污泥焚烧细颗粒物中重金属赋存形态的研究

以沈阳市某污水处理厂剩余污泥为原料,采用小型流化床对污泥进行焚烧,利用布袋和荷电低压颗粒物撞击器(ELPI+)对细颗粒物进行收集,研究焚烧温度、污泥粒径、CaO的添加量对重金属赋存特性和细颗粒物微观形貌的影响,利用热力学软件FactSage7.2研究焚烧过程中重金属化学形态的变化.结果表明,随着焚烧温度的升高,残渣态变化最为明显, Cd、Cr、Cu、Pb和Zn 5种重金属的残渣态增幅均在15%以上,其中重金属Cd的变化最为明显,残渣态增幅高达29%.随着污泥粒径的增大,矿物质和焦炭颗粒的破碎程度减小,最终以矿物质和焦炭破碎为来源的一些粒径较大的细颗粒物数量增加.此外,总体上重金属的赋存形态随着粒径的增加向着稳定的趋势发展.在焚烧过程中CaO是可以作为颗粒之间良好的粘合剂,促进细颗粒物之间的成长和团聚.随着CaO的添加,细颗粒物聚并成了一个更大的球状颗粒整体.

氯化剂对超细颗粒物与重金属共生成特性的影响

以循环流化床反应器为实验平台,研究了焚烧温度为850℃下添加剂(NH4Cl和KCl)对超细颗粒物与重金属共生成特性的影响.结果表明:NH4Cl和KCl的存在均会降低超细颗粒物的数量浓度,但KCl的效果更佳,发挥的是阶梯式或者协同式作用.此外,添加比例为3%时对超细颗粒物数量浓度的降低最为明显.重金属Cr,Mn,Ni主要通过夹带方式形成超细颗粒物;而重金属Pb,Cu,Zn则主要通过蒸发、冷凝和吸附方式累积在超细颗粒物中.无机氯在焚烧过程中可以作为颗粒之间良好的粘合剂,促进超细颗粒物之间的成长和团聚,同时促进其表面形态的生长.此外,K的存在会促进细模态颗粒物之间的凝聚成长,使得细模态颗粒物的峰值增大,而NH4+的存在会降低粗模态颗粒物的峰值.本研究可为污泥等废物热处理过程中重金属与超细颗粒物的协同控制提供借鉴.

莫尔吸量管热水喷泉现象的研究

建立了薄壁大孔口流线型管嘴出流模型,并推导了莫尔吸量管中吸入部分热水后产生喷泉的最大喷射高度表达式.讨论了吸水体积、热水温度和吸量管直径对最大喷射高度的影响,并分析了影响最大喷射高度的因素.实验结果表明:热水温度愈高,吸量管直径愈大,喷泉高度愈大.在影响莫尔吸量管喷泉高度的因素中:流体流动状态对其影响最大,流体在管中与壁面发生碰撞对其的影响程度次之,其次是流体传热对喷射高度的影响,流体本身物性、空气阻力对喷射高度的影响最弱.

高热沉碳氢喷气燃料吸热反应研究进展

高超音速飞行器是空天领域的重要发展方向,是国家整体科技实力的重要标志。吸热型碳氢燃料为兼具冷却与推进功能,需要具备高热沉、高密度、高热值、高热安定性、低冰点、低结焦和低成本的“四高三低”的基本特征。本文总结了吸热型碳氢燃料吸热反应研究进展,重点关注热裂解、催化裂解和催化蒸汽重整对于热沉的影响,分析了温度、压力和停留时间等热解条件对热沉的影响,考察了燃料组成、分子结构与热裂解间的关联规律,总结了分子筛、纳米颗粒和引发剂对吸热型碳氢燃料催化裂解行为和热沉的影响特性,并对吸热反应过程中的结焦及抑制技术进行了总结,结合发展现状提出了吸热型碳氢燃料未来的研究方向。

污泥/菱镁尾矿/煤矸石陶粒制备工艺优化研究

以污泥,菱镁矿尾矿及煤矸石为原料制备高强陶粒。利用X射线荧光光谱法(XRF),X射线衍射法(XRD)及热重分析法(TG-DTG)对原料化学成分,矿物相及热反应过程进行分析,来确定陶粒原料配比,并设计正交实验研究预热温度、预热时间、烧结温度及烧结时间对陶粒抗压强度、吸水率、堆积密度及表观密度的影响。结果表明:抗压强度与吸水率受烧结温度影响显著,表观密度受烧结时间影响较大,堆积密度受烧结工艺影响不明显。预热温度为400℃,预热时间为20 min,烧结温度为1225℃,烧结时间10min是制备陶粒的最优工艺。该工艺下陶粒抗压强度为12.24 MPa,表观密度为0.96 g/cm^(3),堆积密度为0.81 g/cm^(3),吸水率为6.12%。性质满足国标900密度等级陶粒的要求。研究成果为该3种固废协同回收再利用提供了新途径。