煤泥与玉米芯混燃过程TG-MS研究

为了研究煤泥与玉米芯的混燃特性,利用热重-质谱(TG-MS)联用技术研究了煤泥、玉米芯单独及混合燃烧的着火、燃尽等特性,在线监测了气体释放物CO_2、SO_2和NO_2,并分析了其变化规律。结果表明,当升温速率为10℃/min时,煤泥中掺烧玉米芯可以使混合样品着火温度降低204.62℃,燃尽温度降低26.52℃,燃烧性能得到明显改善。随着升温速率提高,混合样品在挥发分析出燃烧阶段,以及固定碳燃烧阶段的燃尽温度和最大失重速率都相应提高,而混合样品的着火温度变化不大。各样品燃烧时,CO_2和NO_2释放峰与其燃烧失重峰对应。煤泥中掺混玉米芯燃烧,降低了SO_2气体的排放。     

气氛对煤矸石中矿物质高温碳热还原反应的影响

利用煤矸石制备复合耐火材料是实现煤矸石高值利用的有效途径之一.以山西平朔煤矸石为研究对象,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别研究了1200~1500 ℃氩气(Ar)和氮气(N2)气氛下煤矸石中矿物质的碳热还原反应情况,并通过变换两种气体通入次序,研究了气氛通入次序对矿物质碳热还原反应的影响.结果显示,只通入Ar时,高温样品中的莫来石在1300 ℃时开始发生碳热反应生成碳硅石(SiC);只通入N2时,莫来石在1300 ℃时发生碳热还原氮化反应生成β-Sialon相(Si5AlON7)和刚玉相(Al2O3);当先通入Ar并停留1 h后通入N2停留2 h时,样品中生成的碳硅石在通入N2后转化为β-Sialon相,而且中间体碳硅石的生成能够明显促进莫来石向β-Sialon相的转化.当煤矸石中碳含量较低时,热处理过程中难以同时生成SiC相和Sialon相.高温下煤矸石样品中β-Sialon相的生成使样品表面的棒状颗粒增多.     

不同炉型潞安煤灰理化及酸/碱溶解特性

对潞安煤经循环流化床、煤粉炉和气化炉处理后得到的煤灰进行了化学组成、矿物组成、特征基团、粒径分布、比表面积及微观形貌等理化性质的对比研究,并考察了其在酸浸和碱浸过程中Al^3+,Si^4+,Fe^3+,Ca^2+,K^+和Ti^4+等离子的溶解特性。结果表明:不同炉型潞安煤灰中铝、钙、硫等元素的含量有明显的差异;矿物组成包括晶相的鳞石英、方石英、莫来石、硬石膏及非晶相的偏高岭石、假莫来石、无定型二氧化硅等;相比较而言,气化炉灰中铝硅酸盐矿物结构更加不稳定。循环流化床灰颗粒呈具有一定孔洞结构的不规则状,而煤粉炉灰和气化炉灰均为光滑球形颗粒,循环流化床灰的粒径>煤粉炉灰的粒径>气化炉灰的粒径,循环流化床灰的比表面积>气化炉灰的比表面积>煤粉炉灰的比表面积。在HCl溶液中,Al^3+,Fe^3+,Ca^2+,K^+,Ti^4+的溶出率均较高;在NaOH溶液中,仅Si^4+和K^+的溶出率较高。不同炉型潞安煤灰中各元素的溶出率具有较大差异,主要与其矿物组成、结构稳定性、粒径和比表面积等相关。     

化学法处理焦化废水氨氮的研究

采用化学沉淀剂氯化镁和磷酸氢二钠，研究不同药剂加入量对焦化废水中氨氮去除率影响的一般规律。研究结果表明，采用化学沉淀法处理焦化废水中的氨氮，向废水中加入镁盐和磷酸盐，使它们反应，生成磷酸铵镁沉淀，可获得较高的氨氮去除率；处理焦化废水过程中剩余的磷酸铵镁沉淀物，是一种很有价值的缓释肥；化学法处理工艺流程简单，易于与其它处理方法结合，实施工业化。合适的工艺条件为：反应温度30℃；加料次序为先加镁盐，后加磷酸盐；m(Mg^2 )：m(NH4^ )：m(PO4^3-)=1．3：1：1时，可达到较好的氨氮去除效果，而且可使废水pH由碱性变为中性，有利于废水的进一步处理。     

低品位含钾卤水蒸发结晶制备光卤石工艺研究

随着氯化钾生产规模的扩大,高品位含钾卤水资源过量消耗,而低品位含钾卤水采用传统的溶采-盐田晒制光卤石工艺因成矿周期长、成本高、操作复杂使盐湖企业难以为继。以低品位盐湖卤水为研究对象,以相图为指导,通过真空蒸发控速结晶工艺制备光卤石,研究快速结晶成矿技术。实验结果表明,采用蒸发结晶工艺可以制得氯化钾质量分数为13.82%~14.90%的光卤石产品,成矿周期较原工艺加快近1倍。实验考察了镁钾比例、蒸发水量等因素对光卤石产量和品位的影响,结果证实运用真空蒸发控速结晶技术制备光卤石是可行的。     

漂浮型光催化材料的制备及其在水处理领域的应用研究进展

漂浮型光催化材料以高效光催化剂为核心,以太阳光等绿色清洁能源为驱动力,克服了纳米光催化剂难以回收利用这一瓶颈问题,通过吸附、光催化等耦合作用高效原位降解水体中的污染物,是实现光催化高级氧化技术规模化应用最有前景的途径之一。本文从载体类型出发,概括总结了近年来漂浮型光催化材料的轻质特性构建策略、形貌结构和不同载体利弊;分析比较了典型光催化剂-载体复合材料制备方法的优缺点;分类阐述了漂浮型光催化剂在水处理领域的应用研究成果。通过归纳漂浮型光催化材料在实际应用中存在的问题,指出未来漂浮型光催化剂的研究开发应重点关注环境友好型载体和材料性能稳定性;同时可通过构建多功能复合材料或采取多工艺耦合的方式以推动高效光催化剂在水处理方面的规模化应用。     

煤气化渣资源化利用

煤气化技术作为清洁利用技术得到迅速发展,但同时产生大量的煤气化渣。本文从煤气化渣的来源及危害、煤气化渣的基本性质、煤气化渣制备材料（介孔材料、活性炭、复合材料）和煤气化渣的应用（废气废水处理、建工建材、农业） 4个方面进行概述总结,对存在的问题、应用前景分别进行了分析和展望。文中指出：煤气化渣含碳量高、铝硅资源丰富、比表面积较大、孔隙结构比较发达,可用于制备高值化产品,但制备过程中所产生的废液需要进行处理与处置,剩余的含铝、硅和碳残渣也需要进行回收利用。煤气化渣的研究虽然取得了良好的效果,但大都处于实验室研究阶段或试验推广阶段,无法实现规模化利用。建议开发工艺简单、可行性强且具有经济效益的煤气化渣资源化利用技术,在分级利用的基础上实现铝、硅、碳资源的协同利用;在全利用的基础上实现其规模化利用。     

电石渣循环利用碳减排潜力及其生命周期评价研究进展

将电石渣循环利用于建筑材料、环境治理和化工产品等领域,可实现工业废渣利用和二氧化碳减排。在双碳背景下,对电石渣固碳量及其循环利用途径的碳减排潜力分析尤为重要。详细统计了代表产区电石渣粒径分布和化学组成,依据各电石渣中氧化钙含量计算理论固碳量,系统分析电石渣各类循环利用途径的碳减排效果及其在生命周期评价中具体实施步骤,介绍了生命周期评价在电石渣领域的应用案例。计算发现电石渣理论固碳量与氧化钙质量分数呈正相关。新疆和河北地区电石渣中氧化钙质量分数均约90%,山东地区电石渣氧化钙质量分数低,约61%,来自山东和新疆等6个产地电石渣的理论固碳量在0.48～0.72 t/t(以电石渣计)。电石渣循环利用领域,电石渣不论是替代石灰石原料生产水泥、砌砖、氯化钙和碳酸钙等建筑和化工产品,或针对其呈碱性特点用于烟气脱硫和工业废水处理,依各自产业规模差异均能不同程度减少二氧化碳排放,达到碳减排目的。其中,电石渣在建筑材料领域应用成熟,生产规模大,故碳减排总量大,代表企业平均每年减少万吨级二氧化碳排放。用生命周期评价计算电石渣循环利用碳排放量4个案例分析显示,电石渣制取1 t水泥熟料排放CO₂     

小型家用炉技术现状及检测评价方法

为解决当前家用炉烟尘排放量大,热效率低,燃烧不完全等问题,论述了国内外小型燃煤炊暖炉的结构、研究现状、应用情况及污染物评价方法。结合目前北方小型城镇和农村居民的生活习惯及经济情况,设计了NQ-18C民用炊暖炉,并进行了NQ-18C小型炊暖炉与市售普通型煤锅炉燃烧效果对比和污染物排放试验。结果表明,正常运行下,NQ-18C小型炊暖炉供热能力是普通锅炉的1.89倍,热效率大于65%,排烟温度200℃,炉飞灰、炉渣含碳量6.4%,符合GB/T 16155—2005要求。在燃烧环保型煤时,NQ-18C小型炊暖炉中SO_2排放浓度小于200×10~(-6)、NO_x浓度小于300×10~(-6),燃烧效率高,可安全稳定运行。设计的NQ-18C环保节能型炊暖炉能够抑制NO_x生成、消除烟黑排放。     

面向氯化钾浮选分离过程的超声强化

研究了超声波对氯化钾颗粒和十八胺盐酸盐的形貌及分散性的影响规律,并用于强化钾盐浮选分离过程,提高钾盐的捕收率。通过扫描电子显微镜观察到经超声处理后的氯化钾颗粒表面更为粗糙,形状多呈现椭球形。将超声处理不同时间的氯化钾颗粒进行系列浮选实验,结果表明,随着超声时间的增加氯化钾的捕收率稳定上升,超声40min的颗粒的捕收率可从14.32%增加到46.66%。此外,通过显微镜观察到,经处理后的捕收剂十八胺盐酸盐在氯化钾饱和液中有更好的分散性,从而使浮选氯化钾的捕收率增加。结果显示捕收剂经超声处理20min后,可使氯化钾的捕收率由20.84%增加到94.24%。因此,超声波预处理是强化钾盐浮选的一种有效手段。