助力无废城市建设 中碳和垃圾化学回收(热解碳化裂解)技术说明会在温州召开

7月25日下午,中碳和垃圾化学回收(热解碳化裂解)技术说明会暨《中国环境监察》美丽中国与环境法治共建单位揭牌仪式在温州召开。北京《中国环境监察》杂志社社长王进明、生态环境部原生态司司长李远,以及温州市生态环境局林朝辉等相关领导应邀与会。

热解碳化与热解气化技术处理市政污泥的分析比较

污泥热解技术可实现市政污泥减量化、稳定化、无害化和资源化处置,极大地减少了污泥处理处置过程所带来的环境问题。热解碳化和热解气化作为污泥热解技术的2个分支,国内却对这2个分支技术分析比较研究较少。以深圳葵涌水质净化厂拟建污泥热解项目为案例,从基本原理、热解装置、工艺流程、运行成本等方面进行分析,围绕技术相对成熟的回转窑和固定床进行了重点论述。2种技术各有优势,热解碳化具有投资和运营成本低、占地面积小、邻避效应不明显等优点,热解气化具有污泥彻底处置、设备可实现大型化等优点。建议市政污泥处置规模在100 t/d及以下,并且邻避效应风险较高地区,优先选择热解碳化技术,否则优先选择热解气化技术。

江西某化工企业副产废盐热解碳化工艺

为解决传统热解碳化炉运行中存在的废盐结块包裹有机物导致有机物脱除不彻底的问题,对传统热解碳化炉结构进行优化设计,优化设计后的热解碳化炉为多层螺旋结构。以江西省化工园区某化工企业副产废盐为试验对象,采用该热解碳化炉进行废盐的热解碳化试验,从热解碳化炉出口盐的形态、有机物脱除效果和热解过程能耗3个方面评价热解碳化炉的实际使用效果。试验结果显示:热解碳化炉出口排出的盐颗粒细小均匀,呈雪白色;在热解温度650℃、热解时间120 min的条件下,废盐中有机物从170000.0 mg/kg降至35.8 mg/kg,处理后废盐可达到离子膜烧碱工艺的要求;对整个热解过程热量损耗进行分析计算,得出废盐处理的天然气消耗量为26.54 Nm3/t。实际使用效果表明多层螺旋结构的热解碳化炉可有效避免废盐受热结块,有机物脱除效果好,能耗低。

热解碳基泡沫结构应用于热真空吸波箱技术研究

针对卫星通信系统考核用热真空吸波箱对结构吸波材料的需求,文章采用前驱体法和热解工艺制备了以热解碳为基体的轻质泡沫结构吸波材料。性能测试结果表明:该材料不仅适用于高真空、高低温循环热真空吸波箱环境,而且具有适合尖锥型高效吸波结构设计的宽频带、宽温域高介电损耗的电磁特性。在此工作基础上,以开展无源互调(PIM)吸波箱研制为例,分别建立电磁波室温远场平面波照射仿真模型和吸波箱内宽温域电磁波近场球面波照射仿真模型。综合两模型仿真结果,确定了该吸波材料尖锥+底板结构的具体尺寸。结果表明其吸波性能满足国军标的考核要求。

热解碳含量对碳/碳-聚酰亚胺复合材料性能的影响

通过化学气相渗透和浸渍-固化成型工艺制备碳/碳-聚酰亚胺复合材料。首先采用化学气相渗透法对碳毡进行热解碳的沉积,制得热解碳含量分别在7.33%(质量分数,下同),14.55%,22.00%的多孔碳/碳坯体,再经过特定的浸渍-固化工艺,依次制得碳/碳-聚酰亚胺复合材料P1,P2,P3以及未添加热解碳的对照组P0。通过SEM、线膨胀系数测试和力学性能测试,探究不同热解碳含量对碳/碳-聚酰亚胺复合材料微观形貌结构、平均线膨胀系数以及力学性能的影响。结果表明:在20~300℃的温度区间,P0,P1,P2,P3的XY向平均线膨胀系数在(0.67~0.79)×10^(-6)℃^(-1)之间,四组XY向平均线膨胀系数基本相当。P1,P2,P3的Z向平均线膨胀系数较P0依次降低41.6%,41.8%,24.1%,热解碳显著降低了材料的Z向平均线膨胀系数。P0,P1,P2,P3的XY向压缩强度依次是243.91,244.73,216.65,210.79 MPa,Z向压缩强度依次是269.22,258.80,246.68,219.20 MPa,P1压缩强度与P0相当。P0,P1,P2,P3的Z向弯曲强度依次是92.77,77.11,80.71,86.06 MPa。不同的热解碳含量对材料的力学性能影响不同,较低的热解碳含量基本保持了材料的压缩强度,而较高的热解碳含量可基本保持材料的弯曲强度。

国产全热解碳双叶型人造瓣膜抗血栓动物实验观察

为了较好地了解国产全热解碳双叶型人造瓣膜的抗血栓性能。对 15只绵羊在体外循环直视下作了该人造瓣膜的置换术 ,术后 2 4h开始用肝素抗凝 3个月 ,对手术早期死亡的羊和长期存活 ,后经处死的羊作尸体解剖 ,以观察该人造瓣膜是否引起血栓栓塞。结果在 15只羊中有 10只在手术后 48h内死亡 ,5只长期存活 ,以后分别处死 ,2只在术后 1周、1只在 12周、2只在 2年 6个月。尸解表明 ,早期死亡的羊 ,其人造瓣膜机械性能均良好 ,人造瓣膜周围及各重要脏器未见有血栓栓塞现象。 5只长期存活处死的羊 ,1周时 ,见人造瓣膜的缝环上已形成一薄层微血栓 ;12周 ,缝环已被自体组织层覆盖 ,微血栓已基本机化和内皮细胞化 ;2年 6个月 ,缝环组织层已完全机化和内皮细胞化 ,组织层厚度约 1～ 1.2 m m。所有羊的重要脏器内未见血栓栓塞现象。本实验表明 ,国产全热解碳双叶型人造瓣膜具有较好的耐磨性。

离子束合成Ti-O薄膜对热解碳生物材料表面改性的研究

采用离子束增强沉积在低温各向同性热解碳表面进行了Ｔｉ－Ｏ薄膜合成研究，获得了化学计量比及非化学计量比的ＴｉＯ２薄膜，采用动态凝血时间测定、血小板粘附行为研究、全血动态接触研究、溶血率测定等方法进行了血液相容性评价，用声发射薄膜结合力测定、针盘磨损试验及显微硬度分析研究了热解碳表面薄膜的力学性质。研究表明，经Ｔｉ－Ｏ薄膜沉积，热解碳的血液相容性和表面力学性质获得了改善，提出了血液相容性机理模型。

氧化钴溶胶复合酚醛树脂的热解碳结构变化

以乙醇为介质将制备的氧化钴溶胶与酚醛树脂进行复合,经固化后在埋炭条件下炭化处理,制备热解碳。借助场发射扫描电镜、高分辨率透射电镜、X射线衍射仪等手段对热解碳的晶体结构、显微结构进行了分析表征。结果表明:氧化钴溶胶粒子在酚醛树脂中以纳米尺寸均匀分散,复合树脂热解过程中氧化钴被还原为单质钴,从而对树脂热解过程起到了催化作用,使其由无定形玻璃态碳部分转变为石墨化碳。对热解碳的显微结构分析表明,热解碳中有大量的碳纳米管生成,其含量、形貌与氧化钴溶胶掺杂量有关。

丙烯化学气相沉积热解碳的动力学研究

以丙烯为碳源,利用磁悬浮天平热重系统研究了化学气相沉积热解碳的原位动力学,采用气质联用仪对热解气相冷凝物进行了定性和半定量分析.结果表明:当稀释比为4,总压力为6kPa,丙烯流量为20sccm时,丙烯在850～1100℃之间的热解反应表观活化能为(201.9±0.6)kJ/mol,沉积过程为气相均相反应控制,高温时冷凝物以单环芳烃为主,低温时主要为双环和多环芳烃;在900和1000℃下,丙烯分压在0.3～6.5kPa范围内的热解为一级反应;由于受有效反应时间和丙烯通量的共同作用,沉积速率随滞留时间的延长先增大后减小,在900℃下滞留时间为0.6s时出现最大值.

热解条件对热解碳沉积模式和形貌的影响

以丙烯为源物质氩气为稀释气体，研究了沉积温度、丙烯流量、系统总压对沉积物形貌的影响．利用晶体成核－生长理论解释了各种形貌的成因．实验证明随着沉积温度的升高、系统总压的增大，热解碳的沉积由表面化学反应成核－生长模式向熔滴模式和气相成核－生长模式过渡．沉积温度不同丙烯流量对沉积模式影响规律不同．沉积模式随沉积条件的改变决定了热解碳沉积物形貌的改变．

热解碳涂层碳纤维增强碳化硅复合材料热压工艺研究

采用经过热解碳涂层的 M40 JB碳纤维 ,以有机硅先驱体聚碳硅烷为粘结剂 ,热压烧结制备了 Cf/Si C复合材料 ,测试了复合材料的性能并进行了对比 ,同时运用 SEM,TEM等分析手段对复合材料的微观结构进行了表征。结果表明 :所采用的碳纤维热解碳涂层对复合材料的性能有较大的影响 ,较好的热压温度为 1 850℃ ,压力为 2

掺硼酚醛树脂热解碳的制备及嵌锂性能研究

将热固性酚醛树脂与H3BO3溶解并混合 ,得到含硼酚醛树脂 ,经进一步炭化制成掺硼硬碳材料。充放电结果表明 ,硼的掺杂使锂的嵌 /脱容量明显提高 ,同时 1V以下的脱嵌电位降低 ,且电位平稳性有所改善。XRD分析表明 ,掺硼后使硬碳的d0 0 2 明显减小 。

TiO_(2-x)薄膜与热解碳血液相容性的对比研究

本文用血小板粘附试验证实了TiO2 x薄膜具有优于热解碳的血液相容性 ;并通过对材料表面 (界面 )能参数与血浆蛋白吸附关系的分析 ,阐述了两种材料表面蛋白质的不同吸附行为是导致其血液相容性差异的重要原因。

热解碳的纳米硬度及弹性模量

借助纳米力学测试系统的纳米压痕法,测定了高温处理前、后的纯热解碳和3D正交编织碳/碳复合材料中热解碳的纳米硬度和弹性模量,讨论了加载和卸载过程的载荷-位移特征.测试结果表明,热解碳在高温处理前,只发生弹性变形,高温处理后不仅发生弹性变形,也产生塑性变形.测得高温处理前纯热解碳的模量为33.84 GPa,高温处理后的热解碳模量为4.65 GPa,二者的差值是乱层结构向石墨结构转变引起的,3D碳/碳复合材料中的热解碳模量为30.08 GPa.

激光诱导热解碳表面微结构及抗凝血性研究

为了研究材料表面微结构对其抗凝血性能的影响,利用纳秒激光在人工心脏瓣膜材料热解碳的表面进行微加工的方法,产生了具有周期性的微坑、微光栅阵列结构。通过扫描电镜、X射线衍射仪和接触角测量仪对样品结构、表面成分、表面能进行表征,并测试了改性后热解碳表面的抗凝血性。结果表明,激光加工后的微结构表面和光滑表面化学成分相同,且微结构表面具有超疏水性,表面能很小;与光滑表面相比,微结构表面粘附较少的血小板,而且较少团簇及变形,表现出较好的抗凝血性能。这一结果对人工心脏瓣膜进行表面改性以提高其抗血栓性能具有很大的帮助。

热解碳人工心脏瓣膜材料表面改性研究

对氮离子注入热解碳及在热解碳表面离子束增强沉积钛氧化物薄膜进行了研究，采用Ｘ 光电子能谱仪，俄歇电子能谱仪测定了表面改性层的成份和价态，用四探针方法测定了表面电阻率，用接触角方法测定了材料表面能，用动态凝血时间及血小板粘附评价了表面改性层的血液相容性。研究表明，热解碳经表面Ｎ＋ 离子注入后有碳氮化合物形成，其血液相容性有所改善，而采用离子束增强沉积合成ＴｉＯ２－ ｘ薄膜则使热解碳血液相容性获得了显著改善。

国产全热解碳双叶瓣的动物实验

目的 :探讨人造瓣膜动物实验的方法 ,并对国产瓣的性能作动物体内评价。方法 :体外循环下行羊的二尖瓣替换术 ,先作预实验以确定实验方法 ,后作正式实验。用心导管和超声 ,并用多巴酚丁胺负荷法模拟运动条件 ,分别测定人造瓣的血流动力学参数 ;根据动物存活情况及有无血栓形成和血栓栓塞等评价其生物相容性。结果 :预实验 10只羊均死亡 ,主要与瓣环撕裂有关 ;正式实验 5只羊均存活。术中和术后 2 .5年用导管法测得平均跨瓣压差分别为 0 .69± 0 .2 3k Pa、0 .81± 0 .0 4k Pa;动物尸检未见血栓形成和血栓栓塞。结论 :瓣环撕裂是本组手术主要死亡原因 ,选择适当体重的动物和保留瓣叶的折叠缝补 ,及术后合理的呼吸支持等是实验的关键 ;

银离子注入热解碳的抗菌性研究

本文用革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌研究了注银医用热解碳的抗菌性。注入银离子的能量为70 keV,剂量分别为5×1014、1×10155、×1015、1×1016、5×1016ions/cm2。用卢瑟福背散射分析(RBS)和X射线光电子能谱(XPS)对注银热解碳的表面进行了微观分析。抗菌实验结果表明,样品的抗菌率随着注入剂量的增大而增大,当注入剂量高于1×1016ions/cm2时,注银热解碳对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率接近100%。RBS和XPS分析结果表明,银离子注入到热解碳表层,且浓度随注入剂量的增大而增加,富银的表面层起到抑菌和杀菌作用。

单向碳纤维／热解碳复合材料的高温蠕变行为

用化学气相沉积热解碳制备了一种单向Ｔ３００（ＰＡＮ）碳纤维增强复合材料，在１９００－２３５０℃范围内侧定材料的蠕变性能，用红外测温仪测量温度，温度波动控制在±２℃内，经计算激活能为８４．８ＫＪ／ｍｏｌ，蠕变激活体积为０．７５４ｎｍ＾３。在１９００，２０５０，２２００和２３５０℃的蠕变摩擦应力分别为１２７，１１５，９５．６和９０．３ＭＰａ，外推得知，蠕变摩擦应力为零时的温度为３３７５℃。

热解碳基碳/碳复合材料的内耗特征与机制

以高纯石墨为对照材料 ,初步研究了热解碳基碳 /碳复合材料的内耗行为 ,并根据实验结果提出了碳 /碳复合材料的内耗机制 :热滞弹性机制与静滞后型内耗机制。纤维 /基体的界面内耗效应对碳 /碳复合材料的内耗特性影响很大 ,它的存在使碳