黄铁矿在CO_(2)气氛下非等温氧化转化及动力学分析

针对煤中常见含铁矿物黄铁矿在富氧燃烧典型气氛下转化特性,通过同步热分析结合烟气分析研究了黄铁矿在CO_(2)气氛下的转化行为.结果发现,黄铁矿在CO_(2)气氛下主要经历5个失重阶段且均为吸热过程,首先是黄铁矿颗粒表面硫脱除的起始热解段(相界面反应,n=1/2),活化能低于其在N_(2)气氛下近30 kJ/mol,为220.27 kJ/mol,随后裂解成磁黄铁矿(三维扩散,n=1/2)活化能与其在N_(2)(177.27 kJ/mol)下接近为178.1 kJ/mol;温度高于690℃,随着升温磁黄铁矿缓慢失硫,CO_(2)逐渐参与磁黄铁矿转化且释放SO_(2)和CO;820~1150℃经历双峰失重峰阶段,820~1020℃,氧化气体产物SO_(2)大量生成且在约1000℃达到体积浓度峰值;最后1020~1150℃,坩埚中残留物大量与CO_(2)持续氧化反应失重形成SO_(2)和CO,坩埚中形成复杂物相体系,铁硫化物和铁氧化物共存(或共融).CO_(2)参与黄铁矿产物转化失重阶段活化能分别为180.94 kJ/mol、229.69 kJ/mol和243.46 kJ/mol,动力学机制均为成核与生长(n=1).

新工科视域下地方高校产教融合协同育人探索与实践——以江汉大学环境工程专业为例

新工科建设引领高等教育变革,探索产教融合协同育人新机制是深化新工科建设的重要改革方向,也是地方高校工科专业深化校企合作的重要途径。江汉大学环境工程专业积极拓展校企合作的深度和广度,面向产业技术发展需求,充分发挥校企双方在人才培养中的“双主体”作用,在人才培养体系重构、“双师双能型”教师队伍建设及产学研协同育人平台建设等方面积极探索与实践,推动了专业教育与产业发展融合、教学过程与工程实践融合、产研过程与产教过程融合,构建新工科视域下“双主体三融合”的产教融合协同育人新机制,有效促进教育链与产业链融合,可为地方高校环境工程及相关专业产教融合的实施路径提供有益参考和借鉴。

中药渣水解炭燃料特性及热解燃烧动力学分析

中药渣因含水率高而处理困难,将中药渣经水热处理后有较好的应用前景。以中药渣为研究对象,采用水热处理获取中药渣水解炭,通过工业分析及元素分析、热重分析及动力学分析研究了水热处理对中药渣水解炭特性的影响。结果表明:随着水热处理温度升高,中药渣水解炭的固定碳及元素C含量、燃料比(水解炭的空气干燥无灰基固定碳与挥发分的质量比)及高位发热量增加,挥发分、元素H及元素O含量明显降低,n_(O)/n_(C)及n_(H)/n_(C)逐渐降低,水解炭性质接近一般动力煤性质。热重分析发现热解过程中,280℃下形成的水解炭在160℃~300℃和300℃~500℃出现较明显的双峰失重峰,其余水热处理温度下形成的水解炭仅在275℃~400℃出现一个极明显失重峰。随着水热处理温度的升高,水解炭热解活化能由69.56 kJ/mol降至40.55 kJ/mol。水解炭燃烧过程主要经历四个阶段,180℃~295℃主要是小分子挥发分热解阶段,其活化能为63.65 kJ/mol~105.02 kJ/mol;295℃~390℃主要是小分子挥发分主要燃烧阶段,其活化能为10.78 kJ/mol~35.76 kJ/mol;390℃~410℃主要是大分子挥发分析出与燃烧阶段,其活化能为117.08 kJ/mol~201.61 kJ/mol;410℃~520℃主要是固定碳与焦炭的燃烧以及少量矿物与无机化合物的热分解阶段,其活化能为22.18 kJ/mol~92.10 kJ/mol。随着水热处理温度升高,水解炭燃烧同一阶段的指前因子与活化能变化趋势一致。水解炭的可燃性指数、着火指数以及综合燃烧指数随着水热处理温度升高、水热时间增加以及固液比的增大而减小,固液比为1 g:15 mL且在220℃下水热1 h获得水解炭的燃烧性能较好,综合燃烧指数为3.55×10^(-10)/(min^(2)·℃^(3)),可为高湿固废水热燃料化的应用提供参考。

基于OBE理念的地方高校环境工程实践教学改革——以江汉大学环境工程专业为例

文章根据工程教育专业认证的标准及理念,结合地方高校特点,分析了地方高校工程实践教学方面存在的问题。以江汉大学环境工程专业为例,探索了基于OBE理念的地方高校环境工程实践教学体系改革实践,构建了“基础认识+综合应用+研究创新”多层次的工程实践教学体系,建立了面向产出的工程实践教学评价机制及持续改进机制,以持续提升学生的工程实践能力和创新能力,为地方高校工程教育改革提供参考。

生物质灰化学特性的研究

采用灰成分分析及X ray衍射方法,对甘蔗渣、松木屑、花生壳及谷壳四种常见的生物质灰特性进行了研究。研究表明:在气化过程中,甘蔗渣和松木屑的积灰、结渣倾向严重,花生壳次之,谷壳相对轻微。对其灰中碱金属的固留研究,分析了甘蔗渣和松木屑的积灰、结渣倾向严重的原因。

流化床作为生物质气化反应器试验研究

在流化床生物质气化炉内 ,用空气进行气化生物质 (花生壳 )的试验研究 ,分析的参数是当量比ER 0 .2— 0 .4 5 ,气化床的温度 75 0— 85 0℃和加入二次风。当ER在 0 .2 5— 0 .33,气化燃气热值为 6 .2— 6 .8MJ/m3 ,气体产量在 2 6 0— 390m3 /h ,生物质燃烧时比气化产量在 1.2 8— 2 .0 3m3 /kg之间 ,炭转化率在 5 3%— 80 %。并对 7种农、林废弃物进行了初步气化试验研究 ,生成的燃气体积分数 :CO为 14 %— 18% ,H2 一般低于 6 % ,甲烷 4 %— 12 %。燃气热值在 4 70 0— 710 0kJ/m3 。试验结果表明 ,在流化床生物质气化炉中 ,通过在悬浮空间加入二次风 ,可使燃气热值得到提高。

生物质半焦气化的反应动力学

利用热重分析仪研究了CO2气氛下的生物质半焦的反应性。研究发现,所研究的4种生物质半焦都表现出了相同的反应性趋势。其反应性随着转化率的增加而增加。这可能是由于生物质焦样中的碱金属含量,尤其是钾的含量较高的原因。对比生物质气化反应动力学参数研究表明,4种焦样的气化行为可以用收缩核模型来描述,并求出了4种生物质焦样的反应动力学参数。在不同的CO2分压下进行了花生壳焦样的反应性实验研究,发现焦样的反应性正比于反应气体浓度,求出了花生壳焦样的反应动力学方程式。

焦炭对焦油模型化合物的催化裂解实验研究

研究焦炭对焦油模型化合物的催化裂解。考察焦炭对甲苯、甲苯与萘、甲苯与苯酚的催化裂解率及析炭率。结果表明:焦炭对甲苯的催化裂解率与同温度下的热裂解率相当,分别为61.68%与59.02%,析炭率有所降低,由8.54%变为4.16%;对萘的催化裂解率也与同温度下的热裂解率相当,分别为57.95%与56.20%,析炭率也有所降低,由20.72%变为11.89%;而焦炭对苯酚的裂解率与同温度下热裂解率相比有明显增加,由38.25%增加到97.41%,析炭率同样有所降低,由10.96%变为7.03%;说明焦炭对焦油中的组分有选择催化裂解作用。对上述反应前后焦炭样的XRD分析,发现反应后析出的炭与作为催化剂的炭是同一晶型的炭,对末裂解冷凝液的GC-MS分析,发现焦油模型化合物通过裂解后有少部分向芳香化程度增加的方向进行转化。

流化床生物质气化过程的中试研究

在流化床生物质气化炉内 ,用空气进行气化生物质 (花生壳 )的试验研究 ,分析的参数是ER(0 .2— 0 .45 ) ,气化床的温度 (75 0— 85 0℃ )。当当量比ER在 0 .2 5— 0 .33范围内 ,气化燃气热值为 6 .2— 6 .8MJ/Nm3,气体产量在 2 6 0—30 0Nm3/h。并对七种农、林废弃物进行了初步气化实验研究。生成的燃气成分 :CO在 14%— 17%之间 ,H2 含量一般低于10 % ,甲烷含量为 5 %— 10 %。燃气热值多数在 5 30 0— 6 5 0 0kJ/Nm3,气化效率 72 .6 %。实验结果表明 。

农林生物质废弃物的热重实验研究

利用TGA对甘蔗渣、花生壳、谷壳、松木屑等4种农林废弃物进行热重实验研究,并建立了生物质热解反应的表观动力学模型。实验研究发现:甘蔗渣的DIG曲线不同于其他3种生物质的DTG曲线.它呈现出两个明显的双峰形状。对于甘蔗渣,由于其DTG曲线的双失重峰,其动力学模型在低温段的反应级数为2.5,高温段则为1.5;其他3种生物质的热解动力学模型的反应级数为2.5。

生物质的流化床热解实验研究

用小型流化床实验台对4种农林生物质废弃物进行热解实验研究.研究发现:对所研究的生物质试样,热解温度低于500℃时,液态产物产率随着温度增加而增加.在500～600℃之间液态产物产率达到最大.当热解温度超过600℃时,液态产物产率随着温度增加而减少,气体产物产率增加,半焦产率下降.对于所研究的生物质,松木屑和甘蔗渣的半焦产率远远低于花生壳和谷壳的半焦产率.这可能是由于松木屑和甘蔗渣灰含量低于后两种生物质;另一方面也可能是由于松木屑和甘蔗渣中的无机物质(Na和K)的含量较多的缘故.

CaO催化裂解生物质气化焦油实验研究

以谷壳气化发电产生焦油为研究对象,考查了CaO作为焦油裂解催化剂对其催化裂解的影响。实验研究结果表明:CaO作为焦油裂解催化剂可使焦油裂解率明显提高,在800℃时,其裂解率可由热裂解的28.66%提高到65.60%,焦油催化裂解后可使燃气成份中的H2、CO、CH4以及CO2含量提高。但焦油裂解过程中,其积炭率可达30.51%;扫描电镜显示:因焦油裂解积炭包裹CaO催化剂,易使其催化活性失效,同时由于积炭,使床层压降增加,给焦油催化裂解运行带来困难。

生物质热解过程中焦油形成机理的研究

以组成生物质的纤维素和木质素为研究对象,考查了焦油的成分随温度的变化关系,并对焦油的形成机理进行探讨.实验结果发现:纤维素在热解过程中收集到的焦油组成主要以酸、醛、酮、酚为主,且随温度的增加,焦油组成中的酸、醛、酮、酚组份发生二次热裂解向苯、萘等芳香化程度增加的过程转化,而木质素在热解过程中收集到的焦油组成主要以苯、甲苯以及多环芳烃为主,且随温度增加,甲苯进一步向苯及多环芳烃进行转化.

文氏栅洗涤器除尘脱硫实验研究

采用双碱法脱硫技术 ,在自行设计的多通道文丘里洗涤器 (简称文氏栅洗涤器 )进行模拟燃煤烟气的除尘脱硫试验。其试验过程是 :先在三种不同喉部参数 (分别称为 1# ,2 # ,3 # )的文氏栅洗涤器进行除尘试验 ,经过优选后 ,在 2 #文氏栅洗涤器上进行脱硫试验。试验结果表明经过优选的 2 #文氏栅洗涤器有着较高的除尘脱硫效率。当文氏栅洗涤器的运行参数为 :pH =12、液气比为 0 .75L/m3、 [Na+ ]=0 .3mol/L、 [SO2 ]=12 0 0× 10 -6,文氏栅洗涤器的除尘效率大于 96 % ,脱硫效率大于 80 %。

生物质气化技术及其研究进展

生物质能源是一种理想的可再生能源 ,由于其在燃烧过程中对大气的二氧化碳净排放量近似于零 ,可有效地减少温室效应 ,因而越来越受到世界各国的关注。对生物质能的概念及其转化方式进行了简单介绍 ,着重介绍了生物质气化技术在国内外的发展现状 ,提出了我国在生物质气化领域的重点研究方向。

生物质流化床气化过程的试验研究及示范

在流化床生物质气化炉内,采用空气作气化剂,对7种农林废弃物进行了气化实验研究。燃气成分中,CO含量在14%～17%之间,H2含量一般低于10%,甲烷含量为5%～20%。燃气热值为5300～6500kJ/m3,气化效率72.6%。

中药材废渣的热解特性

用热重分析法对3种不同类型的中药材废渣的热解行为及其动力学规律进行研究。分析3种样品在不同升温速率(5、10、30℃/min)和不同粒径下的实验结果,发现样品的非等温失重过程由脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段组成,当粒径小于0.25mm时,对热解过程影响不大。在实验的基础上,用改进Freeman-Carroll方法计算出样品的热解动力学参数,并根据实验结果和动力学(参数)补偿效应,建立中药材废渣在不同升温速率下的动力学参数方程。

生物质流化床气化炉气化过程的实验研究

在流化床生物质气化炉内 ,采用空气作气化剂 ,对七种农、林废弃物进行了气化实验研究。生成的燃气成分 :CO在 1 4 %～ 1 7%之间 ,H2 含量一般低于 1 0 % ,甲烷含量为 5%～ 1 0 %。燃气热值多数在 53 0 0～ 6 50 0 k J/ Nm3 ,气化效率 72 .6 %。实验结果表明 ,流化床生物质气化炉可用于生物质气化。

中药材废渣的资源化利用的研究

本文以中药材提取过程中产生的中药材废渣为利用对象,进行资源化、减量化和无害化处理,实现中药材废渣的资源化利用。重点介绍中药材废渣气化供热的技术路线与实施方案,以期减少中药制剂厂综合水耗、能耗和污染,降低生产成本,提高综合效益,建立中药制剂厂的微型工业生态产业链,从而实现我国中医药产业的可持续发展,为中药材废渣的大规模高效、无害化利用做出贡献。

活性炭制备及其应用进展

活性炭是一种由含碳材料制成的、内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的碳素材料,可用作吸附材料和催化剂载体,广泛应用于工农业及日常生活中。对活性炭的理化特性进行了简要的概述,详细介绍了活性炭制备原料、制备方法、改性以及在各个领域中的研究应用,并介绍了作者在该领域所开展的工作。