煤矸石及煤泥燃烧过程重金属排放特性

煤矸石和煤泥是煤炭分选和开采过程中产生的固体废弃物,大量煤矸石、煤泥的堆存会产生一系列的环境和生态问题。燃烧发电是煤矸石、煤泥资源化利用的主要途径之一。煤矸石和煤泥中均含有一定量的重金属元素,如Hg、As、Pb等。在燃烧过程中这些有害元素的释放造成严重环境危害,因此研究煤矸石及煤泥燃烧过程重金属的排放特性意义重大。为考察煤矸石及煤泥在富氧气氛和空气气氛下燃烧时重金属的排放特性,研究了不同温度下平朔煤矸石和煤泥在O_2/CO_2气氛和空气气氛下燃烧时,As、Hg、Pb和Se的排放特性。采用Hydra-II测汞仪测量煤矸石、煤泥和灰中的Hg含量,采用ICP-AES测量煤矸石、煤泥和灰中的As、Pb和Se含量。研究结果表明,煤矸石及煤泥燃烧过程中,燃烧温度在500～1 000℃、O_2体积分数在20%～40%时,随着温度和O_2体积分数升高,煤矸石、煤泥的成灰比例降低。此外,煤矸石在O_2/CO_2气氛下燃烧时,随温度和O_2体积分数提高,As、Hg、Pb和Se在燃烧烟气中的占比升高,燃烧后所得灰占比降低。煤泥在O_2/CO_2气氛下燃烧时,随燃烧温度的升高,As、Hg、Pb更容易挥发到气相中;煤泥在空气气氛下燃烧时,As、Hg、Pb在烟气中的占比略高于相同温度、O_2/CO_2气氛下O_2体积分数为20%时的比例。     

膜蒸馏-结晶耦合从高浓度KCl-MgCl2-H2O溶液中回收KCl

用直接接触膜蒸馏处理高浓度的KCl和MgCl₂溶液,考察了盐水浓度(1.0～4.0 mol·L^-1)、循环流速(0.1～0.5 m·s^-1)对膜蒸馏性能的影响;结果表明:随着盐水浓度的升高,膜通量下降,这是由于盐溶液的蒸汽压(即溶液中水的活度)下降的缘故;当浓度超过3.0 mol·L^-1时,MgCl₂溶液的膜通量出现负值,这主要归结为MgCl₂溶液低的水的活度和高黏度的协同影响;提高循环流速,膜通量增大,尤其对高黏度的盐水(即MgCl₂溶液),增大流速对减少温度和浓度极化的影响更加有效。利用膜蒸馏-结晶耦合技术和间歇式操作,从高浓度KCl-MgCl₂-H₂O溶液中回收纯水和KCl结晶产品,考察了不同冷却方式对溶液过饱和度、KCl晶体形貌、粒度和粒度分布的影响。结果表明,自然冷却有利于形成形貌规整、粒度分布相对集中的结晶产品;在KCl降温过程中,自然冷却过程中的最大过冷度比快速降温过程小,从而有效地控制晶核形成的数量和晶体的生长速率。     

EDTA辅助离子液体Aliquat 336萃取废水中Cu(Ⅱ)的研究

研究了络合剂EDTA辅助室温疏水性离子液体Aliquat 336(三辛基甲基氯化铵)对模拟废水中Cu(Ⅱ)的萃取性能。结果表明,当Aliquat 336与水溶液的体积比(VILs∶Vaq)为1∶5,Cu(Ⅱ)初始质量浓度为600 mg/L,pH值为4时,加入等浓度的EDTA可以使水中Cu(Ⅱ)的萃取率从未用EDTA时的5.0%提高到88.7%,说明络合剂EDTA的存在能够显著提高Aliquat 336对模拟废水中Cu(Ⅱ)的萃取率。最优萃取条件为:EDTA与Cu(Ⅱ)的浓度比为1.0,VILs∶Vaq为1∶5,pH值为4,温度为25℃,该条件下废水中Cu(Ⅱ)的去除率达到88.7%。Aliquat 336可多次循环回用,循环回用4次后其萃取率仍可达80%以上。     

盐湖卤水镁锂沉淀分离工艺研究

采用氨水和氢氧化钠作为沉淀剂,对高镁锂比卤水进行镁的二次沉淀分离以及母液蒸发浓缩提锂工艺进行研究。实验结果表明：常温下,采用质量分数为10%的氨水作为沉淀剂,可使卤水除镁率达到88.6%,实现卤水中镁锂的初步分离;在此基础上,采用氢氧化钠溶液作为沉淀剂,控制浓度为8 mol/L的氢氧化钠溶液的滴加速度为3 mL/min、反应时间为20 min、溶液终点pH=12.5、搅拌转速为120 r/min,采用漏斗过滤氢氧化镁沉淀,卤水的除镁率可达到99.8%。母液经蒸发浓缩析出氯化铵和氯化钠晶体,使锂得到富集。     

金属底材涂料的水性涂装研究

粉末涂料以其特有的环保性和优异的涂装效果运用于多个领域,但常用的静电喷涂工艺会产生大量的粉尘,维护成本较高。本文主要研究一种粉末涂料的水性涂装工艺,重点考察了环氧聚酯型粉末涂料在水性涂装过程中不同消泡剂和不同烘烤条件等因素的影响。结果表明：当水粉比为（ 0.65~0.75）∶1,硅油消泡剂添加量为 1.5%的涂料试板于 60 ℃干燥 3 min后以 10 ℃/min升温速率升至 180 ℃,固化 15 min,得到的涂层性能符合 HG/T 2006—2006要求,与静电喷涂效果基本一致。粉末涂料的水性涂装法工艺流程短、设备简单、操作便利、无粉尘污染,是一种环境友好、切实有效的涂装方法。     

330 MW燃贫煤机组SCR脱硝系统分析及诊断

为了解决山西某330 MW燃贫煤火电厂SCR脱硝系统存在的脱硝效率偏低、催化剂寿命短的问题,对SCR反应器进行了现场测试,使用烟气分析仪、温度测试仪、流量测试仪等仪器对烟道内烟气组分浓度、温度场、速度场进行检测。测试结果表明,SCR反应器运行过程中存在流场、温度场不均匀的现象,这是导致催化剂磨损严重,进而影响脱硝效率的主要原因。在测量结果的基础上,分析并确定运行过程中的问题根源所在,可为火电厂优化运行与改造提供建议。     

长短叶片复合型刚柔桨强化搅拌槽内流体混沌混合行为

搅拌反应器中混合隔离区的存在是强化流体混合的主要障碍。打破搅拌槽中的对称性流场结构,破坏混合隔离区,可以提高流体混合效率。采用Matlab软件编程计算最大Lyapunov指数(LLE)和多尺度熵(MSE),比较了不同桨叶类型、柔性片长度、柔性片数量和桨叶离底高度以及转速对流体混合的影响。结果表明,长短叶片复合型刚柔桨(RF-LSB)桨叶通过刚柔耦合错位连接,柔性片的形变与随机振动对流体的非稳态扰动,使流场结构不稳定性和不对称性增强,强化了流体混合效果。当柔性片数量为3,搅拌转速为90 r/min时,RF-LSB体系比刚性桨和刚柔桨体系的LLE值分别提高了20.22%和7.98%;三种体系[RF-LSB(柔性片数量为3)、刚性桨和刚柔桨体系]的混合时间(θm)与单位体积功耗(Pv)呈指数型关系,当Pv相同时,RF-LSB(柔性片数量为3)的θm最小,表明RF-LSB(柔性片数量为3)更有利于流体混沌混合。     

AlCl3–FeCl3–HCl–H2O体系的相平衡及相分离

为从含铝铁粉煤灰酸浸液中提取高纯AlCl3?6H2O,在温度20和30℃下采用等温溶解平衡法测定了H+浓度1.3 mol/L的AlCl3–FeCl3–HCl–H2O体系的相平衡数据,绘制了该体系的相图和密度?组成图,根据相图分析了酸浸液等温蒸发的路径。结果表明,20和30℃下该体系均属于简单共饱和体系,不产生复盐和固溶体。随温度升高,FeCl3的溶解度由43.59%增大至49.34%,AlCl3的溶解度约稳定在30.70%,且FeCl3?6H2O的结晶区减小、AlCl3?6H2O的结晶区相对增大。从模拟铝铁酸浸液中直接分离出了纯度为96.61%的AlCl3?6H2O。     

贫煤直接混烧低氮稳燃研究

针对贫煤难稳燃,NO_x生成量大的突出问题,采用热重分析法结合卧式炉燃烧研究,通过Testo 350在线烟气分析仪考察了贫煤及其与生物质等直接混烧的燃烧特性和NO_x排放特性。结果表明:贫氧气氛下燃烧,氧浓度对焦炭氮的影响明显大于对挥发分氮的影响,氧浓度低于21%时,NO_x转化率由27.4%降低至15%左右;在1 100℃以下,温度升高促进燃料氮与挥发分同时释放,还原性气氛下含N中间体更容易向N_2转化,NO_x排放浓度及转化率降低。生物质可以促进燃烧,减少NO_x排放,但容易出现挥发分与焦炭分段燃烧现象,影响焦炭稳定燃烧。为此,以烟煤煤矸石为调节燃料,将贫煤、玉米芯、煤矸石三者混配,配比为80∶5∶15(质量比)时,着火温度较贫煤单独燃烧降低100℃左右,最大失重峰温由670℃降低至600℃;氮转化率由28.5%下降至16.7%。     

复合絮凝剂对焦化废水中苯酚强化混凝去除性能研究

以硅酸钠、氯化铝为主要原料制备不同铝硅物质的量比的聚硅酸铝(PASi C)混凝剂,通过混凝实验,对比聚硅酸铝、市售聚合氯化铝(PAC)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)以及聚硅酸铝复配阳离子聚丙烯酰胺对模拟废水浊度和苯酚的去除效果。研究结果表明:PASiC_1(铝硅物质的量比为1.0)与少量阳离子聚丙烯酰胺复配,可以降低去除浊度和苯酚时PASiC_1的使用量,并大幅度提高PASiC_1对苯酚的混凝去除率。当水样p H=9、PASiC_1复配5 mg/L CPAM时,浊度去除率最高达99%以上,苯酚去除率可达10.3%,表现出协同增效作用,为焦化废水的强化混凝预处理提供了有益思路。