机械活化煤气化细渣资源化利用及残碳燃烧反应动力学探究

随着我国煤气化技术的快速发展,气化渣的产生和排放量逐年增加.煤气化细渣的大量堆存,给当地的环境保护造成了巨大的压力,已经成为限制煤化工产业基地可持续发展急需解决的重大问题.本文针对气化细渣中残碳反应活性低和转化难度大的问题,研究了机械活化法对气化渣残碳反应动力学的影响.采用Coats-Redfern法分析了机械活化对残碳反应活化能的作用规律.结果表明,机械活化8 h,残碳燃烧反应活性显著提高,650℃下的活化能由63.2 k J·mol^-1降到28.4 k J·mol^-1.不添加其他化学试剂,1000℃烧制高强度轻质陶粒,其堆积密度为0.867 g·cm^-3,筒压强度为7.67 MPa.相关研究可以为我国气化细渣的资源化利用提供一定的数据和技术基础.     

全球废催化剂1／5流进中国

据南京海关缉私局官员披露，目前每年全球石油化工行业共产生40万至50万t含钼、镍的废催化剂。其中1／5以上走私到我国。绝大部分流向一些作坊式生产的小型冶炼企业，造成严重的环境污染。     

高温制备土霉素菌渣生物炭对铀尾矿库渗排水中铀的吸附效果与机理

以土霉素菌渣（oxytetracycline fermentation residue,OFR）为原料,在300~900 ℃（间隔100 ℃）条件下制备生物炭,研究高温（800~900 ℃）制备OFR生物炭对废水中铀的吸附效果与机理。结果表明：对于不同温度下制备的生物炭,随着温度的升高,OFR生物炭表面功能基团逐渐减少,Ca晶体形态由CaC₂O₄（300~400 ℃）转变为CaCO₃（500~700 ℃）、CaO（800~900 ℃）,而这也导致了吸附效果的变化。当制备温度升至800~900 ℃时,OFR生物炭10 min吸附即可对南方某铀尾矿库渗排水中的铀达到98%以上去除率,且高温制备的OFR生物炭在较宽的pH范围（4.0~9.0）与铀初始浓度（0.8~3.0 mg/L）下,均能稳定达到大于98%的去除率,处理后上清液中铀浓度远低于铀矿冶辐射防护和辐射环境保护规定的排放标准。因此,高温制备OFR生物炭在铀尾矿库渗排水原位处理方面,展示了较好的应用前景。

     

固硫型煤渣烧制水泥熟料的研究初探

发展固硫型煤工业是治理煤烟型大气污染及减少二氧化硫对大气污染的有效途径。燃烧固硫型煤将产生大量固硫煤渣,对环境构成新的威胁。本文从实验探索的角度,研究开发利用固硫渣的途径。实验中对固硫渣做了化学全分析,用Ｘ－射线粉末衍射法（ＸＲＰＤ）对固硫渣及其加入一定量的添加剂后的煅烧产物进行物相鉴定,证实在一定的条件下固硫渣可以烧制成硫铝酸盐水泥熟料     

培养基特性对三七渣发酵产红曲色素的影响

考察了蛋白胨添加量、磷酸二氢钾添加量、含水率、培养基初始pH值、基质粒径对紫色红曲霉固态发酵三七渣产红曲色素的影响。结果表明：三七渣固态发酵生产的红曲色素中黄色素的色价显著高于红色素;培养基特性对红色素和黄色素产量的影响规律相似;适宜的发酵培养基特性为：采用过60或80 目筛的三七渣,蛋白胨添加量5%~6%,磷酸二氢钾添加量1%,培养基含水率60%~70%,初始pH=5。     

藻渣添加对玉米秸秆厌氧发酵特征的影响

厌氧发酵是农业废弃物资源化的有效途径之一.将农业废弃物同其他富含氮元素的有机废物混合发酵能够有效地提高产气效率.以玉米秸秆为例,尝试利用藻渣作为添加剂,提高农业废弃物厌氧发酵的性能.实验主要研究了混合发酵比例对沼气产量、甲烷产量、沼渣沼液特征的影响.当玉米秸秆、藻渣和接种污泥的挥发性固体质量分数为10:2:2时,沼气产率最高可达421.0 mL/g,甲烷产率为218.7 mL/g.沼渣组分分析表明,纤维素和半纤维素降解效率分别为83.7%和68.4%,和对照相比纤维素的降解效率显著提高.结果表明,藻渣的添加能够有效地促进玉米秸秆厌氧发酵产甲烷过程.     

厌氧发酵方式对乳渣废水产酸性能的影响

为了研究厌氧发酵方式对乳渣废水发酵产酸效果的影响,分别对乳渣废水采用自然型发酵、填料型发酵及中性型发酵（pH=7.0±0.2）,并进行连续2个周期的厌氧反应。分析乳渣废水中可溶性化学需氧量（SCOD）、蛋白质、多糖、挥发性短链脂肪酸（SCFAs）、水解酶（蛋白酶、α-葡萄苷酶）和辅酶420、NH4+-N及PO43--P指标的变化。研究发现,中性产酸系统中水解酶活性较高,蛋白质和多糖等物质水解性能较好,使乳渣废水产酸性能最佳,最大SCFAs积累量为12 328.37 mg-COD·L-1。自然发酵产酸系统中水解酶活性最低,系统中残留大量的蛋白质和多糖等物质,最低SCFAs积累量为4 322.61 mg COD·L-1。同时发现,3个发酵系统中挥发性短链脂肪酸酸成分具有显著差别,其中自然型发酵系统乙酸积累率最大,可达69.70%,中性发酵系统丙酸积累率最大可达49.27%,填料型发酵系统正丁酸积累率最大可达38.85%。     

循环流化床锅炉掺烧危废渣蜡对灰渣污染特征的影响

煤制油技术产生的易蓄热自燃的渣蜡属于危险废物,处置不当会带来较大的环境影响和环境风险。通过与燃料煤混合燃烧的利用方式处理渣蜡可降低处理成本,同时减少能源浪费。按燃料煤与渣蜡30∶1的比例混合,通过循环流化床 (CFB) 锅炉掺烧,对其热能进行利用,并研究其对CFB锅炉运行和灰渣特征的影响。结果表明,混合后的掺烧燃料组分变化差异较大,部分重金属含量有所增高;掺烧实验开始阶段锅炉的运行负荷和炉膛的出口温度出现明显上升,而工况稳定后,波动不大;相比燃料煤,掺烧产生的粉煤灰和炉渣的热灼减率无明显差异,二恶英类持久性有机污染物贡献均以OCDD为主导,但重金属铬、锰和铜含量稍有增加,主要受渣蜡中重金属迁移和难挥发影响。本研究结果可为通过循环流化床 (CFB) 锅炉掺烧发电的方式对渣蜡进行合理的资源化利用提供参考。     

生物质灰结渣和腐蚀特性

针对目前生物质燃料燃烧过程中存在的灰结渣和受热面腐蚀问题,通过分析生物质灰的元素成分、矿物组成、理化特性及熔融特性等,探讨了灰结渣的形成过程和受热面腐蚀的机理。研究表明:生物质燃烧灰结渣的主要原因为碱金属硫酸盐及氯化物的形成降低了飞灰熔点,增加了飞灰的表面黏性,黏结在受热面表面形成结渣;此外,由于燃料中的氯化物在高温下参与氧化还原反应生成HCl和Cl₂,再与金属受热面发生化学反应,形成了受热面腐蚀。通过研究燃料成分、炉膛温度、过量空气系数、受热面材质等因素对结渣和受热面腐蚀的影响,得出可以采用生物质与煤混烧、加入添加剂、水洗及金属表面防腐等防治措施避免或减少结渣和腐蚀现象发生。     

黄铁矿焙烧过程中铊析出影响因素及其烧渣中重金属的相态分布研究

通过模拟硫酸厂的沸腾焙烧炉,考察了黄铁矿焙烧过程中铊(T1)析出的影响因素.并通过分级提取法考察了黄铁矿烧渣中重金属的相态分布.结果表明,T1释放率随焙烧温度的升高而增加,随停留时间的增长而增加;当O2流量在20～300 mL/mi.范围变化时,T1释放率先增后减.环境中备受关注的重金属(如Pb、Cd、Cr等)在黄铁矿烧渣中以Pb为主,各相态Pb的总量达到1 429.20 μg/g,且黄铁矿烧渣中的重金属(除Cu和Sr外)主要是以分布于硅酸盐矿物相中的残余态形式存在,因此在环境中不易迁移释放.尽管黄铁矿烧渣中的重金属(除Cu和Sr外)不是以非残余态分布为主,但非残余态重金属的总量也不少,因此黄铁矿烧渣在环境中的潜在污染风险应当引起重视.