粉石灰悬浮煅烧技术及下游应用

在现有可回收钙资源中,小粒径石灰石和电石渣无论是从储量还是从氧化钙含量来说都是生产石灰的极佳原料。本文详细介绍采用悬浮煅烧技术回收利用小粒径石灰石和电石渣的工艺流程,并提供了湿电石渣悬浮煅烧的生产实例。结合粉石灰指标,分析了在建筑行业较为合适的应用场景,为粉石灰生产企业提供参考。

侧进式搅拌反应器内流场的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)技术对某钢铁厂烟气脱硫吸收塔底部浆液池的侧进式搅拌流场进行了数值模拟,研究了搅拌转速和搅拌桨安装角度等因素对3维流场的影响规律。结果表明,在5股流体的相互作用下,反应器内存在一个顺时针的整体大循环流动,相邻搅拌桨之间存在两个小漩涡。随着搅拌转速的增大,中心线上底部的速率迅速增加,当转速大于等于120 r/min时,该处速率接近或达到中心线上速率的最大值,有利于避免中心区底部的固相沉积。随着左偏角度的增大,中心漩涡区域外扩,中心线上底部的速率有所减小,而相邻桨叶之间下部的速率略有增加。下偏角度的增大,使得相邻桨叶之间下部的速率略有减小,而过大的下偏角度使得搅拌桨主作用区无法直接作用到支撑柱内部,导致中心线上底部的速率减小。

搅拌器内湍流场的CFD模拟研究

采用CFD技术研究了DT和PTU型桨叶搅拌器内的湍流场,结果表明:对于PTU和DT桨叶,理论预测速度场分布规律与LDA测试结果吻合较好,理论预测漩涡的空间位置坐标与实测值完全一致。预测速度值与实测值在桨叶叶尖附近相对误差比较大,在离旋转中心轴线2R/3处竖直线上, 对于DT桨叶搅拌器,CFD预测的速度值和LDA测试值吻合比较好,最大相对误差在11%左右。而对于PTU桨叶,在同样的空间位置上,CFD预测值与测试结果的变化趋势相吻合,速度峰值附近的误差较大,相对误差高达30%左右。

环形套筒窑与炭材烘干系统烟气协同降氮工艺技术

某电石厂建设2座气烧环形套筒石灰窑,石灰窑生产的石灰供电石生产使用,前期通过技术改造,将2座环形套筒窑窑尾烟气输送到炭材烘干装置,作为炭材烘干热源进行使用,实现了余热综合利用,减少了能源消耗。但烟气排放无法达标,为进一步实现“减排”效果,进行了降氮改造升级。本文详细介绍了套筒窑与炭材烘干系统烟气协同降氮工艺技术,在降低煤粉使用量的同时,将套筒窑与炭材烘干装置联合烟囱排放的总烟气氮氧化物(NO_(x))由328~345 mg/m^(3)降低至143~163 mg/m^(3),满足标准排放要求,增加了企业的经济效益和环保效益。

SrB_4O_7∶Eu磷光粉的制备及其发光性能

采用高温固相法合成了SrB4O7∶Eu荧光粉,并研究了不同原料、掺杂浓度、煅烧温度等因素对其发光性能的影响。发射光谱测试结果表明:SrB4O7∶Eu荧光粉的最佳Eu掺杂浓度为2%左右,进一步增大掺杂浓度会导致浓度猝灭。煅烧温度对基质组成影响较大,随着温度的升高,基质中BO4四面体所占比例增大,有利于Eu3+离子的还原。以水合硼酸锶为原料制得样品的发光强度高于以SrCO3和H3BO3为原料制得样品的发光强度。

等离子飞灰熔融装置的研究和设计

随着等离子熔融技术在垃圾焚烧飞灰处理领域的推广,等离子飞灰熔融装置的工业化应用越来越受到业界的关注。通过构建试验平台,采用处理量150kg/h的等离子飞灰熔融设备,在满负荷连续运行的工况下,验证装置性能,飞灰熔融效果,分析运行过程中出现的问题,并提出解决方案,为飞灰熔融装置的设计和开发提供参考,加快等离子飞灰熔融装置的工业化应用进程。

石灰石转鼓强度测定方法与应用

石灰石的转鼓强度表示石灰石抵抗冲击和摩擦的能力,本文主要介绍一种石灰石转鼓强度的测定新方法及其在石灰生产中的应用。通过测定石灰石的转鼓强度可以来判断该种石灰石是否易碎,进而可判断它是否适合用作窑炉煅烧的原料。

水解沉淀法制备超细碱式碳酸锌的试验研究

以碳酸氢铵和氨水浸出锌灰,然后经除杂净化得到高纯锌氨溶液,以高纯锌氨溶液为原料,采用加热水解沉淀法合成超细碱式碳酸锌,碱式碳酸锌经煅烧得到超细氧化锌。研究了加热水解沉淀工艺条件对碱式碳酸锌的粒径分布的影响。结果表明,最佳工艺条件为:搅拌速度为300 r/min、蒸氨温度为90℃、锌氨溶液中锌质量浓度为75 g/L、负压为-2 kPa。最佳工艺条件下得到的碱式碳酸锌的D50为0.77μm,颗粒近似球形;煅烧后的氧化锌为六方晶系纤锌矿结构,D50为0.69μm。

氢氧化镁的水热改性研究

对常温合成的氢氧化镁进行了水热改性研究,考察了水热改性温度、改性时间及搅拌转速等因素对水热产物的影响。与常温产物相比,经水热改性处理后,颗粒由不规则的团聚体转化为规则的六方片状结构,改性温度的提高能够促进小颗粒形成的团聚体的溶解,并在大颗粒表面上生长,改善晶体结晶性能。随着改性时间的延长,极性较弱的(001)晶面显露较多,而极性较强的(101)面受到一定的抑制,特征衍射峰I(001)/I(101)比值明显增大,说明水热处理改变了氢氧化镁的生长习性,生成了分散性良好的氢氧化镁颗粒。

水溶液中硼氧配阴离子的存在形式及影响因素

综述了硼酸盐水溶液中硼氧配阴离子的存在形式、振动光谱研究结果及影响其变化的因素。硼酸盐水溶液中,硼氧配阴离子除了常见的[B(OH)4]-,B(OH)3,[B3O3(OH)4]-,[B4O5(OH)4]2-,[B5O6(OH)4]-,[B6O7(OH)6]2-以外,还存在着[B2O(OH)6]2-,[B3O3(OH)5]2-等,各种硼氧配阴离子相互作用、相互影响。FT-IR和Ram an光谱研究结果进一步明确了硼氧配阴离子的存在形式及相互作用。同时指出了各种硼氧配阴离子的存在形式及相互作用与溶液总硼浓度、pH、金属阳离子、温度及水热条件等有关,且主要依赖于溶液总硼浓度和pH。高的总硼浓度和较低的pH有利于高聚合度的硼氧配阴离子的存在,反之则利于低聚合度的硼氧配阴离子的存在。

水合硼酸锶的制备及脱水热分解动力学

以氯化锶和硼酸氢铵为原料,采用液相沉淀法制备了片状水合硼酸锶(SrB6O10.5H2O)粉体。其粉体用XRD、FT-IR及SEM测试技术进行了表征,利用热重分析法对片状纳米硼酸锶粉体的脱水热分解动力学进行了研究,分别采用非线性等转化率法和Coats-Redfern方程对热重分析数据进行了处理和拟合,初步确定了水合硼酸锶的四步脱水过程及相应的热分解反应机理,得到各步反应的表观活化能和指前因子。

水合硼酸锶纳米超结构的制备与表征

采用液相沉淀法,以氯化锶和硼酸氢铵为原料,制备了由纳米片组成的水合硼酸锶(SrB6O10.5H2O)花状、枣状纳米超结构,并利用SEM、TEM、XRD进行了表征。化学分析及XRD结果表明,产物为单一SrB6O10.5H2O相,纯度为99.5%。通过研究产物形貌结构随反应时间的演变过程,提出了水合硼酸锶纳米超结构的形成机理:反应初期晶核球形团聚,在此基础上晶核各向异性生长成片状结构,最终形成由纳米片组成的枣状或花状超结构。此外,研究了反应温度、反应物浓度等反应条件对产物形貌的影响。反应温度的升高使得纳米片尺寸增大,形状由不规则片状向矩形片状演变;团聚的有序度增加,产物形貌由无规则团聚体逐步演变为花状、枣状超结构。反应物浓度的降低,团聚体的有序度减小,产物中出现不规则团聚微球。

高温流态化合成氮化硅的实验研究

采用自行设计的高温流化床，利用流态化技术合成了氮化硅粉。研究了温度对硅粉床层流化特性的影响。利用K值法对XRD结果进行计算分析，得到了转化率随反应时间的变化规律。结果表明：随着温度的升高，床层流化所需的最小气速增大。氮化反应初期存在一定的反应诱导期，在转化率为20％～40％时，反应比较剧烈。随后反应速度减缓，160min后反应速度基本不再变化。流态化技术的采用为实现常压条件下连续化生成氮化硅工艺提供了实验基础。

不锈钢材料高温冲蚀磨损性能与机理

为弄清磨粒对工业设备常用材料304不锈钢的冲蚀磨损情况,采用自行设计的气流喷砂式高温磨损试验机,对其进行不同温度下的冲蚀磨损。分析了温度、冲蚀角度、磨粒粒径以及磨粒速度对其冲蚀磨损率的影响,并分析了其冲蚀磨损机理。结果表明:温度对冲蚀磨损率有显著影响,304不锈钢表面氧化膜在400℃时抑制了磨粒的冲蚀,高温下金属塑性升高降低了高角度下磨料的冲击破碎作用,但低角度下抗微切削能力下降;冲蚀磨损率随磨粒粒径的减小先增大后减小再增大,随磨粒速度增大而增大;磨粒对试样表面的低角度微切削和高角度冲击破碎作用是材料冲蚀磨损的主要机理,304不锈钢表面的冲蚀磨损主要来源于微切削作用。

卧式行星球磨机最佳参数的数值模拟

采用颗粒离散元法模拟得到卧式行星磨磨筒内钢球平均接触力大小以及随填球率、钢球直径、磨筒半径和公转半径的变化规律,并与实验结果进行了比较分析。结果表明:行星磨的粉磨速率可以由平均接触力大小来确定,粉磨速率的对数是平均接触力线性函数,斜率为0.087。磨筒填球率的增加,导致钢球的平均接触力减小;随着钢球直径、磨筒半径、公转半径的增大,平均接触力呈线性增长,斜率分别为2.5,0.14,0.03,其中钢球直径对平均接触力的影响最大。

无机阻燃剂硼酸锌及其协同效应

阐述了硼酸锌的制备及其阻燃机理,说明了硼酸锌在起阻燃作用时,具有冷却、稀释、隔离、抑制链反应的作用。并详细叙述了硼酸锌在作助剂的情况下,分别在不同体系中的协同效应。最后,对硼酸锌的前景进行了展望。

搅拌磨湿法粉磨制备超细ZnO及动力学研究

以普通微米级ZnO(d50=12.33μm,d90=37.19μm)为原料,采用搅拌磨湿法粉磨工艺,制得超细ZnO(d50=2.91μm,d90=9.69μm)。研究了助磨剂用量、研磨时间、固含量等因素对浆料粒径的影响规律,得到最优化条件:转速3000 r/min,固含量15%,聚乙二醇20000(PEG20000)加入量为0.5%,研磨时间25 min。以简化的BS模型进行了搅拌磨湿法粉磨ZnO的动力学研究,并通过选择函数和分布函数探讨了其粉碎机理。

Ni基WC涂层组成及分布对耐磨性能的影响

通过熔覆工艺在不锈钢基体表面制备Ni基WC耐磨涂层。使用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)配合能谱仪(EDS)对涂层中的金属陶瓷相进行成分与分布的表征,并考察相分布对涂层硬度和耐磨性能的影响。通过球盘摩擦实验对耐磨性能进行评价。结果表明:涂层中主要为γ-Ni及其他碳化物(Cr23C6)、硼化物(Ni3B)及WC颗粒,弥散在合金中的WC颗粒通过溶解-再析出产生生长和沉积的现象;涂层有约190μm厚的扩散结合区域,涂层显微硬度在结合区域附近随层深的降低而迅速减小;耐磨性能由涂层表面往下逐渐增强,WC含量、颗粒的分布及粒度对耐磨性能有较大影响,40%WC涂层耐磨性能最佳。

卧式行星磨粉磨水泥熟料的最佳参数研究

采用自行设计的卧式行星球磨机,在公转转速为300 r/min、自转与公转转速比为2.5的条件下,研究装球率、料球体积比、填充率对水泥熟料粉磨的影响。结果表明:成品粉体产率随装球率的增大呈增加趋势,在装球率为6.00%～10.51%时尤为明显,装球率大于10.51%时,增加趋势开始变缓;在固定填充率下,料球体积比为0.5时,成品粉体产率最大为65.80%;料球体积比为0.5,总填充率为35%时,成品粉体产率最大为68.56%。

纳米氧化锌的分散与表面改性研究

研究了纳米氧化锌在水体系中的分散及其分散后的表面改性处理。分别以聚乙二醇(PEG20000)和钛酸酯偶联剂(NDZ)为分散剂和表面改性剂,通过正交实验研究了分散剂、表面改性剂的用量以及球磨速度和研磨时间对分散稳定性和改性效果的影响。结果表明,最佳工艺条件为:1)分散过程中w(PEG20000)=0.5%,球磨速度为2 000 r/min、球磨时间为1 h;2)表面改性过程中w(NDZ)=1%、球磨时间为1 h、球磨速度为1 000 r/min。采用激光粒度测试仪及SEM对产物粒度及形貌进行了表征,改性后氧化锌颗粒以较小的粒径存在,分散性有明显的提高。