧化钙和硫酸钠的实验。以一次一因素实验法考查了影响磷石膏分解的主要因素及可以获得的较优工艺条件。同时通过化学分析和粒度分析对滤渣的性质进行了分析评价。实验表明磷石膏分解适宜的工艺条件:配料比(氢氧化钠与磷石膏的质量比)为0.48∶1,液固比(水与磷石膏的质量比)为4∶1,反应温度为室温,反应时间为10 min。在此条件下磷石膏的分解率可达94.83%,滤渣中氢氧化钙的含量为80.96%(质量分数)。该工艺的优点是磷石膏分解速率快、分解转化效率高。     

鼓泡床中电石渣加速碳酸化分析与响应面优化

搭建了鼓泡床碳酸化反应器,研究常温常压下电石渣直接液相碳酸化矿化封存CO₂的能力,揭示了重要操作参数表观气速、液固比和CO₂浓度对电石渣矿化封存CO₂能力和碳酸化效率的影响规律。同时构建响应面模型,分析各参数对电石渣碳酸化效率的影响强度,优化获得最大碳酸化效率及相应操作工况。结果表明,增加气速有利于钙离子溶解和CO₂吸收,但反应器中过高气速易导致气相通道效应,不利于气液充分接触。当液固比降低,溶液中钙离子浓度提高,更有利于碳酸化反应,但液固比过低会影响固液间传质。适当增加CO₂浓度有利于提高碳酸化效率,但CO₂浓度增至到一定值后,对碳酸化效率影响降低。响应面建模分析发现,各因素对碳酸化效率影响顺序为：液固比>CO₂浓度>表观气速。优化结果发现碳酸化效率最高为93.58%,工况为表观气速0.07m/s,液固比为8.26mL/g和CO₂体积分数为20.91%。研究可知,鼓泡床中常温常压下电石渣直接液相加速碳酸化反应,具有较大的CO₂固定量和高的碳酸化效率,实验结果为电石渣加速矿化封存CO₂技术的发展提供了基础数据。     

分子筛催化下苯与长直链烯烃的烷基化反应研究

在全混釜批式反应器（ＣＳＴＲ）中研究了Ｙ型分子筛催化剂作用下苯与长直链烯烃的烷基化反应，探讨了投料比对烯烃转化率以及温度对产物选择性的影响。在所设计的新型液固循环反应－再生流化床反应系统中，用工业原料验证了在分子筛催化剂作用下采用该反应系统连续合成长直链基苯的工业可行性     

磷石膏-废氨水对CO_2矿化能力的研究

利用磷石膏和废氨水对二氧化碳(CO_2)进行矿化反应,研究反应温度、反应时间、液固比、氮硫物质的量之比、CO_2流量、搅拌转速、水洗预处理次数等因素对磷石膏-废氨水体系矿化CO_2能力的影响。通过实验确定最佳反应条件:反应温度40℃、反应时间60 min、液固比8.0 m L/g、氮硫物质的量之比2.4、CO_2流量500 m L/min、搅拌转速300 r/min、水洗预处理次数3次。在此条件下,磷石膏-废氨水对CO_2的矿化能力可达到100g磷石膏固定CO_223.60 g。     

1,2-Dichloroethane production by two-step oxychlorination reactions in a fluidized bed reactor

The reaction characteristics of two-step oxychlorination to produce 1,2-dichloroethane as a feedstock of PVC production were determined in a fluidized bed reactor. The effects of superficial gas velocity and gas composition on the reactivity and fluidization stability have been determined to find the optimum operating conditions in the continuous fluidized bed reactor system. It has been found that the average ethylene conversion is 94% with ethylene dichloride (EDC) selectivity of 97-98%, the average HCl conversion is 97.4%, the solid reactant conversion is 54% and a solid inventory ratio for the optimum reaction conversion is 3.3 in the process.     

高硫煤还原磷石膏制SO_2

在N2气氛下研究了高硫煤还原磷石膏的热分解反应特性,利用烟气分析仪分析析出的气体成分。研究了不同颗粒尺寸的高硫煤对磷石膏分解的影响,结果表明,高硫煤颗粒尺寸在97—147μm有利于磷石膏分解制SO2的反应。研究还发现原料摩尔比对磷石膏的反应历程有显著的影响,当摩尔比为1∶1.96时,磷石膏还原分解的固体产物有CaS和CaO;当摩尔比降为1∶1.18时,固体产物中CaO大量增加,而仅有少量CaS存在;当摩尔比降到1∶0.98时,固体产物中除了CaO和CaS外,还发现了未反应完的CaSO4。所以摩尔比在1∶1.18时有利于高硫煤还原磷石膏制SO2。     

不同气氛对硫化钙和磷石膏反应的影响研究*

硫化钙与磷石膏之间的固-固反应,以生成氧化钙和二氧化硫的反应为优势反应,同时反应中存在许多副反应。考虑到实际工业生产情况,在高温管式炉中,控制硫化钙与硫酸钙物质的量比为1.2∶3,在氮气、二氧化硫混合气氛基础上,逐步引入二氧化碳、一氧化碳、氧气等气氛,研究外加气氛对磷石膏分解率的影响。结果表明,不同的气氛对固-固反应有不同的影响。高物质的量分数的二氧化硫和氧气会抑制反应,使得磷石膏分解率大幅度降低;一氧化碳可以促进磷石膏的分解;二氧化碳的存在对反应几乎没有影响。     

Gasification characteristics of combustible wastes in a 5 ton/day fixed bed gasifier

The gasification characteristics of combustible wastes were determined in a 5 ton/day fixed bed gasifier (1.2 m I.D. and 2.8m high). The fixed bed gasifier consisted of air compressor, oxygen tank, MFC, fixed bed gasifier, cyclone, heat exchanger, solid/gas separator, water fluidized bed reactor and blower. To capture soot or unburned carbon from the gasification reaction, solid/gas separator and water fluidized bed were used. The experiments with 10–50 hours of operation were carried out to determine the effects of bed temperature, solid/oxygen ratio and oxidant on the gas composition, calorific value and carbon conversion. The calorific values of the produced gas decreased with an increase of bed temperature because combustion reaction happened more actively. The gas composition of partial oxidation of woodchip is CO: 34.4%, H₂: 10.7%, CH₄: 6.0%, CO₂: 48.9% and that of RPF is CO: 33.9%, H₂: 26.1%, CH₄: 10.7%, CO₂: 29.2%. The average calorific values of produced gas were about 1,933 kcal/Nm³, 2,863 kcal/Nm³, respectively. The maximum calorific values were 3,100 kcal/Nm³ at RPF/oxygen ratio: 7     

NOx removal by selective noncatalytic reduction with urea solution in a fluidized bed reactor

A fluidized bed reactor has been developed to overcome the plugging problem of urea injection by employing a sparger rather than nozzles in the SNCR process for simultaneous removal of SO₂ and NO_x. In a developed fluidized bed reactor, the optimum temperature to remove NO_x is shifted to lower values, the reaction temperature window is widened with the presence of CO in flue gas, and NO conversion is higher than that in a flow reactor. The optimum amount of urea injection in the reactor is found to be above 1.2 based on the normalized stoichiometric molar ratio (NSR) with respect to NO conversion. In the simultaneous removal of SO₂/NO, conversions of SO₂ and NO reach 80–90%, nearly the same values for the individual removal of SO₂ and NO above 850 ‡C.     

大颗粒三相环隙气升式环流反应器流体力学行为

研究了大颗粒体系气升式环流反应器的流体力学行为,考察了表观气速和颗粒质量分数对床层膨胀高度、循环液速和固含率分布的影响。实验结果表明,按颗粒的运动状态不同可以将反应器内的流动分为3个区域,即固定床区域、膨胀床区域和循环床区域,各流动区域内的流动行为存在显著差异。随着颗粒质量浓度的增大,起始流化气速和最小循环气速均显著增大。基于三相流化床的流化模型和环流反应器的特点建立了相应的数学模型,对大颗粒三相气升式环流反应器的起始流化气速和最小循环气速进行了预测,模型预测值与实验测量值吻合良好。