相变溶剂捕集CO2技术的研究进展

化学溶剂吸收法是目前应用最广泛的燃烧后CO₂捕集技术。介绍了化学溶剂吸收法的基本原理,综述了化学溶剂吸收法的研究现状,比较分析了几种常用CO₂吸收剂的优缺点。重点阐述了两类新型相变吸收剂（液-液相变溶剂和液-固相变溶剂）的研究进展。指出：新型相变溶剂是理想的CO₂吸收剂,用其捕集CO₂可有效降低吸收剂的再生能耗;相变溶剂吸收CO₂的传质反应动力学以及不同类型相变溶剂的挥发和降解特性应作为今后该领域的研究重点。     

空气—双氧水联合氧化工艺选择性浸出废磷酸铁锂材料中的锂

采用空气—双氧水联合氧化工艺选择性浸出废磷酸铁锂材料(废磷酸铁锂电池正极材料粉末)中的锂,经沉锂后以碳酸锂的形式回收。实验结果表明,在液固比为4 mL/g、H₂SO₄与Li的摩尔比为0.5、搅拌转速为250r/min、反应温度为50℃的条件下空气曝气300 min,再于相同反应温度和搅拌转速下滴加H₂O₂(H₂O₂与Li的摩尔比为0.29)反应120 min,锂、铁和磷的浸出率分别为93.47%、17.26%和19.83%。该工艺较单独双氧水氧化工艺可减少75%以上的双氧水用量,大幅降低了回收成本。溶解氧浓度对浸出体系中Fe³⁺的存在方式有重要影响：在较高浓度(通空气)下以磷酸铁为主;在较低浓度(未通空气但接触空气)下以氢氧化铁为主。     

炼钢精炼渣气固碳酸化反应吸附CO2

采用炼钢精炼渣,通过气固碳酸化反应吸附CO₂,考察了不同吸附温度下精炼渣对纯CO₂和模拟高炉煤气中CO₂的吸附能力。实验结果表明：吸附温度对精炼渣吸附CO₂反应有显著的影响,升高温度可以提高精炼渣对CO₂的吸附能力;在400 ℃时,精炼渣吸附纯CO₂和模拟高炉煤气中CO₂的量分别为4.7 mg/g和9.8 mg/g;吸附温度升高到500 ℃和550 ℃时,精炼渣对纯CO₂的吸附能力强于高炉煤气中CO₂;在550 ℃时,精炼渣吸附纯CO₂和模拟高炉煤气中CO₂的量达到最高,分别为14.7 mg/g和12.9 mg/g。     

用含硫化砷废渣制备砷酸铜

以湖北省某化工企业含砷废水处理过程中产生的含硫化砷废渣为研究对象，采用氧化碱浸—沉淀工艺制备砷酸铜。考察了沉淀反应液pH、沉淀反应温度、搅拌转速对砷沉淀效果的影响。采用XRD和SEM技术对砷酸铜的物相及形貌进行了表征。实验结果表明：废渣在氧化碱浸过程的砷浸出率为96.53%；沉淀反应时间为30 min时，沉淀步骤的最佳工艺条件为沉淀反应液pH 5.0、搅拌转速500 r/min、沉淀反应温度50 ℃。验证实验结果表明，在该工艺条件下，砷沉淀率均达93.96%以上。SEM表征结果显示，砷酸铜产品为颗粒状，粒径约为500 nm。XRD表征结果显示，砷酸铜产品中主要含有Cu₃As₂O₈，Cu₄O（AsO₄）₂，Cu₄（As₂O₇）O₂。该方法工艺简单、无二次污染，为废渣的综合利用提供了一种新的技术路线。     

MAP-DMSO-PMDETA三元相变吸收剂的CO2捕集性能

以仲胺3-甲基胺基-1-丙醇(MAP)为主吸收剂、二甲基亚砜(DMSO)为有机稀释剂、五甲基二乙烯三胺(PMDETA)为辅助吸收剂,制备了新型MAP-DMSO-PMDETA三元相变吸收剂,考察了其相变行为和CO₂吸收性能。实验结果表明：在MAP、DMSO与PMDETA的质量比为3∶6∶11,吸收温度为40℃,CO₂体积分数为10%,进气流量为1.25 L/min的优化条件下,吸收饱和后发生液液分相,吸收剂负载量为0.79 mol/kg,吸收负荷为0.47 mol/mol(以MAP计),富相的体积分数为45.1%,并富集了95.1%的CO₂,而黏度仅为11.83 mPa·s;该三元相变吸收剂不仅解吸性能优异,同时循环稳定性良好,经5次吸收-解吸循环,解吸负荷稳定在0.34 mol/mol(以MAP计)左右,解吸效率可达69.4%。     

废SCR催化剂中钒和钨的有机酸浸出

在对废SCR催化剂组成进行分析的基础上,采用草酸和酒石酸两种有机酸浸取废SCR催化剂中的V和W。实验结果表明：草酸对V、W的浸出率均大于酒石酸;在草酸浓度为1.00 mol/L、浸取温度为80 ℃、液固比为10 mL/g、浸取时间为180 min时,V和W的浸出率分别为63.50%和13.12%;在酒石酸浓度为0.5 mol/L、浸取温度为100 ℃、液固比为10 mL/g、浸取时间为180 min时,V和W的浸出率分别为44.00%和9.00%。酸性浸出未改变SCR催化剂中TiO₂的晶型,剩余残渣中依然保留着TiO₂骨架,可继续作为催化剂载体使用。     

生态修复植物蜈蚣草中砷的回收

采用管式炉高温热解-NaOH-Na₂CO₃混合液碱浸-CuSO₄·5H₂O沉淀的方法回收生态修复植物蜈蚣草中的砷，最终得到产品砷酸铜。该方法的最佳工艺条件为：热解温度600 ℃，热解时间30 min，CaO加入量（CaO与蜈蚣草的质量比）8%； m（NaOH）∶m（Na₂CO₃）=1∶3，碱浸温度70 ℃， 碱浸时间2 h， 固液比1∶10； 沉淀反应pH 5， 沉淀反应温度70 ℃。采用该方法处理生态修复植物蜈蚣草，得到产品砷酸铜的纯度为93%，砷回收率达88%。     

膜电解法退镀废ABS电镀件及回收铜和镍

采用膜电解法对废丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）电镀件进行退镀处理。以退镀废液作为阴极液和阳极液，在阳极室退镀ABS电镀件，在阴极室电解退镀废液，进行铜镍分离，回收铜粉和NiCl₂。实验结果表明：在阴极电流密度为500 A/m²、初始铜离子质量浓度为24.00 g/L的条件下电解160 min，阴极铜回收率可达97.65%，电流效率达86.60%，得到的铜粉纯度为97%~99%，处理1 L退镀废液可回收铜粉20.0 g，2 mol/L盐酸0.87 L，NiCl₂晶体43.8 g;在阳极电流密度为500 A/m²、液固比为6的条件下电解60 min， ABS电镀件的退镀率为77.22%。     

苏北油区CCUS-EOR项目全成本经济评价体系研究

将CO₂捕集、利用与封存(CCUS)技术与提高原油采收率(EOR)技术相结合,将捕集的CO₂注入地下驱油,在提高采收率的同时实现碳封存。CCUS-EOR项目的完整流程包括捕集压缩、运输、驱油、回注等多个环节。本文将CCUS-EOR全流程视为一个整体,通过剖析CO₂驱与常规水驱开发成本构成差异,建立适宜的CCUS-EOR项目全成本经济评价体系,确定捕集成本、运输成本、驱油成本的取值依据,推导出考虑碳减排收益的盈亏平衡模型,满足CCUS-EOR项目快速评价、辅助决策需求。     

废磷酸系刻蚀液制备电池级磷酸铁

以废磷酸系刻蚀液为原料、铁粉为铁源、H₂O₂为氧化剂，采用氧化沉淀法一步合成结晶态FePO₄。考察了铁磷摩尔比、反应温度、H₂O₂投加量、pH、煅烧温度对FePO₄制备的影响，利用XRD、SEM等手段表征了FePO₄的形貌和晶体结构。实验结果表明，在铁磷摩尔比1.000、反应温度90℃、n(H₂O₂)∶n(H₃PO₄)1.05、pH2.2～2.4、煅烧温度600℃的最佳工艺条件下，废刻蚀液中PO₄^3-、NO₃^-、醋酸的去除率分别为87.70%、87.42%和90.25%,FePO₄的产品转化率为77.99%，所制备的FePO₄晶体结构规则，结晶度高，粒径为2.0～6.0μm，铁、磷质量分数和杂质元素含量等指标均能满足《...     

活化后钾改性正硅酸锂吸附CO2的性能评价及动力学研究

制备了钾改性正硅酸锂(K-Li4SiO4),并对其进行了自活化,考察了活化后K-Li4SiO4吸附剂在不同温度和CO2浓度气氛中吸附CO2的性能及动力学行为。总体而言,吸附剂的CO2吸附能力随着温度的升高、CO2浓度的增加而提升。在700℃、100%体积分数CO2气氛中吸附剂的吸附量最大,可达7.9 mmol/g,吸附剂的利用率为95.2%。利用双指数模型能够很好地描述吸附剂在各个温度以及各个CO2浓度气氛下的CO2吸附过程。吸附活化能随着CO2气氛浓度的升高而降低,CO2体积分数为20%,50%,100%时的吸附活化能分别为26448,14035,6178 J/mol。     

变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气中的CO_2

采用变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气(CO_2-N_2-CH_4混合体系)中的CO_2。考察了吸附压力、吸附温度和气体流量对吸附效果的影响。实验结果表明:在吸附温度为25℃、吸附压力为0.6 MPa、气体流量为2 000m L/min、初始CO_2体积分数为13.01%的条件下,CO_2的穿透吸附量为60.34 m L/g,CO_2吸附率为78.92%,碳分子筛对CO_2的分离因子为8.233;在床层利用率为0.523的条件下进行降压解吸,当吸附压力降至0.1 MPa时,出口CO_2体积分数约为80%,CO_2的回收率可达96.38%。     

赤泥制备含钛聚硅酸铝铁及亚甲基蓝溶液的混凝脱色

以拜耳法赤泥为原料、Na Cl为助溶剂,采用酸浸法溶出赤泥中的铁、铝元素,再与硅酸钠、硫酸氧钛反应制备出高效混凝剂含钛聚硅酸铝铁(T-PSAF),并将其用于模拟亚甲基蓝印染废水的脱色。实验结果表明:在硫酸浓度为8 mol/L、液固比(硫酸体积与干赤泥质量之比)为14 m L/g、酸浸温度为80℃、酸浸时间为80 min、Na Cl加入量为0.10 g/g(以干赤泥计)的优化酸浸条件下,铁、铝的浸出率分别为88.25%和73.21%;在n(Fe+Al)∶n(Ti)∶n(Si)=0.3∶0.3∶1、熟化p H为4~5、熟化时间为2 h、混凝剂加入量为25 m L/L的优化混凝条件下,初始亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L的废水的脱色率可达87.1%,而当初始亚甲基蓝质量浓度增至150~200 mg/L时废水脱色率可达99%以上。     

催化裂化钠碱脱硫液中钙镁离子的去除

研究了化学沉淀法和氨基膦酸型螯合树脂吸附法对催化裂化钠碱脱硫液中Ca~(2+)和Mg~(2+)的去除效果。实验结果表明:NaOH沉淀法可有效去除钠碱脱硫液中的Mg~(2+),当溶液pH为12、反应时间为15 min时,Mg~(2+)去除率达91.6%;NaOH-Na_2CO_3联合沉淀法无法去除钠碱脱硫液中的Ca~(2+);经过NaOH溶液有效除Mg~(2+)后的脱硫液再采用氨基膦酸型螯合树脂吸附柱去除其中的Ca~(2+)和Mg~(2+),可使出水硬度小于2 mg/L。提高进水pH、降低进水流量、降低进水硬度均可提高单位体积树脂的处理水量。     

O_3-Ca(OH)_2体系处理苯酚废水

研究了苯酚在新型臭氧氧化体系O_3-Ca(OH)_2体系中的降解与矿化效果。实验结果表明:苯酚及TOC的去除率都随着Ca(OH)_2用量(小于2 g/L)、进气臭氧质量浓度(小于75 mg/L)、进气流量(小于3.0 L/min)的增大以及初始苯酚质量浓度的减小而增加,但受反应压力和液相温度的影响较小;当Ca(OH)_2用量大于3 g/L时,苯酚和TOC的去除率在30 min和55 min时分别达到了100%左右;Ca~(2+)的存在实现了羟基自由基清除剂CO_3~(2-)的实时分离去除,从而强化了臭氧氧化过程中苯酚的降解与矿化。这表明,O_3-Ca(OH)_2体系是一种处理难降解有机废水的高效臭氧氧化新体系。     

旋转填充床分离沼气中的CO_2

以水为吸收液,采用旋转填充床分离微生物厌氧发酵沼气中的CO_2,考察了工艺条件对CO_2吸收效果的影响。实验结果表明:进液量越大、气液比越小、进口CO_2体积分数越小、操作压力越大、进液温度越低则CO_2的吸收效果越好,而床转速以适中为宜;在进液量60 L/h、气液比3.3、床转速1 000 r/min、进口CO_2体积分数40%、操作压力1.2 MPa、进液温度5℃的条件下,CO_2吸收率为57.4%,提纯后气体的CO_2体积分数为17%。     

膜法解吸CO_2吸收富液

采用中空纤维膜接触器(FMC)作为解吸装置,对吸收了CO_2的N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液(富液)进行膜法解吸实验。考察了CO_2负荷、解吸温度、解吸压力、富液流速和N_2吹扫流量对CO_2解吸率的影响。结果表明,富液中CO_2负荷越大、解吸温度越高、解吸压力越低、富液流速越大、N_2吹扫流量越大,则CO_2解吸率越高。综合考虑,本实验优选的工艺条件为解吸温度45~65℃,解吸压力10~30 k Pa,富液流速0.08 m/s,N_2吹扫流量200 m L/min。     

DTC类改性糯米淀粉的制备及其吸附水中Pb2+性能

采用碱法从天然糯米中提取糯米淀粉（SS）,经环氧氯丙烷交联、醚化,邻苯二胺胺化,CS₂亲核加成,最终制备出一种新型Pb²⁺吸附剂——二硫代氨基甲酸盐（DTC）类改性糯米淀粉（DTCS）。在吸附剂加入量2.0 g/L、Pb²⁺质量浓度30 mg/L的条件下,不同阶段改性产物吸附Pb²⁺的最佳pH均为7.0,吸附平衡时间为30 min。SS对Pb²⁺的吸附去除率仅为9.1%,经改性后吸附能力逐步提高,最终产物DTCS对Pb²⁺的吸附效果最佳,Pb²⁺去除率高达99.9%,平衡吸附量为14.97 mg/g。DTCS对Pb²⁺的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,以化学吸附为主。