醋酸钾对烟草热解产酚特性的影响

为探究醋酸钾(CH_(3)COOK)对废次烟草热解产酚特性的影响及其因素,考察了不同钾盐对废次烟草热解生成典型酚类化合物的影响,并分析CH_(3)COOK对不同蛋白质、纤维素和木质素含量的生物质热解产酚特性的影响。结果表明:废次烟草负载CH_(3)COOK的负载量为5%时,相比于无负载的废次烟草,CH_(3)COOK可显著降低烟草热解产物中苯酚及邻苯二酚占比,提升对苯二酚占比,其中苯酚下降45.63%,邻苯二酚下降67.88%,对苯二酚上升32.80%。CH_(3)COOK可使高蛋白质含量的烟草、桑叶和银杏叶热解产物中苯酚和邻苯二酚占比降低,使低蛋白质、高纤维素、木质素含量的松木屑热解生成苯酚、邻苯二酚、愈创木酚占比提高。苯酚、对甲酚及邻苯二酚在烟草蛋白质热解生成物中占比较为显著,分别为19.99%、3.08%和2.69%,负载CH_(3)COOK后,热解产物中苯酚和对甲酚占比分别降低了77.09%和79.37%,且未检测到邻苯二酚。CH_(3)COOK主要通过抑制烟草中蛋白质热解生成苯酚和邻苯二酚来降低烟草热解产物中相应酚的占比。

磁性吸附材料CuFe_2O_4吸附砷的性能

根据Cu(Ⅱ )和Fe(Ⅲ )都对砷有较强的亲和性 ,制备了同时含有Cu(Ⅱ )和Fe(Ⅲ )的、可用磁分离方法进行分离回收的磁性吸附材料CuFe2 O4 ,并对其进行了表征及吸附砷的性能研究 .结果表明 ,该吸附剂对砷的吸附能力与溶液 pH有关 ,在弱酸性及中性条件下 ,吸附砷的能力最强 ,而对As(V)的吸附能力比对As(Ⅲ )更强些 ,在平衡浓度为 1 0 μg/L时 ,其吸附容量可达 1 0mg/ g左右 ,可以很容易地将水中浓度为 1～ 2 0mg/L的As(V)降到1 0 μg/L以下 .实验考察了几种无机阴离子对吸附砷的影响 ,表明较高浓度 (砷浓度的 2 0倍 )的硫酸盐对As(Ⅲ )和As(Ⅴ )的吸附均有一定影响 ,盐酸盐及磷酸盐则影响不明显 ;负载的As(V)可较容易地用 0 1mol/LNaOH洗脱下来 ,使吸附剂再生 ,而As(Ⅲ )则难以洗脱 ,这与 2种价态砷的吸附机理不同有关 .

用铁酸盐型磁性吸附剂去除偶氮染料酸性红B

通过对几种磁性铁酸盐型吸附剂MFe2O4(M=Fe,Mn,Cu)的表面特性及去除染料酸性红B(ARB)的吸附性能与催化氧化再生性能的研究,证明该类吸附剂能够有效地吸附去除水中的酸性红B,经磁分离,用H2O2/Fe2+体系可以同时氧化有机物与再生吸附剂,吸附剂可以循环使用.pH值对吸附能力有很大影响,对于MnFe2O4和Fe3O4,发生最大吸附的pH值范围在3.5～3.8,而对于CuFe2O4 pH值则在4.5～4.8时有最大吸附能力.CuFe2O4的吸附容量最大,MnFe2O4次之,Fe3O4最小;3种吸附剂的吸附等温线均符合Langmuir吸附模型.在发生吸附的pH值范围内,吸附剂吸附染料后其Zeta电位比吸附前均有明显降低.再生实验表明,3种吸附剂再生后,其比表面积明显增大,表面元素组成发生很大变化,其吸附能力也明显提高.

表面改性Fe_3O_4去除水中酸性红B的研究

采用氢氧化铁沉淀法对商品Fe3O4细粉进行了表面改性,以酸性红B(ARB)为模型化合物研究了改性Fe3O4的吸附性能,并对Fenton氧化法再生吸附饱和的吸附剂进行了初步探索.结果表明,改性后的Fe3O4磁性基本不变,而其比表面积增加到原来的5倍.酸性条件有利于对ARB的吸附,最大吸附容量较改性前增大了近3倍,并且吸附速率快,20min即可达到平衡.对平衡吸附实验数据进行线性拟合,表明它们均能很好地符合Langmuir吸附模型.Fenton试剂可以有效的将被吸附的染料完全氧化,同时再生吸附剂,再生后吸附剂的吸附能力有所提高.因此,经表面改性的Fe3O4具有较好吸附性能、易于用磁分离法回收、并可再生循环使用.

内构件移动床碎煤热解中试产物分布特性

为验证内构件移动床反应器处理低阶碎煤制取高品质油气效果,在煤处理量为1 000t/a的中试平台上对0mm～10mm神木煤进行了连续运行热解实验,重点考察了炉温900℃条件下的煤热解产物分布及其基本特性。结果表明:在控制反应器底部最低排料温度530℃时,焦油产率可以达到格金干馏焦油产率的82.9%,焦油含尘量0.16%,焦油中360℃以下轻质组分含量为67.0%;半焦产率73.36%,其含S量有所降低,而发热量变化不大;热解气产率11.88%,其中富含甲烷和氢气,CH_4+H_2达73.0%。中试实验证明内构件移动床反应器可以有效处理碎煤热解,实现连续稳定运行,以较高收率制取高品质油气。

缺氧及富氧条件下CuFe_2O_4催化热解酸性红B的原位FTIR反射光谱研究

用原位红外漫反射光谱法研究了在缺氧及富氧条件下CuFe2O4催化热解酸性红B(ARB)的反应过程。结果表明,两种反应气氛对染料分子中磺酸基团的热分解没有影响,但对偶氮基团及芳环的氧化分解影响显著。在空气中,ARB的热解更迅速,300℃时可完全氧化为CO2及硝酸盐。而在N2气氛中,加热至300℃时ARB难以完全氧化热解,此时即使再通空气也不易将其完全氧化,而要在更高温度下(500℃)才能快速、彻底氧化成CO2及硝酸盐。

焦化过程煤调湿技术发展与应用

焦化行业属于高能耗高污染行业,也是节能减排降耗重点行业。通过改进焦化工艺技术,降低物耗能耗、减少环境污染、提高生产效率和产品质量是焦化行业实现可持续发展的必然选择。对焦煤在装炉前进行调湿预处理是工艺相对简单而节能减排效果又显著的技术方法。本文介绍了煤调湿技术用于炼焦过程节能减排、增产降耗的作用效果及原理,重点综述了煤调湿技术发展历程与不同类型调湿技术特点,展望了煤调湿技术发展方向和在我国焦化行业推广应用前景。

煤与油页岩热预处理特性及对热解的影响

对比研究了神木煤和桦甸油页岩在150~400℃热预处理时的孔隙变化和挥发分析出规律以及热预处理对后续慢速升温热解反应产物的影响。结果表明,热预处理显著增加了油页岩的孔隙结构,其比表面积提高4倍、孔体积提高5倍以上,而神木煤的孔隙结构则减少了,特别是孔径大于1 nm的孔体积减少了近60%、比表面积减少了近80%,而其1 nm以下的孔则相对稳定,孔体积和比表面积分别只减少了10%左右。低于400℃时热预处理过程中除脱去吸附水外,其他挥发分也有一定析出,并以CO_2为主,另有少量CO,但挥发分总失重量不超过5%。固定床慢速升温热解研究表明,经热预处理后,油页岩的油产率最高提高了22.7%,而水和气的产率则相应降低,气体中CH_4增加而H_2降低。热预处理对煤的热解油产率影响不明显,但热解水产率降低而热解气产率增加且其中CH_4增多而H_2降少。

基于格金干馏炉的煤热解焦油生成特性研究

利用格金干馏炉研究了升温速率、煤样粒度、煤料布料方式以及煤料床长度等条件对依兰煤低温热解生成焦油的产率和馏程分布特性的影响。结果表明:煤样升温速率由10.6℃/min提高到60.2℃/min,焦油产率可提高20%,而焦油中的重质组分也增加10%左右;粒径3~5 mm的煤样比其0~0.2 mm的标准分析煤样的焦油产率低20.5%,同时焦油中重质组分有所减少;煤样以柱状填充干馏管比平铺在干馏管中的布料方式获得的焦油产率低,且热解气流出方向上的填充煤料柱越长,焦油产率越低,而焦油中轻质组分含量则越高。

废轮胎热解炭制备碳化硅的研究

以废轮胎热解炭与石英粉为原料,通过高温碳热反应制备出碳化硅。考察了温度和时间对生成碳化硅的影响,采用X射线衍射、红外光谱和扫描电子显微镜对制备的碳化硅进行了表征。结果表明:温度和时间对合成碳化硅有显著影响,1300℃时即可生成β-SiC,但反应缓慢,300 min后产物中仍有大量原料未反应;当温度升到1520℃、反应180 min时,大部分原料已转化为SiC,而反应300 min时,可使合成SiC的反应趋于完全,产物由粒径为100~200 nm的小颗粒聚集而成。

羟基芳酮肟类萃取剂结构与性能关系初探

通过变换羟基芳酮肟类萃取剂中R′—与X结构因素,并测试它们的萃取性能,以探索这类萃取剂结构与性能的关系。

铁锰复合氧化物的制备及其吸附除砷性能

采用共沉淀法制备了新型铁锰复合氧化物吸附剂,并对其表面特性及除砷性能进行了初步研究.ξ电位测试表明,铁锰复合氧化物pHzpc在6.0附近,SEM/EDX表征证明吸附剂表面Fe和Mn的相对摩尔比为3∶1;铁锰复合氧化物对As(V)和As(Ⅲ)均表现出很强的吸附能力,并且吸附速度快,在60min内即可达到平衡吸附容量的80%;该吸附剂在天然水环境pH范围内均有良好吸附除砷能力,磷酸根、硅酸根、碳酸根等阴离子对除砷效果有不同程度的影响,其余共存阴、阳离子及天然有机物在中性水环境中对除砷效果影响不大;采用Langmuir吸附等温线能较好地描述铁锰复合氧化物吸附As(V)的过程(R2=0.997),而Freundlich方程能较好地拟合As(Ⅲ)的吸附过程(R2=0.989),对As(V)与As(Ⅲ)的饱和吸附容量分别达到227mg·g-1和312mg·g-1.

活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料的制备及去除水中酸性橙Ⅱ的研究

为获得同时具有优良的吸附特性和磁分离性的吸附材料,把活性炭和铁氧化物进行复合,得到活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料.吸附饱和后,用简单的磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来.用共沉淀法制备了活性炭与铁氧化物质量比分别为3∶2和3∶1的磁性复合吸附材料,并用磁强计、BET比表面测定仪、XRD和扫描电镜对其进行了表征.考察了制备温度对复合吸附材料磁性的影响,研究了磁性复合材料吸附去除水中偶氮染料酸性橙Ⅱ的动力学、等温线及pH的影响.结果表明,不同温度条件下制备的复合吸附材料均有良好的磁性能,铁氧化物的存在对其比表面或者孔结构影响不大;活性炭铁氧化物磁性复合吸附材料对偶氮染料酸性橙Ⅱ的吸附动力学和吸附等温线也表明铁氧化的存在对活性炭的高吸附能力没有影响.

高锰酸钾强化三氯化铁共沉降法去除亚砷酸盐的效能与机理

研究了不同水质条件下KMnO4强化FeCl3 共沉降去除亚砷酸盐 [As(Ⅲ ) ]的效能与机理 .考察了pH值、天然有机物(NOM )等因素对As去除效能的影响 .结果表明 ,投加KMnO4显著提高了FeCl3 共沉降除砷 (FCP)工艺对As(Ⅲ )的去除效能 .随着Fe(Ⅲ )投量由 2 0mg/L增大到 8 0mg/L ,对于FCP工艺 ,As去除率由 4 1 3%提高到 75 4 %;而对于KMnO4 FeCl3共沉降除砷 (POFCP)工艺 ,As去除率则由 6 1 2 %提高至 99 3%.FCP及POFCP工艺对As的去除率均随着pH值的升高而升高 ;与FCP工艺比较 ,pH值对POFCP工艺除As效果影响较小 ;NOM降低了FCP工艺对As的去除率 ,而对POFCP工艺无明显影响 .KMnO4的氧化作用是强化As(Ⅲ )去除效能的主要因素 ,而KMnO4的还原产物水合MnO2 (s)对As(Ⅲ )也具有一定的去除能力 .POFCP工艺是强化去除水中As(Ⅲ ) ,以保障安全饮用水供给的有效方法 .

热态半焦和冷态半焦催化裂解煤焦油研究

对比研究了热态半焦(原位热解半焦)和冷态半焦(热解后温度降至常温的半焦)对煤焦油的催化裂解特性。结果表明,相同条件下,热态煤半焦比冷态煤半焦具有更高的催化裂解焦油能力。当裂解温度为1 100℃,热解气体在热态半焦层中的停留时间为1.2 s时,催化裂解后燃气中焦油含量可降至100 mg/m3。BET分析结果表明,热态半焦比冷态半焦具有更大的比表面积和更发达的微孔结构。同时,在不可避免经历相对明显的高温过程中,冷态半焦的碳微晶结构有序度增加,进而导致其活性有所降低。随着气体停留时间的延长或催化裂解温度的提高,燃气中焦油含量迅速降低,但热态半焦与冷态半焦催化裂解焦油的活性差异也变小。半焦催化裂解焦油后,活性明显降低,但使这种半焦与水蒸气发生部分气化反应后,其活性基本得到恢复。

内构件固定床反应器中不同水分煤的热解特性

通过在有无内构件(传热板和中心集气管)固定床反应器中研究不同水分含量煤的热解特性,考察了两反应器中煤料的升温特性、热解产物分布、焦油品质以及气体产物组成和半焦热值。结果表明,内构件可以强化传热和调节热解产物在反应器内的流动,相对无内构件反应器,有内构件反应器的反应时间缩短近一半。在有内构件反应器中,当煤水分增加,导致煤热解反应要求的时间延长,焦油中轻质组分(沸点低于360℃)含量明显升高,焦油收率先增加后降低,热解水和热解气产率升高,而无内构件反应器的热解产物无明显差异。当加热温度900℃时,煤水分从0.41%(本文中无特殊说明的均为质量分数)增加至11.68%,焦油产率从9.21%增长到10.74%;当煤水分增加到15.93%,焦油产量下降到10.26%。两反应器气体平均组成随水分增加的变化趋势相似,气体热值均随水分增加呈下降趋势。

基于过程强化与反应调控的煤定向热解制高品质油气产物基础研究及中试验证

对比了现有煤热解制油气技术的特点,从反应工程"三传一反"的角度系统分析和概括了煤热解过程中挥发分在颗粒内生成和释放、颗粒间扩散和反应器中停留等关键步骤中的热量、质量传递和挥发分二次反应对油气品质的影响,揭示了目前碎煤热解制油气技术普遍存在的目标产品产率低、品质差、含尘量高等技术难题的根源,并总结出煤定向热解调控的有效措施,即在挥发分生成和半焦缩聚段采用高温加热和快速传递的传热方式,在挥发分扩散过程中利用半焦床层重整焦油和过滤灰尘,在反应器中设置气体通道导流挥发分的定向溢出。针对研究团队前期开发的内构件移动床定向热解理念,介绍了导热板和集气腔等内构件的作用机制,即通过导热板和中心集气腔等内构件进行传热强化、热解气流动的有序引导,实现热量和挥发分的同向扩散和传递;通过移动床中颗粒的缓慢运动和床层的过滤作用除尘;概述了1-5 kg/次基础实验、反应器结构内传热和流动模拟,100 kg/次模试分析和1000 t/a中试验证的研究结果,充分证实了该技术在同步提高油气质量与品质、降低油中尘含量等方面的优势和对碎煤原料的适用性;基于上述研究形成了内构件定向热解技术及基于该技术的热/电-油-气联产技术。

间热径向流反应器料层厚度对煤热解特性的影响

考察了方形径向流固定床煤热解反应器中变化煤层厚度对料层升温速度及煤热解产物分布特性的影响。随着料层厚度增加,导致煤热解反应要求的时间增长,热解水和气的产率相应增加,焦油和半焦收率逐渐降低,但焦油中轻质组分(沸点低于360℃组分)含量呈升高趋势,半焦和煤气热值稍许降低。如,加热壁温度900℃、从45 mm至105 mm增加煤料层厚度时,焦油产率从7.17%(质量,下同)下降到6.26%(相对干基煤),但焦油中的轻焦油组分含量则从67%升至72.7%,半焦产率由80.0%降至77.0%,热解水和煤气产率分别由6.96%和5.91%增至8.85%和7.90%,煤气热值则由24348.5 k J·m-3下降至20649.2 k J·m-3。所得半焦的热值径向上由高温侧向低温侧逐渐降低,煤料层越厚、热值降幅越大,而相同煤料层厚度处与加热壁平行的同一轴向平面上的半焦热值基本相同。针对研究的反应器,气相热解产物在反应器内沿径向(横向)由高温料层区向低温料层区流动。在该过程中伴随着热解产物对远离加热壁的低温煤料的传热、热解生成重质组分的冷凝和在煤/半焦颗粒表面的吸附截留,进而在低温料层进一步升高温度时发生二次裂解等物理化学过程。反应器内煤层厚度越大,上述各种伴随的物化作用越显著,从而明显影响煤料层的升温及热解特性。

SOT溶剂体系从烟渣中萃取茄尼醇的研究

同正己烷、６￣＃油相比，ＳＯＴ溶剂体系具有更好的从废次烟叶中和已萃取过尼古丁的烟渣中萃取茄尼醇和其它物质的能力，特别是对烟叶中精油的萃取能力。ＳＯＴ溶剂体系萃取茄尼醇的能力比６￣＃油、正已烷高１４％～１５％，溶剂回收率高７％～９％（对烟渣萃取）和１８％～２２％（对废次烟叶萃取）。对茄尼醇精油类的回收率无论对烟渣还是废次烟叶、室温或加热条件下，均远远高于６￣＃油和正己烷。ＳＯＴ溶剂体系有可能取代现有工艺中的６￣＃油或正己烷，它不但增加了茄尼醇的回收率，还提供了回收烟叶中精油的新方法。

类脂/醋酸纤维素复合吸附材料的制备与性能

采用相转化法将类脂包埋到醋酸纤维素(CA)中,制备出了具有对水中低剂量亲脂性有机污染物高效吸附去除的平板膜.以扫描电子显微镜观察了复合材料的结构形貌和表面特征.利用机械搅拌方式和超声方式对类脂进行分散的实验表明,超声对类脂的均匀分散具有强化作用.同时考察了铸膜温度(室温、0℃)对类脂分散的效果,表明低温有助于形成小的脂滴.另外,通过复合膜的红外谱图证实,类脂和CA属于物理混合,不会改变类脂的分子结构,从而不会影响类脂对亲脂性有机污染物的吸附性能.通过荧光分析法分析复合膜在正己烷溶剂中的稳定情况,表明类脂已被完好地包埋到膜中,因而在去除有机污染物的过程中不会从复合膜中渗出.