碳酸钙强化酚醛型线路板热解脱溴

酚醛型线路板是国内废旧电子线路板的主要类型之一,因其较高的溴代阻燃剂浓度而难于常规回收处理。实现回收的关键在于脱溴,即将有机溴代物转化为无机溴化物。为此采用混合热解吸收技术,着重研究碳酸钙与酚醛型线路板混合热解的脱溴过程。对混合碳酸钙的酚醛型线路板热重实验结果的分析表明：碳酸钙的存在能有效吸收溴化氢并抑制其进一步转化为有机溴代物,从而促进脱溴。通过石英管式热解反应实验,采用莫尔法分析无机溴的相对含量,证实了热解时添加等质量的碳酸钙能吸收93.4%的无机溴并提高脱溴量1倍。对热解油进行GC/MS分析表明：添加碳酸钙后热解油中有机溴代物相对含量降低了25%,由此进一步表明碳酸钙能抑制有机溴代物的生成从而强化热解脱溴。     

钙及其赋存形态对煤热解过程中氮转化的影响

燃煤NO_x生成与煤中含氮物质的种类及其在热解、燃烧中的转化特性密切相关。利用酸洗—物理混合/溶液浸渍添加方法制备获得含不同赋存形态Ca的煤粉,在水平管式炉上研究了不同赋存形态Ca对煤热解过程中氮转化特性的影响。结果表明,无机形式存在的Ca会使热解后的焦氮含量升高,而有机形式存在的Ca倾向于降低热解后的焦氮含量。添加以Ca(OH)2为模型物质的无机含钙矿物会抑制煤热解过程中NH_3的生成。添加以醋酸钙为模型物质的外在或内在有机含钙矿物后,NH_3均降低而HCN生成量升高,表明有机含钙矿物会促进煤中氮向HCN的转化。与以外在矿物形式添加的醋酸钙相比,以内在矿物形式添加的醋酸钙对热解中氮转化行为的影响较小。     

典型杂质掺混对废塑料热解油特性的影响

以从4个典型的废弃物处理场取得的与废塑料掺混的杂质样品作为纯塑料热解过程中的添加剂,研究不可回收废塑料中掺混的杂质组分对塑料热解油品质的影响。研究内容包括4种杂质（I₁～I₄）对聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及混合塑料热解的影响以及杂质中的无机和有机组分在热解中分别起到的作用。结果表明,杂质的添加将塑料热解油中主要组分的富集度由65.5%提升到79.2%～90.3%;其中来源于废旧自行车拆解厂的杂质I₄对热解油组成的影响最为显著。I₄使得聚乙烯及聚丙烯热解油中的烯烃含量分别提高了25.0%及21.1%,但对聚苯乙烯的热解没有显著影响。I₄对塑料热解的影响可分为三个方面：无机灰分作为热载体起到的作用、特定活性灰分组分的催化作用以及杂质中有机组分参与热解的影响。灰分作为热载体促进了聚合物分子链的裂解;活性灰分组分能够催化加氢及氢转移等反应;而I₄中有机组分热解提高了油相产物中芳烃和烯烃的含量。该研究将为废塑料规模化热解过程中原料的预处理及热解油品质调控提供指导。     

粉煤灰中氧化钙和氧化铁的存在及可分离性研究

武汉市阳逻电厂粉煤灰中的Al，Si主要赋存在石英，莫来石和铝硅酸盐玻璃相中；Ca主要赋存在化学稳定性差的高钙铝／铁硅酸盐玻璃相中；K，Na,Fe和少量的Ca、Ti赋存在铝硅酸盐玻璃相中；少量的Fe以磁铁矿和赤铁矿的形式存在。经湿法永磁-盐酸洗联合处理后，粉煤灰中的CaO和Fe2O3含量分别降低到1．36wt％和2．60wt％。凡赋存于石英，莫来石和铝硅酸盐玻璃相中的组分不能通过简单的酸洗被去除。     

草浆黑液热解和燃烧碱回收过程硅元素的分布

热解作为一种生物质能源利用技术,有望为草浆黑液的碱回收提供新途径。利用10 kg·h^-1搅拌热解实验装置对麦草浆黑液开展了研究,分析热解半焦浸取与燃烧熔融物溶解两种绿液制备方式在总碱回收及硅元素分布方面的差异。结果表明：热解浸取法所获得绿液中包括碳酸钠和硅酸钠在内的总碱量与燃烧溶解法相比基本相等或稍高;浸取完成后有30%～40%的硅元素未溶入绿液而留存于固相即炭粉之中,主要赋存形态为Al、Ca、Fe和Mn等非过程元素的复合硅酸盐;由于数量可观的硅元素留存于固相,因此热解浸取法相比燃烧溶解法绿液硅含量较低,也因此碳酸钠与硅酸钠之比较高。热解浸取法的硅元素分布特性有利于后续的石灰苛化操作。     

冷轧油泥及其油相和固相的基础特性研究

冷轧油泥作为钢铁行业典型危险固体废弃物,明晰冷轧油泥的基础特性是实现其资源化、无害化处置的前提。采用扫描电镜、差热分析、流变分析等分别研究冷轧油泥及其油、固相基础特性。结果表明,轧钢油泥是油、水、固混合形成的高黏度乳化物,油、水、固的质量分数分别为47.28%,27.15%,25.57%,在25℃、100 s^-1下,冷轧油泥的黏度为1.439 Pa·s,且其热裂解过程包括水分的蒸发、吸附性气体的脱附、轻质脂肪酸有机物分解、重质有机物裂解与残炭还原铁氧化物等过程。油相中饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质等组分质量分数分别为8.030%,0.394%,86.436%,5.139%,而胶质主要由棕榈酸、油酸、硬脂酸等长链脂肪酸组成,其蒸馏范围300～500℃。固相中主要为Fe₃O₄、Fe,而Fe元素质量分数为66.089%,且其平均粒径为503.622μm。     

草浆黑液热解和燃烧碱回收过程硅元素的分布

热解作为一种生物质能源利用技术,有望为草浆黑液的碱回收提供新途径。利用10 kg·h~(-1)搅拌热解实验装置对麦草浆黑液开展了研究,分析热解半焦浸取与燃烧熔融物溶解两种绿液制备方式在总碱回收及硅元素分布方面的差异。结果表明:热解浸取法所获得绿液中包括碳酸钠和硅酸钠在内的总碱量与燃烧溶解法相比基本相等或稍高;浸取完成后有30%~40%的硅元素未溶入绿液而留存于固相即炭粉之中,主要赋存形态为Al、Ca、Fe和Mn等非过程元素的复合硅酸盐;由于数量可观的硅元素留存于固相,因此热解浸取法相比燃烧溶解法绿液硅含量较低,也因此碳酸钠与硅酸钠之比较高。热解浸取法的硅元素分布特性有利于后续的石灰苛化操作。     

小颗粒窑街油页岩流化床热解提油特性研究

在电炉加热流化床热解反应器上,进行了小颗粒窑街油页岩热解提油实验,研究了热解温度和固相停留时间对热解提油特性的影响,并深入分析比较不同条件制得焦油的品质。结果表明:热解反应进程、固液气三态产物分布和焦油品质主要受热解温度影响,受固相停留时间的影响相对较小。在500—600℃范围内,随着热解温度上升,热解反应从热分解阶段过渡到热缩聚阶段,液体产率和焦油品质均先上升后下降、并在550℃均达到最佳,此时液体产率为6.5%,一级热解液体产物中焦油的饱和分和芳香分质量分数分别达到30.0%和29.4%。在15—45min的固相停留时间范围内,适当延长固相停留时间有利于物料中可热解成分的析出,液体产率增大,焦油含中低温馏分及饱和分和芳香分的质量分数先增大、30 min后基本不变。     

SiO_2/PAE杂化乳液及建筑涂料的制备

采用共混法制备无机-有机杂化乳液及无机建筑涂料,研究有机聚合物乳液添加量对涂膜性能的影响规律。研究发现,添加适量有机聚合物乳液可以很好地改善硅溶胶的成膜性能;FT-IR测试发现硅溶胶与聚合物乳液发生了氢键缔合,杂化涂膜中的硅溶胶发生了凝胶化反应,生成Si—O—Si空间网络结构,但仍残留硅羟基;SEM图表明当聚合物乳液含量为60%时,无机相在涂膜的表面富集并以团聚体的形式镶嵌于聚合物涂膜中,而当聚合物含量为40%时,无机相已经全部穿插在有机相中,相界面几乎消失;通过配方优化得到综合性能优异的建筑涂料。     

CaO催化剂对松木锯末快速热解制备生物油的影响

在小型鼓泡流化床反应器中,对添加CaO催化剂的松木锯末进行了快速热解制备生物油的研究。热解蒸汽采用多级冷凝,以尽可能回收更多的液体产物,同时实现液体产物的初步切割分馏。其中第一级冷凝采用循环冷却介质进行喷淋激冷,第二、三级分别采用间壁式水冷和冰浴冷却,收集到的液体产物依次命名为生物油1、生物油2和生物油3。研究表明:加入CaO后,生物油1、 2和3中的含水率依次增加,热值依次降低;酸度明显下降,酮类和烃类增加,酚类减少。室温下放置 30 d 后,生物油中酚类含量增加(当CaO含量为 30% 时,酚类增加尤其明显,约 50%),同时酯类含量减少,水含量增加。     

液态排渣煤渣的高附加值利用

针对液态排渣方法排出的煤渣长期得不到有效利用的现状,以水煤浆气化炉锁斗排出的煤渣为研究对象,通过水介质洗选将其分离为未燃炭粒和硅酸盐玻璃渣体,分别采用元素分析仪、量热仪、电感耦合等离子发射光谱仪和X射线衍射仪对上述固体进行分析,考察了SiO2提取方法及颗粒粒径、浸取液浓度、反应液固比、反应温度和反应时间等实验条件对硅酸盐玻璃渣体中Fe、SiO2浸取率的影响。结果表明,所得炭粒中C元素含量大于63%,干基低位发热量超过21MJ/kg。硅酸盐玻璃渣体晶相结构为无定形,Si、Al、Ca和Fe氧化物含量之和占到总量的93.47%,加入酸可破坏原料的化学结构。用盐酸和氢氧化钠溶液浸取硅酸盐玻璃渣体,可浸出90%以上的Fe和93%以上的SiO2,固体废弃物减排近92%。     

生活垃圾热解半焦-热解油重整过程中水分的消耗与转移

热解炭原位重整城市固体废物的挥发分是改善热解产物的良好方法。在这个过程中,水蒸气在产品转化中起着重要作用。为了了解水分在重整过程中的作用,本研究中将热解液中的油相和水相分离,然后用D_2O代替重整过程中的水相,以跟踪液体、气体和固体之间的氢转移。热解油/焦炭重整过程在600、700和800℃下进行。用GC-MS(气相色谱质谱法)分析重整后液体中的油相;IR-MS(同位素比质谱法)分析重整后液体和固体中的氘浓度。研究发现,在实验温度范围内,水蒸气对焦炭的气化作用非常弱,当D_2O/焦炭的比例为2/1时,D_2O中2%(质量)的氘在反应后残留在炭中;但水蒸气与热解油的气化反应很强烈,在800℃时,78.68%(质量)的热解液(水油混合物)被气化,且热解油中脂肪烃被大量分解,重整液的油相组分中芳香烃占到96.17%;同时,当D_2O/油的比例为2/3时,D_2O中59%的氘转移到合成气中。研究结果将为生活垃圾热解处理控制最终产物提供理论指导。     

己内酰胺生产过程中酰胺油萃取条件探讨

通过对己内酰胺生产过程中酰胺油萃取工序的研究,分别探讨了酰胺油在不同pH下对萃取后苯的己内酰胺溶液电导率和部分有机杂质分配系数的影响,pH不同无机杂质在苯中溶解度不同,有机杂质的存在状态也受影响,存在状态不同导致了在苯相和酰胺油相中分配系数的差距;酰胺油中硫酸铵含量对萃取后苯己液水含量趋势,为己内酰胺生产过程中萃取塔操作提供了重要参考。     

Al、K和Ca助剂对FeSi催化剂的CO2加氢反应性能影响

对于CO₂合成烃,采用SiO₂作Fe基催化剂强度增强剂,利用Al、K和Ca促进催化剂的CO₂加氢反应性能。Al可以增加Fe基催化剂的强酸性位,提高C₅⁺烃选择性,K能增加Fe基催化剂表面碱性,增强CO₂吸附和加氢反应,Ca助剂可以提高Fe基催化剂碱性,采用共沉淀法制备FeSi催化剂母体,利用浸渍法添加Al、K和Ca助剂,考察Al、K和Ca助剂对FeSi 催化剂的CO₂加氢性能影响。结果表明,3种助剂被单独添加时,均引起催化剂比表面积减小和CO₂转化率降低,Ca助剂具有扩孔作用;同时添加3种助剂时,每种助剂的含量变化均引起催化剂性能改变,Al、K和Ca助剂添加质量分数分别为7%、5%和0.25%时,催化剂合成烃的性能较佳,通过配合调整Al和K的添加量,可以进一步提高催化剂的CO₂加氢性能。在提高烃收率方面,Ca的促进作用优于K。     

添加剂对WPCB非金属组分树脂分离物热解脱溴的影响

研究了不同添加剂对废旧印刷线路板非金属组分(NMFs)中树脂分离物热解脱溴的影响,结果表明,以尿素为添加剂可以促使NMFs树脂分离物中含溴阻燃剂以HBr、溴甲烷和溴乙烷的形式脱除,同时,使热解油中苯酚和其他酚类物质的含量增加,而固体残碳中的溴含量减少;对对'-二氨基二苯甲烷对废旧印刷线路板NMFs树脂分离物中含溴成分的脱除无促进作用,但可使热解油中苯酚和其他酚类物质的含量增加,同时使生成的气体量减少,液体和固体产物量增加;六亚甲基四胺尽管可以促使NMFs树脂分离物中含溴阻燃剂以HBr和溴甲烷、溴乙烷的形式脱除,但显著降低了热解油中苯酚和其他酚类物质的含量,同时有较多的N-甲基乙酰胺和N,N-二甲基甲酰胺生成,此外使得液体和固体产物量增加,但气体产物量减少。     

钙基添加剂对生活垃圾热解过程含氯污染物排放的影响

研究了生活垃圾热解过程中炉内添加钙基添加剂对含氯污染物排放的影响。通过比较不同钙氯摩尔比时氧化钙的脱氯效率发现,钙氯摩尔比为2∶1时最合适。氧化钙、煅烧白云石、负载镍的氧化钙均能有效脱氯,脱氯效率均达75%以上,并能减少油相中的氯含量。煅烧白云石、负载镍的氧化钙表现均优于氧化钙,并通过底渣XRD分析和热力学模拟进行分析。对油相中的氯苯含量进行测定,结果表明钙基添加剂能有效减少氯苯的产率,并对其反应路径进行合理分析。     

生活垃圾热解半焦-热解油重整过程中水分的消耗与转移

热解炭原位重整城市固体废物的挥发分是改善热解产物的良好方法。在这个过程中,水蒸气在产品转化中起着重要作用。为了了解水分在重整过程中的作用,本研究中将热解液中的油相和水相分离,然后用D₂O代替重整过程中的水相,以跟踪液体、气体和固体之间的氢转移。热解油/焦炭重整过程在600、700和800℃下进行。用GC-MS（气相色谱质谱法）分析重整后液体中的油相;IR-MS（同位素比质谱法）分析重整后液体和固体中的氘浓度。研究发现,在实验温度范围内,水蒸气对焦炭的气化作用非常弱,当D₂O/焦炭的比例为2/1时,D₂O中2％（质量）的氘在反应后残留在炭中;但水蒸气与热解油的气化反应很强烈,在800℃时,78.68％（质量）的热解液（水油混合物）被气化,且热解油中脂肪烃被大量分解,重整液的油相组分中芳香烃占到96.17%;同时,当D₂O/油的比例为2/3时,D₂O中59％的氘转移到合成气中。研究结果将为生活垃圾热解处理控制最终产物提供理论指导。     

复杂锡精矿还原熔炼过程中元素在金属和渣相中的分布

实验研究了复杂锡精矿还原熔炼过程中还原温度和保温时间对Sn及杂质元素在金属和渣相中分布的影响. 结果表明,Sn, Fe, Pb, Cu, Sb, Bi主要进入金属相,Al, Si, Ca, Mg主要进入渣中. 随还原温度升高和保温时间延长,金属相中Fe分布率增大,Pb, Sb, Bi分布率缓慢减小,Cu分布率基本不变;Al, Si, Ca, Mg在渣相中的分布率随温度升高缓慢增加,保温时间基本无影响. Sn最佳还原温度和保温时间分别为1648 K和120 min,该条件下Sn, Fe, Pb, Cu, Sb, Bi, Al, Si, Ca, Mg在金属中分布率分别为93.97%, 75.03%, 63.11%, 97.28%, 50.59%, 59.52%, 1.09%, 0.70%, 0.69%, 0.34%,在渣中分布率分别为1.20%, 19.35%, 2.42%, 0.58%, 14.81%, 12.33%, 96.93%, 98.49%, 95.23%, 94.62%. 升高温度利于Fe进入金属相,Sn和Fe有富集到金属相中不同区域的趋势;延长保温时间使Fe在金属相中的分布更分散.     

碳酸钙存在下废旧电路板热解油的组成特征

采用气相色谱-质谱(GC/MS)、高效液相色谱(HPLC)、等离子发射光谱(ICP)等调查了碳酸钙存在下废旧电路板热解油的组成特征,探讨了碳酸钙对热解油性能和组成的影响.结果表明碳酸钙不仅能吸附热解过程产生的溴化氢,还能有效降低有机溴化物、重金属等有毒有害组分在热解油中的浓度,并提高苯酚、对异丙基苯酚等有价组分的含量.碳酸钙存在下的电路板热解油主要由这质量分数68%的酚、7.61%的溴代苯酚和溴代双酚A、16.32%的水以及2.07%氨和铵离子组成,其中苯酚和对异丙基苯酚的含量达到55.6%以上,具有很高分离回收价值.     

苹果和土壤中溴菌腈残留分析方法

研究并建立了溴菌腈在苹果和土壤中的残留分析方法.苹果和土壤样品分别用丙酮、二氯甲烷和甲苯提取,固相萃取(SPE)净化,气相色谱(GC)测定.溴菌腈的最小检测量为2.0×10-11 g,苹果和土壤中的最低检出质量分数均为0.03 mg/kg.在添加0.05～2.5 mg/kg时,土壤中溴菌腈的平均添加回收率为80.4%～105.1%,变异系数为1.9%～8.4%;苹果中的平均添加回收率为80.6%～96.7%,变异系数为2.0%～4.0%.该方法的准确性、精确性以及灵敏度均达到农药残留分析的要求.