煤矸石造孔制备提钒尾渣基陶粒及其性能研究北大核心CSCD

为替代生产陶粒的天然原料,减少化学造孔剂的使用,解决提钒尾渣高排放、低利用的问题,以工业固废钒尾渣为主要原料,探索性地采用煤矸石为造孔剂及校正原料,纸浆废液为结合剂制备钒渣基陶粒。以单颗粒抗压强度、表观密度和吸水率为检测指标,综合考察原料配比对陶粒性能的影响,得出煤矸石与钒尾渣的最佳质量配比为20∶80。结合TG分析原料在高温下的热行为,以优化预热制度并探讨其对陶粒烧胀的作用机理;利用XRD和SEM表征样品的矿物相和微观形貌。结果表明:800℃预热20 min,烧结温度1170℃保温15 min,制备的陶粒综合性能最优,单颗粒抗压强度达到5.42 MPa,显气孔率为33.71%;预热温度通过改变高温体系熔融液相的黏度控制气体生成量及气孔尺寸,预热时间则通过改变液相生成量作用于基体强度。XRD及SEM结果表明:原料经预热烧结,促进透长石、水钙沸石等新矿物相的生成以增加基体的强度;陶粒断面上均匀分布有大量尺寸不等的孔洞。     

污泥、底泥与粉煤灰烧结陶粒的工艺研究

研究了污泥、底泥与粉煤灰烧结陶粒的配方、预热温度、物料含水率对陶粒比表面积、抗压强度、吸水率和表观密度的影响,同时对影响陶粒烧结的主要工艺进行正交试验研究.结果表明,原料配方对陶粒主要性能影响无明显规律;充分预热有利于提高陶粒强度,而不充分预热可以提高陶粒孔隙,降低陶粒密度;坯料含水率的提高会导致陶粒结构松散,降低陶粒抗压强度,增加吸水率.另外,烧结温度对于制备滤料和骨料都是最重要的影响因素.对于制备滤料,污泥添加量对陶粒比表面积的影响不确定,需要根据实际情况确定,而提高升温速率有利于提高陶粒比表面积;对于制备骨料,坯料中污泥质量分数宜在30％～35％.     

含油污泥的热解及尾渣制陶粒工艺研究

对长庆油田落地油泥热解和尾渣制陶粒工艺进行研究，以尾渣含油率为评价指标，考察了进料速率、热解终温和热解时间对尾渣含油率的影响，优选出最佳的热解工艺参数，并对尾渣的性能及制陶粒工艺进行了研究。结果表明，当进料速率为7.0 t/h、热解终温和热解时间分别为550℃和2.5 h时，热解尾渣的含油率可降至0.3%以下，且污染物含量均满足GB 4284—2018要求；在尾渣与黏土的质量比为7∶3、预热温度为500℃、预热时间为40 min、烧结温度为1 050℃、烧结时间为30 min、升温速度为20℃/min的条件下，制备的陶粒性能符合GB/T 17431.1—2010要求。此技术达到了含油污泥无害化处理和资源化利用的目的。     

页岩气水基钻屑制备低密度支撑剂及性能研究

以页岩气开采中产生的固体废弃物水基钻屑和铝矾土为原料,锰粉为烧结助剂,在一定温度下烧结制备了强度达标的低密度支撑剂。探讨了烧成温度和水基钻屑掺量对支撑剂性能的影响,并利用XRD、SEM对不同水基钻屑掺量的支撑剂进行了微观结构和晶相的分析。结果表明:随烧成温度升高,支撑剂的破碎率先升高后降低,体积密度和视密度与之相反;适量增加水基钻屑的掺量,支撑剂样品的莫来石相衍射峰增强,晶粒尺寸变大,与刚玉相晶粒交织形成网状骨架结构,显著提高了样品强度;当添加20 g水基钻屑、80 g铝矾土和4 g锰粉时,在1350℃下烧结制备的支撑剂性能最佳,在52 MPa闭合压力下破碎率为4.02%,体积密度为1.47 g/cm3,视密度为2.67 g/cm3。     

城市污水厂污泥与海泥制备陶粒的试验研究

城市污水厂污泥与海泥是难以处理的固体废弃物,处理不当将会对环境造成二次污染。通过以污泥、海泥为主要原料,以碳酸钙为发泡剂来制备陶粒,分析各工艺条件对陶粒抗压强度、吸水率、堆积密度等指标的影响,试验结果得出在海泥:污泥:碳酸钙=5:4:1,预热温度350℃,预热时间20 min,焙烧温度1 120℃,焙烧时间10 min时,可以制备出性能良好的陶粒。     

微波处理不同造孔剂制备多孔粉煤灰陶粒研究

以粉煤灰为主要原料,探索不同微波条件下,木屑、碳酸氢铵、煤粉3种造孔剂对生成多孔性粉煤灰陶粒的影响。结果表明,造孔剂的选择和配加量对陶粒性能的影响最大,煤粉和木屑作为造孔剂得到的多孔陶粒,结构质量相对较好。微波处理制备粉煤灰陶粒时,可以加快陶粒的制备过程,但微波功率过大或处理时间过长,会对陶粒的性能造成破坏。当木屑作为造孔剂添加量为15%时,微波功率600 W,处理时间10min,多孔陶粒综合性能最佳,孔隙率可达42. 89%,吸水率30. 11%,抗压强度16. 35 MPa。     

水热法制备纳米TiO_2处理垃圾渗滤液的实验研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用水热法制备纳米TiO_2材料,经过高温煅烧后,对其降解垃圾渗滤液的催化活性进行测定,并用XRD,TEM和UV-Vis对其晶体结构进行表征。实验结果表明,水醇比、水热温度和酯加入量对TiO_2催化效率有显著的影响,当水醇比为1∶3、煅烧温度500℃、水热时间4 h、Ti(OC_4H_9)_4加入量为10 m L条件下制备的TiO_2粉末光催化活性最好,对垃圾渗滤液的降解在180 min时均可以达到73%,COD的去除率可达76.92%。     

空气泡沫驱伴生气燃爆特性及临界氧体积分数变化规律研究

为了探究高初始压力条件下空气泡沫驱井筒伴生气的燃爆特性，设计并搭建了高温高压可燃气体燃爆特性测试系统，对井筒伴生气的爆炸上限、下限以及临界氧体积分数等燃爆特性进行了测试。测量结果表明，随着初始温度和压力的升高，爆炸下限和临界氧体积分数降低，爆炸上限增加，伴生气的危险性增加。在0.5 MPa和10℃条件下伴生气的爆炸极限为2.01%～19.97%,而在15 MPa和80℃时爆炸极限迅速扩大至1.14%～56.67%。临界氧体积分数的测试结果从11.85%(0.5 MPa, 10℃)下降到8.91%(15 MPa, 80℃),最大差值为2.94%。根据试验结果拟合了临界氧体积分数的经验式，可快速评定不同初始条件下伴生气的安全氧含量。     

建筑拆除垃圾应用于水泥混合材的试验研究

选用赣州地区20世纪90年代建成的现已达到拆除期限的建筑物的废弃混凝土和废弃粘土砖,分析了其化学组分和矿物组分,然后通过不同建筑垃圾掺量混合材试验、活性激发试验以及复合混合材试验。结果表明,掺适量建筑垃圾可有效提高水泥的早期强度;添加Ca O能够激发废弃混凝土活性,可达81%,可提高废弃粘土砖活性39.58%;废弃混凝土和废弃粘土砖相互抑制了彼此活性,不宜混合回用。建议建筑垃圾必须分类和活性激发,有利于提高建筑垃圾水泥的强度。     

g-C3N4制备及其协同PDS可见光催化降解布洛芬的研究

以尿素为主要原料,采用热聚合法在不同条件下制备了光催化剂g-C3N4(石墨相碳化氮),通过改变尿素在马弗炉中加热的温度(350℃、400℃、450℃、500℃)和时间(0.5 h、1 h、1.5 h),得到不同烧结温度和时间的光催化剂,并对其进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱分析仪(FT-IR)、紫外可见漫反射光(UV-Vis)表征,并通过可见光光催化降解布洛芬试验,探究了制备温度、时间对g-C3N4光催化性能的影响;并在溶液中加入PDS(过硫酸钾),联合g-C3N4在可见光下光催化降解布洛芬。结果表明,当烧结温度为500℃、烧结时间为1.5 h时,制备的g-C3N4在可见光区有较强吸收且具有较大的比表面积,以致其表现出最佳的光催化性能;PDS的存在对布洛芬的降解有促进作用,且加快了g-C3N4对布洛芬的光催化降解,相比于纯g-C3N4,4 h内布洛芬的降解率由63%提升为90.5%。以异丙醇、甲醇、对苯醌、草酸钠、重铬酸钾、甲醇分别为羟基自由基(·OH)、·OH和硫酸根自由基(SO4^-·)、超氧自由基(·O2-)、空穴(h+)、电子(e^-)的捕获剂。通过对反应过程的活性物种鉴定,·OH、SO4^-·、h+、e^-均参与了布洛芬的光催化降解,其中h+在反应中的贡献率达到了82.9%,在降解布洛芬过程中起主导作用;在反应体系中添加PDS后,催化剂g-C3N4的荧光强度变小,即加入PDS能够有效降低g-C3N4的光生空穴与电子的复合率,提高g-C3N4的光催化性能。     

建筑垃圾资源化利用模式评价研究

针对当前建筑垃圾资源化利用模式的不完善、不完整及数据信息不完备等问题,建立建筑垃圾资源化利用评价模型至关重要。在构建的建筑垃圾资源化利用评价指标体系的基础上,采用粗糙集理论确定相应的指标权值,通过可拓综合评价法对西安市内现存的具有代表性的10种建筑垃圾资源化利用模式进行等级评价,得出结论:建筑垃圾资源化是城市可持续发展的必然趋势,其中,现场破碎与集中处理相结合、再生砌块与路基回填综合利用的模式效益最佳。     

多孔陶粒负载水合氧化钛吸磷材料的制备及其性能研究

以粉煤灰为主要原料制备多孔陶粒,并在其上负载水合氧化钛以制备吸磷材料.研究结果表明,陶粒吸磷主要通过其中羟基和磷酸根的离子交换实现.在40℃,pH值为10时对磷酸根有较好的吸附能力,饱和吸附量为7.8 mg/g.吸附等温线符合Lngmiur吸附模型,吸附动力学符合二级吸附动力学模型.吸附后的滤料可在NaOH中再生,经多次“吸附-解吸”后,其吸附容量可达到1.35 mg/g左右.     

冲激式除尘器在烧结一次混合机上的应用

石家庄钢铁厂烧结分厂现有两台24m~2烧结机,年产烧结矿63万t。一次混合现用一台φ2500mm×5000mm混料筒(即一次混合机),将配好的烧结料、溶剂、燃料和热返矿混合均匀,并适当加水润湿,以达到水分、粒度及各种成分均匀分布。进入一次混合机的原料中有25％～30％是热返矿,其温度高达300～400℃,热返矿     

热-流-固耦合作用下铀尾矿库坝体稳定性数值模拟

为可靠评估铀尾矿坝的稳定性,以我国南方某铀尾矿坝为例,采用基于COMSOL软件的数值模拟方法,对坝体内温度、渗流和应力耦合进行建模分析,分别研究了自重应力、流-固耦合及热-流-固耦合作用下铀尾矿坝的稳定性,分析比较了安全系数、等效塑性及位移。结果表明,耦合降雨会使尾矿坝的安全系数下降4.7%,耦合温度后则进一步降低5.9%;单独改变降雨强度和温度,安全系数都会随之增大而减小,等效塑性应变随之增大而增大。总体而言,在强降雨和高温耦合天气下,该铀尾矿坝处于安全稳定状态,但长时间的强降雨和高温会降低铀尾矿库的安全系数。     

煤层注热CO2驱替CH4特性实验研究*

为研究注CO2增产煤层气过程中注气温度对煤层渗透特性变化的影响,利用自主研发的CO2置换驱替CH4实验系统,在注气温度为40,50,60 ℃条件下进行CO2置换驱替CH4实验,定量分析置换驱替过程中出口气体流量、孔隙压力以及煤层渗透率等变化规律。研究结果表明:在实验测试的40~60 ℃范围内,提高CO2注入温度有助于产出更多的CH4及封存CO2,CO2注入温度越高,出口混合气体流量和CH4气体流量越大,呈现出先升高后降低并趋于稳定的变化趋势,实验结束时置换体积比分别为2.704,2.741和2.595,注气温度为60 ℃时驱替效果较好,每产出单位体积的CH4注入的CO2量最少;煤层孔隙压力随注气时间呈现先逐渐上升后趋于平稳的变化趋势,逐渐趋近注气压力0.8 MPa;注CO2置换驱替CH4及提高CO2注入温度会降低煤层的渗透性,注气温度恒定时,渗透率随注气时间增加呈现先逐渐降低后趋于平稳的变化规律,注气温度由40 ℃升至60 ℃时,渗透率从0.017 1×10-15 m2下降至0.009 8×10-15 m2,降低幅度为34.50%~42.69%。     

高燃速推进剂成型过程中的安全性分析

为研究高燃速推进剂成型过程中的安全性,根据配方组成和工艺条件,对其压伸过程的热点形成因素进行了理论分析,并采用热-结构耦合方法,选择有限元软件ABAQUS对其不同工艺条件下的压伸过程进行了建模分析。结果表明:在压伸过程中,物料在收缩段承受的压力最大,且温度变化显著。物料中残留的气泡是影响高燃速推进剂压伸成型过程安全性的主要因素。当物料中有残留气泡时,随压伸过程所加的载荷不同,气泡的最高温度会显著上升,载荷为15MPa时,气泡的最高温度可达139.3℃;载荷为20 MPa时,温度可达264.2℃。     

发泡注浆法合成莫来石轻质耐火材料

以工业废弃物粉煤灰和当地粘土为主要原料,十二烷基苯磺酸钠为发泡剂,采用发泡注浆法制备轻质莫来石耐火材料,研究了烧结温度对耐火材料晶相的影响以及发泡剂的种类、添加量和浆料固含量对轻质耐火材料常温物理性能的影响。结果表明,适当的烧结温度可改善耐火材料的晶相,同时对制品的孔隙率也有一定影响。选择适宜的发泡剂及添加量,在一定的浆料固含量范围内,可以制备容重小,孔隙率高,导热系数小,机械强度适中的轻质耐火材料。     

矾土尾矿载体双活性组分甲苯催化燃烧催化性能研究

利用矾土尾矿制备催化剂载体,采用浸渍法将双活性组分氧化物载于催化剂载体,研究甲苯催化燃烧性能.结果表明,当Cu、Mn物质的量比为1∶2、负载量为14％、焙烧温度为500℃、焙烧2h时CuMn/ZrO2整体催化剂催化活性高,起燃温度为210℃,完全燃烧温度为230℃,有效降低了甲苯催化燃烧的起燃温度和完全燃烧温度.     

锅炉高液位运行有四大害处

锅炉水位表中的水位超过最高安全水位线,称为满水。目前,有很多锅炉是在高液位甚至满水的状况下运行。所以出现这种现象,是因为有的司炉人员怕发生缺水事故,以为向锅炉多加水可以起到预防作用。有时,看着液位离水位表上部可见边缘只有一点距离,可停泵后水位表中却充满了水。操作者没有想到低温给水进入锅筒后,会随着温度的升高而使水的密度下降,引起体积增大。如20℃的给水加入锅筒,在0.39兆帕表压下(饱和温度151.11℃),水的体积可增大9%。而且锅炉的工作压力越高,水加入后体积膨胀就越大。 那么,锅炉高液位对运行有什么危害呢?首先,会造成…     

论发泡剂在钢结构防火涂料性能中影响

近年来,现代化厂房、机场候机楼、影剧院、体育馆、大型超市等大跨度建筑物广泛采用钢结构。钢材作为主要结构材料,具有跨度大、自重轻、可预制加工等诸多优点。由于钢材自身不燃,因此钢结构的防火隔热保护问题曾一度被人们所忽视;据国内外相关资料报道和专业机构的试验结果显示,钢结构建筑的耐火性能远比砖石结构和钢筋混凝土结构差。钢材的力学性能是温度的函数,机械强度随温度的升高而降低;钢材失去承载能力时的温度,定义为钢材失效的临界温度;通常建筑用钢材的临界失效温度为540℃。对于建筑火灾,温度大多在800-1200℃之间。国际标准火灾升温曲线公式为: