Si/Al基质作用下NaCl高温氯化PbO的机制

垃圾焚烧过程中,在灰中Si/Al基质的作用,NaCl可以将不易挥发的PbO转化为易挥发的PbCl₂,从而显著增加烟气中的Pb排放。使用管式炉加热NaCl/Si/Al基质/PbO反应物体系,通过分析升温过程Cl和Pb的释放过程,从间接氯化和直接氯化角度,探索了高温氯化规律与机制。试验发现,间接氯化时氧气中有水蒸气比无水蒸气更有利于反应,Al₂O₃比SiO₂更有利于反应,初始氯化温度通常为700~800℃,NaCl以气态形式参与反应;通过SiO₂直接氯化时,约500℃时PbO与SiO₂反应生成硅酸盐,然后与NaCl蒸气反应,初始氯化温度约650℃;通过Al₂O₃直接氯化时,700~800℃时PbO与Al₂O₃反应生成铝酸盐,然后与NaCl蒸气反应;向SiO₂中添加Al₂O₃会阻碍PbO与SiO₂的反应,氯释放特征由SiO₂基质型向Al₂O₃基质型转变,初始氯化温度升高至700~800℃。     

煤焦化学链气化过程中神木煤灰对铁基载氧体反应特性及结构的影响

以水蒸气为气化剂、Fe_4Al_6(Fe_2O_3:Al_2O_3质量比4:6)为载氧体,在高温间歇流化床中添加神木煤灰模拟串行循环流化床,研究煤灰累积对煤焦化学链气化过程中载氧体反应性能及结构的影响.结果表明,在800~900℃的化学链气化过程中,添加5%~15%(w)神木煤灰可降低Fe_4Al_6载氧体还原反应的温度、提高其还原反应速率.添加15%神木煤灰可明显促进煤焦水蒸气气化,提高煤焦碳转化率.Fe_4Al_6载氧体还原反应温度为950~1000℃、系统中含20%神木煤灰及1000℃、系统中含15%神木煤灰时,神木煤灰易与Fe4Al6载氧体反应生成Fe_2SiO_4,Fe Al_2O_4,Ca Fe_4Al_2O_(10)和CaAl_8Fe_4O_(19)等低熔点物质,使Fe_4Al_6载氧体孔堵塞、表面烧结.     

准东煤加压气化过程中Na迁移规律的热力学研究

准东煤中高含量的碱金属会在燃烧过程中引发严重的结渣与沾污问题,但准东煤气化过程中,在加压条件下碱金属的迁移转化规律仍不明确。为探究准东煤中NaCl在加压条件下的迁移转化机制,根据系统吉布斯自由能最小原则的热力学计算方法,采用HSC Chemistry的化学热力学平衡计算模块,对纯NaCl和准东煤中NaCl在加压过程中Na基化合物的物质的量进行计算。研究结果表明,压力显著影响纯NaCl的气化温度,在常压下,开始气化温度和气化完成温度分别为800℃和1 400℃;压力升至4 MPa时,气化开始温度和气化完成温度分别升至1 500℃和2 200℃。准东煤中Si、Al、H和O参与反应时,在0. 1 MPa条件下,300℃开始,NaCl逐渐与煤灰中的SiO_2、Al_2O_3和H_2O反应生成大量的NaAlSi_3O_8、NaAlSiO_4和Na_2SiO_3等Na基化合物。在1 500℃时,生成的气相NaCl仅占Na物质的量的25%左右。系统反应压力越高,生成低熔点且具有助熔作用的NaAlSi_3O_8、NaAlSiO_4、Na_2SiO_3就越多,导致炉内产生结渣的风险越高。     

不同助熔剂对磷矿熔融特性影响研究

利用分析纯级Ca_3(PO_4)_2、SiO_2、Al_2O_3、MgO为原料模拟磷矿组成,研究SiO_2、Al_2O_3、MgO对磷矿熔点的影响。结果表明,SiO_2、Al_2O_3、MgO单独添加均可改善物料的熔融特性,且SiO_2对降低物料熔点的促进效果优于其他两种助熔剂;SiO_2/CaO摩尔比为0.85~1.75、MgO/CaO摩尔比为0.75~1.5时SiO_2-MgO复合助熔体系磷矿存在低熔点区,熔融温度介于1260~1290℃之间;SiO_2/CaO摩尔比为0.3~1.25、Al_2O_3/CaO摩尔比为0.25~1.0,和SiO_2/CaO摩尔比为1.4~1.75、Al_2O_3/CaO摩尔比为0.3~1.25两种条件下SiO_2-Al_2O_3复合助熔体系磷矿均存在低熔点区,熔融温度介于1400~1420℃之间。研究结果为深入研究磷矿熔融还原反应提供了理论依据。     

α—Al2O3与PbO—CaO—SiO2—B2O3系玻璃复合材料的非等温烧结

本文研究了α—Al_2O_3与PbO—CaO—SiO_2—B_2O_3系玻璃复合体的等速升温烧结。结果表明:在700℃—950℃的范围内,相对密度迅速提高。800℃左右闭气孔开始生成,950℃左右开气孔消失。烧结中玻璃析晶与新相生成不明显。     

氧化物对垃圾焚烧中Pb分布的影响

采用管式炉与模拟垃圾,考察CaO、SiO_2和Al_2O_3三种氧化物在不同的质量分数与温度条件下对焚烧过程中Pb迁移分布的影响,采用ICP-AES测量反应后Pb的质量浓度,HSC Chemistry软件模拟反应的微观进程。结果表明:焚烧温度600～900℃内,Al_2O_3对Pb没有化学吸附效果,SiO_2和CaO均能使Pb更易迁移至底灰中;但温度高于750℃时CaO对Pb的迁移分布没有明显的影响。在相同的焚烧温度和添加量下,三种氧化物对Pb的吸附效果为SiO_2CaOAl_2O_3,但吸附能力随着温度的升高均逐渐减弱。热力学平衡模型也验证了这一结果。     

不同载体铁基催化剂异相芬顿反应脱硝实验研究

采用溶胶凝胶法分别以SiO_2和Al_2O_3为载体制备Fe_2O_3质量分数为50%的负载型铁基催化剂,并对其进行表征,同时考察了温度、H_2O_2浓度对催化剂催化脱硝性能的影响。结果表明,制备的催化剂中的活性组分Fe_2O_3结晶度低,且粒径小,在载体中分散均匀;Fe_2O_3/SiO_2催化剂的比表面积是Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂的5倍多;载体Al_2O_3有利于促进Fe(Ⅲ)的还原;2种催化剂的最佳反应温度为180~260℃,由于Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂具有比Fe_2O_3/SiO_2催化剂更高的零电位点(PZC),在此温度区间内,Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂的脱硝效率平均比Fe_2O_3/SiO_2催化剂高约20%。     

SiO_2和Al_2O_3对PbO-ZnO-B_2O_3玻璃结构与性能的影响

PbO-ZnO-B_2O_3体系玻璃是低温气密性封装的基础材料之一。Pb O含量高时,玻璃有较强的析晶倾向,其烧结性能受烧结过程中软化温度与析晶温度的影响。添加SiO_2和Al2O3可调节玻璃的结构与性能。SiO_2在Pb O-ZnOB_2O_3体系玻璃中有增强玻璃稳定性、减弱析晶倾向的作用,同时可显著降低玻璃的膨胀系数;Al2O3对玻璃性能影响不明显,单独添加Al_2O_3还容易促进玻璃网络分相;通过SiO_2和Al_2O_3共添加可获得较好的抑制玻璃粉体析晶的效果,得到膨胀系数和烧结温度都相对较低的封接玻璃。     

鱼雷车用高铝耐火材料的渣浸蚀

渣中碱化合物浸蚀鱼雷车使用的高铝砖中的莫来石和Al_2O_3相。渣中的钙和荧石与Si0_2反应,生成Ca_(10)Si_3O_(15)F_3化合物。这种化合物与耐火材料中的Al_2O_3反应,生成钙黄长石另外,耐火材料的SiO_2同氧化钙和莫来石反应,生成钙长石 钙长石,钙黄长石和假硅灰石在1265℃低共熔温度时,达到相应平衡     

Li2O—Al2O3—SiO2系统中β—锂霞石的形成机理及其动力学

研究了名义组成为Li_2O·Al_2O_3·2SiO_2的配合料烧成时β-锂霞石形成机理及其动力学关系.探明了此固相反应系统在1000℃-1500℃(～1016℃)首先生成β-锂辉石(β-Li_2O·Al_2O_3·4Si0_2).随反应温度增高,Si~(4 )被(Li~ Al~(3 ))置换量增大,≥1050℃时开始形成β-锂霞石(β-Li_2O·Al_2o_3·2SiO_2),并随温度提高而加速.确认了β-锂霞石形成过程是受扩散控制;其反应动力学关系可用金斯特林格方程描述;反应速度的温度关系符合阿累尼斯方程,反应活化能E=837KJ/mol.依此可通过调整合成条件以控制β-锂霞石形成量及其它相组成,使其膨胀系数可在很宽范围内进行调节.合成了高负膨胀系数(-58×10~7)的良好单相性材料.     

一种高温镁质无光釉的研制

本实验在K_2O-CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系无光釉基础上,调整SiO_2、Al_2O_3组分,探究其对釉面效果的影响规律。结果表明:n(Si/Al)对釉面光泽度有显著影响。适当提高n(Si+Al)可明显提高釉面白度,改善釉面质感。相比α-Al_2O_3,配方中以部分煅烧高岭土引入Al_2O_3可获得较佳的釉面效果。     

Al4SiC4的合成及其特性

本文叙述了用Al、Si和C作原料合成Al_4SiC_4的方法及形成机理,测定了合成Al_4SiC_4的抗水化等性能。SiC和Al_4C_3分别均从800℃和900℃开始产生。当温度高于1300℃时,这两种产物彼此进一步反应,形成Al_4SiC_4。随着温度的升高和时间的延长,Al_4SiC_4的形成率增大。添加Al_2O_3有利于Al_4SiC_4的形成。Al_4SiC_4的抗水化性能优良,可满足实际使用要求。     

NiO/Al_2O_3基催化剂的TPR特性研究

NiO/Al_2O_3基催化剂用于替代贵金属催化剂,被广泛应用于石油和石化领域生产过程的加氢、脱硫和脱氮。采用TPR方法,研究不同Ni含量NiO/Al_2O_3及不同载体的催化剂还原特性。结果表明,NiO/Al_2O_3催化剂在10%H_2-Ar气氛下,还原温度范围较宽,为(300~800)℃,其中,(500~600)℃还原速率最大;随着NiO含量的增加,起始还原温度降低,还原耗氢量按比例增加;以MgO为载体的NiO催化剂还原呈现双峰特征,以SiO2和TiO2为载体的NiO催化剂的初始还原温度比NiO/Al_2O_3催化剂降低(100~200)℃。     

Thermo-mechanical Properties of In-situ Formed Al_2O_3-SiC-SiAION Composites

Al_2O_3-SiC-SiAlON composite specimens have been prepared using fused alumina,ultra fine α-Al_2O_3,Si and Al powders as starting materials and liquid phenol formaldehyde resin as binder and firing at 1 500 ℃ for3 h in carbon embedded condition. Thermo-mechanical properties of Cr_2O_3-Al_2O_3-Zr O2 composites have been studied. The results show:( 1) Cr_2O_3-Al_2O_3-Zr O2 composites can be prepared and sintered at 1 500 ℃ under carbon embedded condition. When Si / Al ratio is 8 /0and 7 /1, the prepared composite is Al_2O_3-SiC-O'-Si Al ON; when Si / Al ratio is 5/3 and 3 /5,the prepared composite is Al_2O_3- SiC-β-Si Al ON.( 2) The composites possess high temperature strength properties.Hot modulus of rupture at 1 400 ℃ is 10- 30 MPa.They are in elastic range up to 1 000 ℃,after which plastic deformation is observed; even at 1 400 ℃,amount of deformation is relatively low.( 3) The composites possess good thermal shock resistance,their residual strength ratio( ΔT = 1 100 ℃) is 65%- 80%.( 4) The marked improvement in thermo-mechanical properties of Cr_2O_3-Al_2O_3-Zr O2 composites may be attributed to the in-situ formation of Si C,Si Al ON and Al N,the fibrous Si C,columnar Si Al ON and tabular-like Al N fill in the corundum skeleton structure creating strengthening and toughening effects.     

免烧SiC材料的抗冰晶石侵蚀性研究

为解决电解铝行业Si_3N_4结合SiC耐火材料成本高,工艺控制复杂等问题,以工业SiC为主要原料,添加少量Si粉和Al粉,酚醛树脂为结合剂,经120℃烘干制备免烧SiC试样,采用CO_2气氛控制动态侵蚀法结合XRD和SEM研究其1 000℃时的抗冰晶石侵蚀性。结果表明:试样中的酚醛树脂转变为石墨,Si和Al转化为纤维状、粒状、柱状的SiC、Al_2O_3、Al N、Si_3N_4、3Al_2O_3·2SiO_2,以及Al、Si的氮氧化物等较为复杂的陶瓷结合体系,为免烧SiC材料提供了优异的抗冰晶石侵蚀性能。     

有色玻璃的混合釉药

SiO_2:0—30％(重量)、B_2O_3:0—60％、ZnO:0—60％、R_2O:0—7％、MO:10—30％、PbO:0—10％、Al_2O_3:0—10％。以上七项要占总量的90％以上,再添加主着色剂(Fe_2O_2,MnO、CuO等)0.5—10％,作成100％。取以上混合料一份和50份玻璃及49份SiO_2(或Al_2O_3混合,在700℃以下烧成釉药。     

低品位菱镁矿的热选提纯工艺研究

为了使杂质含量较高的低品位菱镁矿得到合理利用,采用热选法对低品位菱镁矿进行提纯,以降低杂质氧化物CaO、SiO_2、Fe_2O_3、Al_2O_3的含量。以30~80 mm的块状菱镁矿为原料,在煅烧温度分别为700、800、900和1 000℃,保温时间分别为1、2、3和4 h的条件下煅烧后,进行轻微破碎,然后用10目(2 mm)-60目(0.28 mm)-100目(0.154 mm)的组合标准筛进行筛分,以研究煅烧制度和筛分粒度对菱镁矿纯度的影响。结果表明:块状菱镁矿在800℃保温3 h条件下煅烧能够完全分解,然后通过破碎、筛分,当筛分粒度为2~0.154 mm时,可以有效提高轻烧镁粉的纯度,降低杂质CaO、SiO_2和Al_2O_3的含量,但对杂质Fe_2O_3含量的降低效果不明显。     

以天然硅石和铝粉直接制备致密的Si—Al—O—N合成物

用天然的硅石和铝粉的混合料进行氮化直到1400℃,随后在更高的温度下进行热压,从而得到具有 Si—Al—O—N 系统组成的致密烧结固熔体。硅石(SiO_299.9,Al_2O_3 0.018,TiO_2 0.0023,Fe_2O_3 0.0031,Na_2O 0.0022,K_2O0.001,烧失量0.03)和46～60％重量的Al 粉(99.7％)的混合料,在400公斤/厘米~2压力下成型为直径25mm、厚度25mm 的园柱体。这些园柱体在氮气中被     

热处理温度对免烧SiC砖相组成和显微结构的影响

以工业SiC为主要原料,添加少量Si粉和Al粉,以酚醛树脂为结合剂,经120℃烘干制备免烧SiC试样,分别在500、800和1 000℃埋炭热处理12 h,借助XRD和SEM研究其相组成和显微结构变化。结果表明:借助酚醛树脂炭化营造的低氧分压及Al-Si合金的动力学优势,500℃时结合相主要为Al-Si合金熔化产生的塑性相及部分Al_4C_3,800℃时结合相主要为Al_4C_3,1 000℃时形成了SiC、SiO_2、Al_4C_3和Al_2O_3等结合相,赋予了材料良好的结构和性能。     

高温氮气气氛对Al–Al_2O_3耐火材料性能的影响

以热固型酚醛树脂为结合剂,制备金属铝质量分数为9%的Al–Al_2O_3复合耐火材料。样品在200℃干燥24 h后,在氮气气氛下分别经1 300、1 500、1 600、1 700和1 800℃保温8 h氮化烧成。结果表明:氮化烧成后,样品中来自酚醛树脂的残碳存在于增强相Al4O4C或Al_2OC中,游离碳含量极低。在1 300℃氮化烧成后,样品中物相为刚玉和Al4O4C;在1 500、1 600和1 700℃氮化烧成后,样品中物相为刚玉、Al_4O_4C和Al_2OC;在1 800℃氮化烧成后,样品中物相为刚玉和Al_2OC。所有温度段均未出现Al4C3。经1 300、1 500和1 600℃氮化烧成后,样品显气孔率在6.0%与8.0%之间,1 600℃氮化烧成样品常温耐压强度达535 MPa,Al_4O_4C及Al_2OC有明显增强作用。