小麦秸秆燃烧过程中碱金属释放特性

生物质作为可再生洁净能源,在中国能源结构中将占据越来越重要的地位。生物质中碱金属元素(主要是K)含量丰富,是生物质灰的主要成分。由于碱金属无机盐(如KCl)具有较低的熔点,因此生物质内碱金属极易在燃烧中释放,此特性给生物质能源的开发及利用带来了严重的技术安全问题。在生物质燃烧过程中,部分碱金属灰分气态释放后,易于凝结、吸附并沉积在锅炉炉膛受热表面,造成玷污、结垢及积灰等问题,严重影响锅炉的换热,甚至造成腐蚀。因此,研究生物质燃烧过程中碱金属元素的释放规律及机理,将为我国生物质的清洁高效利用提供有力的理论支持,具有较好的社会经济及学术意义。以小麦秸秆为试验对象,研究生物质燃烧过程中碱金属的释放特性,通过水平管式炉及XRD、SEM-EDS等检测手段,研究了燃烧温度400～900℃碱金属的释放特性。结果表明,碱金属K主要以水溶性形式存在,碱土金属Ca、Mg主要以醋酸铵溶及水溶性形式存在。水溶性K主要以KCl、KNO_3、K_2SO_4和K_3PO_4的水合离子或晶体存在。燃烧过程中,400℃内主要释放有机K及少量无机K,400～600℃时,K释放主要以KNO_3的无机K为主,600℃以上时主要以KCl和KNO_3释放。碱土金属Ca和Mg会形成较稳定的化合物,不易释放。通过对灰渣表面元素富集状况分析可知,K与Cl含量同步变化:600℃内,K与Cl含量同步增长,主要因为有较多碱金属化合物以KCl的形式析出;高于600℃时,灰渣表面K与Cl含量减少,主要因为KCl与SiO_2等发生反应或直接以KCl的形式释放。     

阴燃技术在土壤修复中应用的中试

石油烃类的含油污泥处置是目前土壤修复中的一大难题。传统的修复方式有生物修复、热解法等。生物修复方式修复时间长,处理不彻底;热解虽然处理时间短,但能耗高、处理不彻底。主要介绍了阴燃技术,并讨论土壤的有机污染治理。符合阴燃条件的污染土壤,通过阴燃技术成功处理了污染的石油烃类污染土壤,同时阴燃过程中能耗很低,从理论到中试都证明了阴燃在土壤修复中修复效果显著,非常节能环保。     

含油污泥阴燃处理技术研究与进展

含油污泥是石油石化行业的主要污染物之一,不仅会造成环境破坏,而且会带来资源浪费。目前,处理含油污泥的传统方法主要有固液分离法、化学破乳法、溶剂萃取法、热洗涤法、生物处理法以及焚烧法等,这些方法能在一定程度上降低含油污泥的含油率,但存在处理成本相对较高、工艺较为复杂、流程相对较长等问题。阴燃处理法是国际上一种新兴处理技术,能够较好地弥补上述传统处理方法的不足。从阴燃的研究历史、工作原理、数值分析、研究进展及工程应用等方面开展了系统说明,分析了该技术目前存在的主要问题,并指出了该技术的研究方向。     

阴燃处理华北油田含油污泥的研究

通过自制的阴燃设备,研究了含油率、含水率、通气速率以及介质粒径等对华北油田含油污泥阴燃的影响。结果表明,在含油率为6%～18%,含水率为0～12%,空气通量为0.796～6.368 cm/s时,含油污泥能够成功点火并实现自维持燃烧状态,其中的石油烃降解效率高达99%。在保证油泥能够阴燃的情况下,适当的减小含油率或增大通气率,可有效提高含油污泥的完全燃烧程度。TG-DSC及元素分析表明,阴燃温度低于矿物盐的分解温度,可以有效避免SO_x、NO_x等有害气体的生成。     

阴燃的机理及其对策

阴燃火灾是在火灾中难以对付且对国民经济会造成巨大损失的一种火灾。在石化企业，阴燃火灾也会发生。某公司炉堂曾发生一起竹制跳板阴燃引起的火灾事故，由于发现早，灭火及时，没有造成严重的经济损失。但是，不能因为这次没有造成重大经济损失就忽视这类火灾事故，因为石化企业大多是易燃易爆物品，任何火灾都必须高度重视。     

玉米秸秆颗粒热解活化过程的热力学和动力学研究

利用热重分析研究了玉米秸秆颗粒制备活性炭的热解和活化过程.热解采用氮气为保护气体,升温速率 K/min,终温723 K,恒温时间30 min.热解过程主要发生在40～620 K之间,热解炭材微孔结构和机械强度良好.活化采用CO2为活化剂,升温速率10 K/min,终温1073 K,恒温时间20 min,活化反应主要发生在90～1070 K之间,得到的活性炭具有较大的比表面积(404.6 m²/g)和优良的吸附性能.通过对热解和活化过程的热重及差热变化综合分析,确定了两段热化学反应的活化能和频率因子.了解了热解和活化过程的热力学和动力学特性,为制备优质的生物质颗粒活性炭提供理论指导作用.     

聚碳酸酯热分解特性及其与热释放的关系

研究了多种聚碳酸酯材料的热分解特性,考察了其热分解特性与热释放的关系。结果表明,在空气条件下聚碳酸酯材料都表现出了两个阶段分解的特性,氧气会导致聚碳酸酯材料热稳定性降低和炭层氧化。溴系阻燃剂的加入会导致聚碳酸酯的热失重峰值温度(DWPT)提高,这意味着峰值出现的时间将延后,效果以溴系阻燃剂PBBC最为明显。硅氧烷成分的加入有助于提高聚碳酸酯的耐热性和成炭性,显著降低热释放,但是会提高质量热损失峰值速率(DWPV)。碳酸钙的加入不但会降低聚碳酸酯的耐热性和成炭性,而其同时降低DWPV。硅氧烷成分和碳酸钙同时加入对降低DWPV具有显著的协同作用。添加20%溴系阻燃剂PBBC可以显著降低聚碳酸酯热释放峰值(PHRR)、2min热释放总量(THR)和DWPV,添加碳酸钙能够使DWPV进一步降低,但是对降低热释放没有任何帮助,反而会导致THR显著增加。这也说明,DWPV的降低并不一定导致材料的PHRR和THR也同时降低。     

HIPS和PE-LD阴燃特性的研究

采用锥形量热仪研究了金属化合物、还原性物质等添加剂对HIPS及PE-LD阴燃特性的影响,以及炭黑等填料在阴燃中的作用,并且对阴燃机理作了初步探索。结果表明:常用金属氧化物氧化铁、氧化钙、氧化锌以及氯化铜可以提高炭层活性,能够明显促进HIPS及PE-LD阴燃燃烧;氧化铝、氧化镁、氧化钼降低炭层活性减缓阴燃燃烧; 炭黑为阴燃提供燃料促进阴燃燃烧;阴燃燃烧过程是一个氧气扩散过程,减少阴燃前沿的氧气供应,可以起到抑制阴燃的作用。     

纳米钼酸盐阻燃剂的制备及表征

采用熔盐法合成了阻燃剂纳米钼酸镁、钼酸钙、钼酸钡。利用X射线衍射测定了其晶体结构,通过热重及差热分析比较了碱土金属钼酸盐的阻燃效果。结果表明,钼酸钙热稳定性较差,钼酸镁的失重温度比钼酸钙高约10℃,比钼酸钡高50℃以上;钼酸镁在分解过程中整体属于放热,钼酸钙、钼酸钡属于吸热过程,钼酸镁、钼酸钡和钼酸钙的阻燃效果依次递增。     

酸性磷铵料浆浓缩过程中氟逸出率的测定

测定了酸性磷铵料浆在浓缩过程中氟的逸出率和中和度、含水率的关系。结果表明，氟的逸出率随含水率和中和度的减小而增大。中和度低于0．4时，氟的逸出率较大，受中和度的影响较明显，而当中和度超过0．6之后，受中和度影响较小。     

Crack Growth and Acoustic Emission in Ceramics During Thermal Shock

It is recognized that microcracks may contribute to failure of ceramics undergoing thermal shock, although there is little direct experimental evidence. The combination of acoustic emission (AE) and SEM observations provides such evidence. In this work AE data were analyzed after rapid quenching of samples in silicone oil. A thermal shock resistant material, alumina, and a material resistant to thermal damage, advanced zirconia refractory, have been examined. Cracks were detected by analysis of AE amplitudes and durations and their growth was monitored by systematic SEM observations as thermal shocks of increasing severity were applied. Three-point bending strengths were determined in air after quenching. For the first time SEM images are presented showing early stages of crack initiation for temperature differences less than Δ T_crit , i.e., where the fracture was not believed to occur. Further development of the cracks leads to abrupt strength reduction in alumina and controlled strength loss in zirconia, although AE data did not indicate any particular pattern of catastrophic crack propagation when substantial loss of strength occurred.     

硫酸装置节能减排技术改造

液硫保温蒸汽冷凝水因含有蒸汽,又有漏硫磺的风险,我公司采用的方法是因地制宜的增加换热器回收系统,分别将一二期装置的液硫保温蒸汽冷凝水进行冷却回收,一期是将液硫大罐、精硫槽、界区内的液硫管道的冷凝水排放管进行汇总改造,保留原有的排空管不变,增加一只管道到换热器系统。总计每小时可以回收约7 t左右的冷凝水及一部分热量。     

水泥余热发电AQC余热锅炉改造可行性研究

本文针对早期水泥窑余热发电项目设计偏保守,发电量偏低的问题做了技术分析,并从理论角度指出通过窑头AQC锅炉本体的简单改造,即增加部分管箱的换热管排数,就可以起到锅炉扩容,提高发电量的目的。尽管此类改造尚存不确定因素,但为当前水泥企业指明了一条降本增效、节能减排的新途径。     

液相法制备纳米ZrO2粉体的热处理

用改进的液相法在不同热处理工艺下制备了纳米ZrO2粉体. 样品的TEM，SAXS，BET和XRD分析结果表明, 热处理对纳米ZrO2粉体性能的影响是显著的. 结合实验与理论分析, 得出粉末颗粒长大、团聚的机制与热处理对成份、粒度及微观结构变化均有影响.     

涂料热反射及隔热性能探讨

从涂膜表面的热反射率效应、漆膜的半球发射率效应和涂膜因低导热率而产生的隔热效应三方面讨论了涂料的热反射、隔热、节能等性能。     

圆筒形加热炉热辐射管金相组织检测及弯曲变形原因分析

对加热炉辐射室内炉管进行壁厚测量、金相检验和硬度测量,经过对其所受应力进行理论计算和金相检验分析,从而对炉管的可靠性、合理性和安全性进行全面评价,提出相应的改进和优化建议,并对其寿命进行理论预测。     

换热器热阻分析

对管壳式换热器传热过程各热阻进行数量级估计,并对总传热系数随各热阻的变化规律进行数学分析。     

Grain-Boundary Phase Crystallization of Silicon Nitride with Material Loss During Heat Treatment

An analysis was made of the Si₃N₄· Y₂O₃ crystallization process from a compacted Si₃N₄ powder (composition: 5 wt% Y₂O₃ and 2 wt% Al₂O₃) during heat treatment in various powder beds. X-ray diffraction was used to measure the degree of cyrstallization, which was correlated with weight loss. Crystallization and weight loss were affected significantly by the SiO₂ content in the packing powder. Crystallization correlated strongly with the weight loss. The dominant loss was attributed to SiO volatilization from the Y-Si-Al-O-N liquid. The crystallization mechanism with the loss of material was interpreted using a solubility—supersolubility diagram at constant temperature.