污泥掺烧技术在煤粉炉上应用的试验研究

通过污泥掺烧技术在煤粉炉上的应用试验,得出污泥的含水率对锅炉制粉系统的影响.掺烧前后对炉膛温度没有大的影响,随着污泥比例的增加,燃烧效率下降,烟尘浓度和SO2浓度降低.     

煤粉炉掺烧固体替代燃料的现状及展望

煤电行业是我国最大的碳排放来源,随着“30·60”双碳目标的提出,煤电行业成为实现双碳目标的重要阵地。固体替代燃料作为优质环保的再生资源,将其与煤掺烧发电是煤电行业实现低碳发展的有效途径。在大型燃煤电厂中,煤粉炉占比约为80%,目前国外利用煤粉炉掺烧生物质、污泥等替代燃料已广泛应用,而国内缺少相关研究及应用。梳理了国内外燃煤电厂煤粉炉掺烧替代燃料现状,基于替代燃料团体标准研究用于煤粉炉的固体替代燃料制备技术和掺烧技术,分析煤粉炉掺烧固体替代燃料在政策、技术、市场方面存在的制约因素并提出建议,包括出台激励政策及相关排放标准、加强掺混技术研究、推动建立供需市场等。     

粉煤灰的综合利用研究

粉煤灰是燃煤电厂从烧煤粉锅炉烟气中收集的微细粉粒.由于它是一种具有火山灰活性的粒状材料,可以开发与利用.在对粉煤灰特征及其危害分析的基础上,提出了综合利用粉煤灰的战略思路,介绍了粉煤灰在混凝土建材制品中、在吸附烟气中低浓度SO2和废水处理等方面的综合利用情况.     

粉煤灰-粉煤灰合成沸石对Cs~+的固化

以电厂废弃物粉煤灰为原料、采用碱熔-水热法制备了粉煤灰合成A型沸石(以下简称沸石),再以沸石对溶液中的Cs+进行分离富集,最后在碱激发剂的作用下以粉煤灰和吸附后的沸石制得地聚合物固化体。对固化体的性能进行了评价,并探讨了固化机理。实验结果表明:在吸附温度25℃、初始Cs+质量浓度100 mg/L、固液比10.0 g/L的条件下,沸石对的Cs+的吸附率达98%,比粉煤灰提高了2倍以上;沸石掺量为20%~30%(w)时,固化体的抗压强度符合GB 14569.1—2011要求,固化体中Cs+的42 d浸出率和累计浸出分数均远优于GB 14569.1—2011限值,表现出优异的抗浸出性能。     

固硫灰固化焦化废水处理外排污泥

采用机械力化学法活化循环流化床燃煤固硫灰,用于固化焦化废水处理外排污泥(CWT污泥)。探讨了固硫灰活化条件,并通过XRD和FTIR分析了固硫灰固化CWT污泥中重金属的机理。实验结果表明:当m(Ca O)∶m(Ca O+固硫灰)为20%、球磨频率为40 Hz、球磨时间为2 h时,养护28 d固硫灰固化体的平均抗压强度达到72.2 MPa;当污泥掺加量为50%(w)时,养护28 d含污泥固化体的抗压强度达到8.5 MPa,固化体浸出液中Pb2+和As5+的质量浓度分别为0.177 mg/L和0.013 mg/L,均远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的规定限值。XRD和FTIR表征结果表明,在固硫灰活化过程中,混合体系水化生成了C—S—H凝胶、斜方钙沸石和钙矾石,可通过物理包裹、吸附及离子交换的形式实现CWT污泥中Pb2+和As5+的固化/稳定化。     

粉煤灰中微量元素的分布机理及其环境意义

华能南京电厂不同粒径粉煤灰的化学成分和矿物相组成基本相同。煤粉所含矿物质在高温燃烧过程中的挥发－凝聚作用，导致微量元素趋向在细粒径粉煤灰中富集，其富集的程度则与粉煤灰的平均粒径和元素的地球化学性质密切相关。粉煤灰排放的环境效应显示，尤以细粒径灰粒的影响最大。     

碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd2+的吸附

以粉煤灰为主要原料,采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD,SEM,TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构,并对其吸附Cd²⁺的性能进行了研究。表征结果显示,粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成,粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在,其孔穴和孔道大小分布均匀,致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m²/g,平均孔径为3.779 nm,孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明,在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下,Cd²⁺去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd²⁺的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合,相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程,该吸附过程是单分子层吸附,主要是化学吸附,粉煤灰沸石对Cd²⁺的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

碱熔融-微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd~(2+)的吸附

以粉煤灰为主要原料,采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD,SEM,TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构,并对其吸附Cd~(2+)的性能进行了研究。表征结果显示,粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成,粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在,其孔穴和孔道大小分布均匀,致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m2/g,平均孔径为3.779 nnm,孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明,在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下,Cd~(2+)去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd~(2+)的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合,相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程,该吸附过程是单分子层吸附,主要是化学吸附,粉煤灰沸石对Cd~(2+)的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

碱激发粉煤灰对Cs~+的吸附行为

将粉煤灰进行碱激发改性,运用XRD和SEM技术对碱激发粉煤灰进行了表征,通过静态平衡吸附实验研究了碱激发粉煤灰对Cs+的吸附动力学和热力学特性,并对吸附前后的碱激发粉煤灰进行了FTIR分析。表征结果显示,碱激发处理后,粉煤灰的晶相发生了改变,且粉煤灰表面密实的硬壳层被破坏。实验结果表明:在初始Cs+质量浓度为200 mg/L、吸附温度为25℃、溶液pH为10、碱激发粉煤灰投加量为12.0 g/L的条件下,碱激发粉煤灰对Cs+的平衡吸附率可达80%以上,其吸附能力比碱激发前提高了3倍以上;吸附过程可用准二阶动力学方程来描述,并较好地符合Langmuir等温吸附模型;碱激发粉煤灰对Cs+的吸附是吸热过程,且能自发进行;该过程以物理吸附为主,并伴随化学吸附。     

粉煤灰在废水处理中的应用

就粉煤灰处理废水的研究与应用现状进行了综述.粉煤灰主要通过其吸附作用(物理吸附和化学吸附)处理废水,对于城市污水、工业废水、含重金属离子、F-、PO3-4废水等均有较好的处理效果.对粉煤灰进行物理或化学改性研制高效复合粉煤灰混凝剂是提高粉煤灰利用价值的有效途径之一.同时,提高粉煤灰吸附容量以及妥善处理吸附饱和灰是当前急需解决的问题.     

粉煤灰及其制备沸石对高浓度氨氮的去除比较

以粉煤灰为原料,采用改进的水热合成法制备了粉煤灰沸石,并将粉煤灰和粉煤灰沸石用于高浓度氨氮的吸附去除。实验结果表明:在粉煤灰和粉煤灰沸石的投加量分别为0.10 g/m L和0.04 g/m L、反应体系p H为5~7、初始氨氮质量浓度为500 mg/L的条件下,分别吸附660 min和60 min,粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的去除率分别约为20.1%和50.7%左右,粉煤灰沸石对高浓度氨氮的去除效果明显优于粉煤灰;粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的吸附动力学行为符合准二级动力学方程;Langmuir和Freundlich等温吸附模型能较好地描述粉煤灰对氨氮的等温吸附过程,而粉煤灰沸石对氨氮的等温吸附过程则更适宜用线性模型和Freundlich模型描述。     

粉煤灰的改性及对刚果红的吸附

分别采用沸水浸泡、酸浸、碱浸和加热的方法对粉煤灰进行改性处理,利用FTIR仪和XRD仪对改性粉煤灰的成分和官能团进行了分析,并利用改性粉煤灰对模拟刚果红废水进行脱色。实验结果表明：碱改性粉煤灰中含有大量官能团,以及NaPl型沸石类物质,能够明显提高粉煤灰对刚果红的吸附性能;与活性炭相比,碱改性粉煤灰具有更高的性价比;在初始刚果红质量浓度为20mg/L、碱改性粉煤灰加入量为50g/L的条件下,废水的脱色率可达87.52%;碱改性粉煤灰对刚果红的吸附过程遵循二级反应动力学,较好地符合Langmuir等温式和Freundlich等温式。     

超细粉煤灰对模拟废水中孔雀石绿的吸附性能

以球磨制得的超细粉煤灰为吸附材料,采用振荡吸附法研究了其对模拟废水中孔雀石绿的吸附性能.实验结果表明:在超细粉煤灰加入量为10g/L、吸附温度为298K、初始孔雀石绿质量浓度为500mg/L、振荡时间为120min、孔雀石绿废水自然酸碱度条件下,达到吸附平衡时的吸附量为49.97 mg/g,孔雀石绿几乎全部被超细粉煤灰所吸附;该吸附反应很好地符合二级吸附动力学方程,Ea为3.95kJ/mol,吸附反应速率较快,吸附过程由孔雀石绿在超细粉煤灰颗粒内部的扩散控制;该吸附符合Langmuir吸附等温方程,随吸附温度升高,饱和吸附量下降,298K下的饱和吸附量可达526.32mg/g,是自发进行的放热反应过程.     

污泥活性炭的制备及其对溶液中Cr6+的吸附

以城市污水厂剩余污泥为原料,采用ZnCl2作活化剂,热解制备污泥活性炭。实验结果表明,制备污泥活性炭的最佳条件热解温度为550℃,ZnCl2溶液浓度为3mol／L,ZnCl2溶液体积与污泥质量比（mL／g）为2．5：1,热解时间为25min。用所制备的污泥活性炭吸附溶液中的Cr6＋最佳吸附条件为：吸附时间90min,Cr6＋初始质量浓度50mg／L,污泥活性炭加入量0．2g,溶液pH2,在此条件下,Cr6＋去除率达99．9％。污泥活性炭对溶液中Cr6＋的吸附等温线属于I型,等温吸附方程可用Langmuir模型和Freundlich模型来拟合。     

污泥基生物炭的制备及其对Hg~(2+)的吸附

在添加乙酸钾的条件下将污泥低温热解制备出污泥基生物炭,并将其用于溶液中Hg~(2+)的吸附,考察了Hg~(2+)吸附效果的影响因素,并对吸附机理进行了分析。表征结果显示:热解对污泥有一定的造孔作用,而乙酸钾对孔隙结构的形成影响更大。实验结果表明:在吸附温度为25℃、溶液p H为6、初始Hg~(2+)质量浓度为15 mg/L、污泥基生物炭投加量为6 g/L的条件下,吸附24 h时的Hg~(2+)去除率达97.08%;污泥基生物炭对Hg~(2+)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附行为符合Lagergren准二级动力学方程。     

磁芯污泥碳壳复合材料的制备及特性研究

以市政污泥为主要原料,采用低温热解手段,制备了磁芯污泥碳壳材料（M@SC）。结果表明：M@SC由于独特的核@壳结构,外壳污泥碳对内核的磁粉起到一定的屏蔽和稳定作用,其耐酸性和耐碱性远高于传统的磁性碳球（FSC）,有效比表面积大。磁化分析表明,M@SC的磁滞回归线近似为“S”型,比饱和磁化强度高20 emu/g,剩磁和矫顽力低,容易进行磁分离,具有良好的顺磁效应。M@SC对亚甲基蓝的吸附过程符合伪二级吸附动力学模型,经过3次热再生后,仍保持较高的磁性,且吸附效率依然超过98%。     

改性粉煤灰的制备及其对分散蓝的吸附

以聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)为改性剂,制备PDMDAAC改性粉煤灰。采用正交实验考察了制备条件对PDMDAAC在粉煤灰上的负载量的影响。实验结果表明:在反应温度为70℃、反应时间为3 h、PDMDAAC质量浓度为50 g/L、溶液pH为10的最佳条件下,PDMDAAC在粉煤灰上的负载量为0.98 mg/g;在吸附温度为30℃、初始分散蓝质量浓度为50 mg/L、PDMDAAC改性粉煤灰加入量为4 g/L的条件下,PDMDAAC改性粉煤灰对分散蓝的去除率可达98%。PDMDAAC改性粉煤灰对分散蓝的吸附符合Langmuir吸附模型。     

粉煤灰对采油废水中污染物质的吸附研究

利用粉煤灰吸附去除采油废水中的石油类和COD,去除率分别为70%～80%和20%左右.以含SiO2、Al2O3和Fe2O3为主的粉煤灰吸附由复杂组分组成的采油废水中的石油类和COD的过程十分复杂,其中石油类的吸附等温线为S型,COD的吸附等温线很不规则.粉煤灰处理采油废水试验的较优操作条件搅拌时间15 min,转速300 r/min,废水pH 7.2～7.8,灰水比为1∶50.     

聚丙烯酰-6-氨基吡啶的制备及其对重金属离子的吸附

以2,6-二氨基吡啶为原料,合成了功能单体2-丙烯酰-6-氨基吡啶,并将其与乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚合成了聚合物吸附剂聚丙烯酰-6-氨基吡啶。考察了聚合物吸附剂对重金属离子的吸附分离性能。实验结果表明:在混合液中Cu2+,Zn2+,Cd2+,Ni2+的初始质量浓度均为10 mg/L、聚合物吸附剂加入量为5 g/L、溶液pH=7、吸附时间为10 min的条件下,聚合物吸附剂对各离子的吸附率均大于90%;采用浓度为0.5 mol/L的HCl溶液对吸附后的聚合物吸附剂进行洗脱,4种重金属离子的洗脱率均可达97%以上;该吸附剂具有很好的稳定性,重复使用11次后其对4种重金属离子的饱和吸附量均未有明显的下降。     

粉煤灰在废水处理中的应用

粉煤灰作为一种可再资源化的工业固体废弃物日益引起关注.粉煤灰处理废水的机理主要是吸附作用,影响粉煤灰吸附性能的主要因素有温度、粉煤灰粒度、pH值、吸附质性质、灰水比,粉煤灰处理生活污水、城市废水、印染废水、重金属废水、含氟、磷、有机质废水、造纸废水等应用前景广阔.