高硫煤热解部分气化过程中硫的变迁行为

针对3种不同煤阶的高硫煤,分别在固定床反应器中考察其固定升温速率下原煤热解和半焦在不同温度下的水蒸气部分气化过程中的硫变迁行为.研究过程分为热解和部分气化2个子过程.结果表明,热解过程中大同、义马和西山煤总脱硫率分别为41%、42.5%和23.1%,其过程中FeS₂完全转化为FeS,不稳定的有机硫部分析出,硫从固相中的脱除大于碳的转化,硫在气相中得到富集;在部分气化过程中,对于大同和西山煤,半焦中硫含量可有效降低,脱硫率分别提高26.47%和19.37%,其中无机硫化物(FeS)易于气化析出,其析出程度随温度升高而增大.但对义马煤焦部分气化结果证实:在700℃气化时,总脱硫率可提高24.60%,在高于700℃气化时,有利于碱土金属与H₂S反应进行,同时由于碳骨架的气化速度加快,降低了其有机质对灰分固硫行为的传质阻力,所以灰分中碱土金属的固硫作用增强,使得半焦中硫含量增加,脱硫率与碳转化率的差值下降,不利于硫的脱除.     

不同活性组分催化剂的氧化活性和热稳定性

采用流动法催化反应装置测定了蜂窝陶瓷负载催化剂同时催化氧化丙烷 ( C₃H₈)、丙烯 ( c₃H₆)和 CO的活性 ,考察活性组分 Pd和非贵金属氧化物、La改性、反应空速对起燃温度、热稳定性和动力学转化特征的影响 .结果显示 ,含 Pd催化剂上 C₃H₆和 CO的起燃温度比 C₃H₈低 ,1150℃高温老化对 C₃H₈氧化性能的影响比对 C₃H₆和 CO的小 .含稀土非贵金属氧化物的活性、热稳定性及动力学转化性能都比单 Pd催化剂低 ,添加 La能提高 2类催化剂的初活性和高温热稳定性 .     

O3/H2O2去除水中硝基苯效果与机理

以硝基苯为目标反应物,对O₃/H₂O₂体系氧化去除水中硝基苯的效果和机理进行了研究,考察了pH值、H₂O₂剂量、自由基抑制剂或促进剂对硝基苯的去除效果的影响.研究发现,在pH≤7时,H₂O₂促进臭氧化去除硝基苯的效果较为明显,当H₂O₂投加量从1.0 mg/L增加到4.0 mg/L时,在氧化5 min内,硝基苯     

新型低温Fe/AC脱硫剂的研究

将活性焦担载氧化铁制得Fe/AC脱硫剂用于烟气脱硫,在最经济的烟气脱硫温度窗口(120℃～250℃)显示出高的脱硫活性.考察操作条件对其脱硫活性的影响,并借助EXAFS和TPD表征技术对其内在原因进行探讨.Fe/AC脱硫剂在排烟温度下用于脱硫,其活性明显优于活性焦和纯Fe₂O₃,且载体炭无氧化烧损.Fe/AC吸硫后形成2种含硫物质:H₂SO₄和Fe₂(SO₄)₃,H₂O和O₂的存在可增加Fe/AC对SO₂的吸附硫容.由高比表面活性焦制得的Fe/AC有更高的脱硫活性,这源于活性组分Fe₂O₃在其上良好的分散性.Fe/AC用于脱硫应在适宜空速[(800L/(kg·h)]下操作.     

CuO/AC脱硫剂的还原再生

CuO/AC脱硫剂吸硫后 ,其中的 CuO即转化成 CuSO₄,需对其进行再生 .本文分别考查以 Ar气氛和 H₂ 气氛还原再生后脱硫剂二次脱硫活性的变化 ,并通过 TG、TPR和 XRD等表征再生过程 .结果表明 :Ar气氛再生实际为载体 C对 CuSO₄的还原 ,最佳再生温度为 400℃ ;H₂ 气氛再生时 ,最佳温度为 250℃ ;即使在最佳温度下 ,再生后的脱硫活性仍低于新鲜脱硫剂 ,可能源于还原生成的 Cu微晶在较高温度下发生的明显聚集 .     

O3/UV降解水中有机物机理研究

利用O₃/UV降解了水中的硝基苯、乙醇酸和乙酸. 在硝基苯的降解过程中,当加入对H₂O₂具有催化分解作用的MnO₂时,O₃/UV降解效率明显下降,TOC的去除率甚至比单独臭氧化还低,在相同条件下处理40 min后,O₃/UV、O₃和O₃/UV+MnO₂对溶液TOC的去除率分别为44%、41%和39%.该结果表明中间产物H₂O₂对O₃/UV降解效率的提高具有重要的作用. 另外,有机物本身对自由基链反应是否具有促进作用也直接影响着O₃/UV的降解效率,当目标有机物是对自由基链反应具有促进作用的乙醇酸时,O₃/UV降解效率较高,30 min后乙醇酸的去除率即达76%; 而当目标有机物是对自由基链反应具有抑制作用的乙酸时, O₃/UV对其几乎无降解能力.     

UV/H2O2液相氧化净化烟气中NO的实验研究

采用UV/H₂O₂液相氧化技术净化气体中的NO,通过正交实验和单因素实验,研究了H₂O₂浓度、温度、初始pH值、NO浓度、光照条件、O₂含量和气体流量等因素对NO去除率的影响.结果表明,UV/H₂O₂液相氧化体系对NO有良好的净化效果,可以获得80%左右的NO去除率, 温度、H₂O₂浓度和初始pH值对NO去除率具有不同程度的影响,温度和H₂O₂浓度对NO去除率影响较大.单因素实验结果表明, 当H₂O₂浓度为0.2 mol/L、初始pH值为6～7时NO去除率较高;溶液中H₂O₂浓度过高或过低、溶液过酸或过碱均会抑制·OH的产生而不利于NO的去除;净化NO的最佳反应温度为40 ℃,低于一般湿法脱硝温度(50 ℃);NO的去除率随紫外光辐射强度和O₂含量的增加而升高;同时,NO的去除也受气液传质面积和气液传质系数的控制.     

碱/抗坏血酸活化分子氧氧化水中As（III）

研究了碱/抗坏血酸（H₂A）活化分子氧体系（碱/H₂A体系）氧化水中三价砷（As（III））的过程与机理.考察了pH、H₂A浓度、As（III）初始浓度、水中常见阴离子（Cl^-、NO₃^-、HCO₃^-）和有机质富里酸对As（III）氧化效率的影响,通过自由基抑制实验及电子自旋共振（ESR）鉴定了体系中的活性氧物质（ROS）,并采用液相色谱-质谱分析技术鉴定了H₂A的降解产物.结果表明,在pH=9~12范围内,pH值越高,As（III）氧化速率越快;pH=10条件下,随着H₂A浓度从0.05 mmol·L^-1增加到1 mmol·L^-1,反应1 h后,As（III）氧化率从24%增加至92%.机理研究结果表明,H₂O₂是碱/H₂A活化分子氧体系中氧化As（III）的主要ROS,它主要来自碱性条件下H₂A与分子氧的单电子或双电子反应,同时,体系中H₂A也发生了氧化性降解.碱/H₂A体系可用于含砷废水的预处理,并与离子交换吸附方法联合,实现高效除砷.     

粉煤灰催化H2O2氧化水中对硝基酚研究

采用粉煤灰做催化剂,研究了在常温常压下对H₂O₂氧化对硝基酚（PNP）的催化性能.在分析粉煤灰理化性质的基础上,考察了粉煤灰种类,不同预处理方法以及粉煤灰投加量、pH、反应时间、H₂O₂浓度等因素对PNP去除率的影响.结果表明,比表面积大,未燃炭含量高的粉煤灰催化效果好;经过350℃预处理可以有效提高其催化性能;在pH=2,反应时间为60 min, H₂O₂起始浓度为200 mg/L, 粉煤灰投加量为60 g/L的条件下,热处理粉煤灰对PNP的去除率为62.38%.其中,粉煤灰的比表面积、未燃炭以及活性金属氧化物均是影响其催化活性的重要因素.在催化氧化对硝基苯酚过程中,吸附占有重要作用,为总去除率的65.97%.粉煤灰可以重复使用,随使用次数增加,粉煤灰催化性能提高.第2次、第3次对PNP的去除率分别为82.47%和98.72%,之后的9次实验中去除率均保持在99%左右,在使用12次后催化性能降低.     

O3/H2O2氧化降解环嗪酮研究

利用环嗪酮的拟一级氧化速率常数考察O₃/H₂O₂体系对环嗪酮的去除效果,探讨了最佳反应条件及反应过程中过氧化氢的消耗情况,并利用IC、HPLC/MS和GC/MS等技术分析了氧化产物,对其降解途径进行了初步研究.结果表明:环嗪酮初始浓度为3mg·L^-1、温度25 ℃、O₃投量13 mg·L^-1、H₂O₂/O₃物质的量比0.5、pH为 8~9时,环嗪酮降解速率常数达0.075 min^-1;自来水中的无机离子和微量有机物对环嗪酮的氧化有一定的促进作用,反应过程中H₂O₂的消耗和环嗪酮的降解规律一致,HCO₃^-对环嗪酮的去除有明显的抑制作用,说明对环嗪酮的降解主要是羟基自由基的贡献;色谱质谱分析表明,环嗪酮的氧化经历脱甲基过程,生成的NO₃^-与去除的环嗪酮的物质的量比表明三嗪环已被打开,最终被矿化为NO₃^-、H₂O和CO₂等无机产物.     

模拟煤环境中几种无机硫的热分解行为

采用活性焦作为构造煤大分子网络的基质,将无机硫(黄铁矿、硫酸亚铁)混合于其上,形成模拟煤的环境.利用程序升温热解-火焰光度检测器或质谱联用(TPD-FPD/MS)技术和X-射线吸收精细结构(EXAFS)光谱对比研究了FeS₂、FeSO₄在活性焦上及纯态下热分解过程中硫逸出的动态特征及结构变化.结果表明:担载于活性焦上FeSO₄的分解主要发生在200℃～500℃,而纯态FeSO₄的分解温度范围为450℃～600℃,说明活性焦的存在使其分解温度显著降低,且硫的逸出情况更为复杂.黄铁矿与活性焦的物理混合并没有使FeS₂的分解温度降低,但对其分解程度有一定的影响,并与热解气氛密切相关;温度高于400℃后FeS₂分解的硫开始大量逸出,在550℃左右基本失去结构中与铁配位的第2层硫原子而形成FeS.     

Pyrolysis of EVA and its application in recycling of photovoltaic modules

The basic pyrolysis behaviour of ethylene vinyl acetate(EVA) copolymer, which is often used as a lamination agent in solar modules, was investigated in thermogravimetry, differential thermal analysis(DTA) and thermovolumetry. The TG analysis showed that the EVA pyrolysis can be accelerated under the partial oxidizing atmosphere but the end pyrolysis temperature must be higher than in nitrogen, to eliminate the coke formed. Meanwhile, a strong exothermal peak occurs at about 450% under the air condition and gets weaker obviously at the oxygen content lower than 10 vol. %. The mass balance of EVA pyrolysis was given through the thermovolumetry with the output of l0 wt. % permanent gas, 89.9 wt. % condensate and 0.1% residual coke. Besides, the composition of the permanent gas and condensate at different pyrolysis stages were analysed and interpreted on the known pyrolysis mechanism.     

灰分对高硫煤热解部分气化硫变迁的影响

采用分步脱除矿物质方法,对义马原煤及HCl,HCl-HF,HCl-HNO₃处理后煤样,分别在固定床反应器中考察了热解部分气化下硫的脱除规律.结果表明:一方面在热解过程中原煤及酸处理煤样H₂S和COS的析出均呈双峰趋势,其析出值主要受温度、原煤中灰分和HNO₃氧化作用;另一方面,在部分气化和酸处理后煤样热解半焦在600℃～900℃范围内硫脱除率可达50%～80%,800℃时,无机硫可完全脱除.而原煤热解半焦总硫,无机硫的脱除率在700℃时最大.气化温度的升高,加强了碱性矿物质的固硫作用,其结果是900℃气化时,总硫和无机硫脱除率降低.酸处理后有机硫含量基本保持不变,其噻吩结构只随碳骨架的气化而析出.     

Removal of PCDD/Fs and PCBs from sediment by oxygen free pyrolysis

Few studies have dealt on the evaluation of volatilization and decomposition reactions of dioxins from sediment by oxygen free pyrolysis. In this study, the performance of pyrolysis on the removal of dioxins from sediment was investigated. Dioxin concentrations of the raw sediment and the solid residues after pyrolysis were analyzed at different conditions. Results showed a removal efficiency of 99.9999% for total dioxins at 800℃ and retention time of 30 min. All the polychlorinated dibenzo-furans （PCDFs） have been removed and were not formed in the solid residues at the retention time range of 30-90 min at 800℃. Close to 100% removal of polychlorinated dibenzo-p-dioxins （PCDDs） was also achieved. Only trace PCDDs were detected in the solid yields at a retention time of 60 min. The highest removal efficiency of polychlorinated biphenyls （PCBs） was more than 99.9994% at a retention time of 30 min. During cooling period following pyrolysis, however, the concentration of total dioxins in solid residues increased 130 times as compared to that of the raw sediment under air atmosphere. This confirmed that some complex reactions do occur to form PCDD/Fs and PCBs from 800 to 400℃ in the presence of oxygen. Oxygen-free atmosphere therefore can prevent formation of dioxin during thermal process thus generating clean solid residues.     

煤热解过程中无机有害元素的变迁规律

在自行设计的加压密闭快速热解反应器中研究了神华和义马煤中Na、K、Pb和Mn等无机有害元素在氮气条件下随温度（300℃-700℃)的变化规律,进一步考察了热解气氛（氮气、氢气和二氧化碳）、压力对神华煤中这4种元素逸出规律的影响。结果表明：Na、K、Pb和Mn等元素在半焦中的残留量随温度的升高而减少,减少量随煤种而异,如在700℃时,神华煤中Na、K、Pb和Mn的析出率分别是义马煤的3、4．2、1．4和2．4倍;低压快速加氢热解有利于这4种元素的逸出。Pb是挥发性最强的元素,与热力学计算结果一致。     

Systematic control technologies for gaseous pollutants from non-ferrous metallurgy

Air pollutant emissions represent a critical challenge in the green development of the non-ferrous metallurgy industry.This work studied the emission characteristics,formation mechanisms,phase transformation and separation of typical air pollutants,such as heavy metal particles,mercury,sulfur oxides and fluoride,during non-ferrous smelting.A series of purification technologies,including optimization of the furnace throat and hightemperature discharge,were developed to collaboratively control and...     

移动床活性焦烟气脱硫与除尘中试研究

采用干法错流移动床活性焦烟气净化工艺,在烟气处理量1 000m³·h^-1的中试装置上进行了脱硫与除尘的连续试验.结果表明:装置操作简单,运行稳定;在烟气进口温度120℃、SO₂浓度3 232～6 006mg·m^-3、粉尘浓度89.3～1 599.7 mg·m^-3、试验空速条件下,该装置可高效脱除烟气中的SO₂和烟尘,净化后烟气含尘浓度低于50mg·m^-3,满足国家标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)中有关烟尘最高允许排放浓度的最严格的规定.在本装置中,吸附饱和的活性焦采用加热再生,再生过程产生的解吸气中SO2体积分数高达40.1%,可有效回收硫资源.具有良好的经济效益.     

CaF2高温分解特性试验研究

作为燃煤和砖瓦烧制过程中钙基固氟剂燃烧固氟的最终产物CaF₂,其高温稳定特性对固氟效率有重要影响本义在固定床反应器上采用气态氟化物直接吸收分析法,结合XRD、DTA法对CaF₂晶体粉末在大气、干燥大气和饱和大气下的高温稳定性进行了实验研究.结果表明,在高温条件下CaF₂发生水解反应,水解反应起始温度830±10℃,水解率随燃烧温度和停留时间的增加而增加,空气中水蒸气含量对水解率有显著影响.动力学计算表明温度在850℃～1350℃范围内水解反应为一级反应,反应活化能E=115±2kJ/mol.研究结果对燃煤和砖瓦烧制过程中高温高效钙基燃烧固氟剂的开发有指导意义.     

回转窑热解气化炉处理生活垃圾特性

基于目前固定床热解气化法在常温下进行存在燃气热值和气化效率较低、燃料适用范围小和预处理复杂等问题,采用控制变量法设计探究了不同预热空气温度和过量空气系数对小型回转窑式热解气化炉处理村镇生活垃圾的影响.结果表明:预热空气温度升高有利于垃圾热解气化产气,但有一定的局限性,当温度超过600 ℃时垃圾的气化产气明显下降;当过量空气系数为0.4时,垃圾的热解气化效率达到最大值,并且焦油产量最小.垃圾原样在过量空气系数为0.4、空气预热温度为500 ℃下对底渣、飞灰进行重金属含量的分析测试结果显示,飞灰中的铅含量远高于GB 18598—2001《危险废物填埋污染控制标准》相关标准限值,需要经过处理才能排放,二英采样分析结果显示其含量均低于GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》限值.研究显示,该回转窑式热解气化工艺处理生活垃圾的最佳过量空气系数为0.4,最佳空气预热温度为500 ℃,在此最佳工况条件下焦油产量小,飞灰及焦渣中重金属含量小,ρ(二英)低于0.10 ng/m3.