煤矸石精确产酸潜力评价方法对比研究

为有效避免重大酸性水污染事故,需提高矿山岩石产酸潜力评价的精度。通过全面阐述矸石中常见含硫矿物的产酸潜力计算方法,采用三步连续提取法测定了多个矿石和煤矸石中产酸矿物的硫含量,对比分析了精确产酸潜力和最大产酸潜力。结果表明:煤矸石的产酸潜力值取决于各产酸硫的质量分数和单位硫产酸值;对大部分样品,用产酸硫含量计算的产酸潜力值不同程度地低于用全硫预测的产酸潜力值;样品SC中的硫成分主要为砷黄铁矿硫,相比黄铁矿的单位硫产酸值更高,导致SC样品计算的精确产酸潜力相比全硫预测的产酸潜力更高;三步连续提取法适用于以铁和铜的硫化物为主要含硫矿物的煤矸石;当矿石中其他硫化物成分增多和空白样品混合不均匀都会对结果产生一定干扰。研究结果为准确评价矿区煤矸石精确产酸潜力提供了依据。

热化学碘硫循环制氢中硫酸分解器结构设计与模拟研究

硫酸分解是影响热化学碘硫循环制氢效率的关键环节。通过数值模拟方法设计了一款满足1 m^(3)/h制氢量要求的中试规模的刺刀式硫酸分解器。首先开展实验测定了Fe_(2)O_(3)催化剂的反应动力学参数,其中指前因子和活化能分别为1.439×10^(7)s^(-1)和125.63 kJ/mol。然后对三种结构形式的硫酸分解器进行模拟对比。结果表明,刺刀式硫酸分解器中“半截面积”内管形式比“半直径”形式具有更强的传热效果,可将分解器预热段长度缩短43.27%,达到相同分解率时催化剂用量减少23%。而结构三在“半截面积”内管形式的基础上向预热段填充SiC小球,进一步优化了预热段传热效果,预热段长度可缩短70.51%,并且SiC小球所引起的压降和能耗增加相对较小。对比发现,当预热段长度为870 mm、催化分解段长度为333 mm时,结构三表现出最佳的经济性能,此时SO_(3)催化分解率达到73.73%,对应H_(2)的理论产率为1.2288 m^(3)/h。当分解器外壁面加热温度降低到860℃时,SO_(3)分解率降至60%,恰好对应H2的理论产率为1 m^(3)/h。该研究可为中试规模硫酸分解器的设计提供参考。

热化学硫碘制氢系统中硫酸分解反应器的换热性能

硫酸分解反应器作为热化学硫碘制氢系统中的重要设备,其换热需要匹配系统的产氢量换热需求。为研究硫酸分解反应器不同结构对换热的影响,使反应器的换热满足系统需求,同时满足制造工艺的限制。通过试验对硫酸分解反应进行反应动力学参数标定并建立反应动力学模型,用gPROMS软件对反应器进行仿真,得到反应器内的压力、温度、流量和各组分浓度等参数。结果表明:反应器总长度不变,调整预热段和反应段长度比或提高填充颗粒热导率无法提升总转化率。反应器增加预热段长度可显著增加总转化率,关键原因是预热段长度决定了反应器内温度能否达到SO3分解反应所需最佳温度850℃。减小反应器直径并不能增加总转化率,虽然反应器的直径减小有利于传热,但由于整体入口流量不变,流体流速显著提高,减少了反应物的停留时间,同时还会显著增加反应器流阻。采用套筒环腔内、外加热结构作为反应器预热段可有效提高总转化率。采用内外同时加热时,增加了换热面积,有利于缩短预热段长度,预热段长度仅需900 mm左右反应器出口温度即可达到850℃,得到了符合要求的反应器结构设计。

山西莫底沟矿区含硫矿物产酸潜力评估

含硫矿物产酸潜力的综合评估对于酸性矿山废水防治和生态环境保护具有重要意义。以山西省河津市莫底沟矿区为例,基于岩石样品地球化学静态测试结果,结合含硫矿物储量和矿井涌水量估算,综合评估了莫底沟矿区含硫矿物的产酸潜力。结果表明:莫底沟矿区内太原组10号煤、本溪组铝土矿和本溪组硫铁矿均具有产酸潜力,太原组煤层间的灰岩不具备产酸潜力;估算出莫底沟矿区的最大产酸量为1.9万t H_(2)SO_(4),年产酸性废水量为30.9万m^(3),产酸年限为265.5 a;对评估过程中的不确定因素进行分析发现,最大产酸量偏大,年产酸性废水量偏小,产酸年限偏大。

脱硫废液半干法制酸在云煤中的应用

介绍了云南煤业能源股份有限公司200万t/a焦化环保搬迁转型升级项目,采用半干法制酸工艺,利用硫泡沫和脱硫废液经过过滤和浓缩处理,制备液态硫黄和含硫废液,并通过“3+1”两转两吸工艺生产浓硫酸。该项目包括预处理、焚烧、净化、干吸、转化和尾吸六个工序。同时,经过净化的副产品稀硫酸生产量应不超过每吨浓硫酸0.2 t。

焦炉煤气AS脱硫与深度脱硫技术相结合的应用

文章主要描述了焦炉煤气AS脱硫和深度脱硫二级脱硫技术,并根据焦炉配套深度脱硫处理能力大的特点,进行停硫酸生产系统的深度脱硫实验,得出停硫酸生产系统不会影响煤气脱硫效果的结论,实现了高效脱硫的技术创新,为优化工艺应用提供了有力的保障,适应了现代节能、环保与清洁生产的要求。

富氧底吹炉熔炼烟气中SO_(3)的生产控制

介绍了某铜冶炼厂底吹炉熔炼烟气中SO_(3)的产生机理,通过分析铜精矿水分、铜精矿硫铜比、烟气中氧含量等因素对烟气中SO_(3)浓度的影响,提出了相应的控制措施,同时改造底吹炉、余热锅炉等关键设备,达到精准控制烟气中SO_(3)浓度的目的。

钛白粉副产硫酸亚铁的综合利用现状

钛白粉的两种制备方法硫酸法与氯化法在我国应用程度与范围不同,硫酸法是我国主流的生产工艺。硫酸法生产会产出大量废气、废水、废渣与副产物,对环境造成严重污染。硫酸亚铁作为硫酸法制备钛白粉工艺的主要副产物,对其进行妥善处理和利用具有极高经济价值与环境效益。基于两种制备工艺的不同,通过对比硫酸法与氯化法的优缺点,对硫酸法副产物硫酸亚铁的综合利用进行了总结,包括直接销售使用与加工后销售使用两个方面,并对钛白粉未来发展进行展望。

硫磺制酸装置的腐蚀分析和热能分析

在“碳达峰”“碳中和”重大战略决策背景下,硫磺制酸装置既要保证安全运行,又要追求经济性极限。介绍了硫磺制酸装置的工艺流程,分析了低温烟气露点腐蚀和干吸工序浓酸腐蚀的原因,计算了装置的热能来源和去向,并有针对性地提出了降低腐蚀和增加热能回收的建议。

硫磺制酸生产中氨法脱硫的技术改进

针对某硫磺制酸装置尾气脱硫塔存在亚硫酸铵转化率低、曝气管易损坏、排放烟气量大、SO_(2)浓度不稳定等问题,对尾气脱硫塔的加氨方式、曝气管及喷淋装置进行了改造,提高了亚硫铵转化率,改善了氨逸出和排放烟气外观,延长了曝气管的使用寿命,达到了降本增效、安全环保的目的。

二转二吸制酸工艺技术应用与安全性分析

对常见的制酸工艺进行对比探讨,选取某化工厂为实例,对采用的二转二吸制酸工艺、设备进行介绍,并对此种工艺的安全性进行分析。结果表明:二转二吸制酸工艺SO_(2)转化率高达99.99%以上,高效节能;工艺操作简单,系统稳定性高,能够实现长期连续运行;生产的硫酸产品具有高纯度、高浓度、低杂质含量和稳定的化学性质;工艺中避免了硫磺粉尘带来的爆炸性风险,提高了生产安全性;此外,此种工艺废气排放中SO_(2)、酸雾和NO_(x)等污染物浓度都可控制在符合国家排放标准的范围内,有利于环境保护。

某硫铁矿制酸装置转化电加热炉升温改造

针对某硫铁矿制酸系统开机时转化第Ⅳ、Ⅴ段催化剂温度长时间较低而导致转化率持续较低的难题,对转化升温系统进行电加热炉升温改造。介绍了气体电加热炉的优点,分析了电加热炉升温改造的可行性,阐述了改造方案及改造过程。改造后升温控制系统安全可靠,运行稳定,操作维护简单便捷,保障了硫酸装置安全稳定运行。

催化反应角度的非衡态高浓度SO_(2)转化工艺分析

非衡态高浓度SO_(2)转化工艺为了满足工艺要求的转化率,对催化剂的选型和装填量设计提出了较高要求。从催化反应和转化角度,研究了转化一段的催化剂装填量、进气量、进口烟气温度对出口烟气温度与转化率的影响,认为进口烟气温度对出口烟气温度的影响非常显著,并对催化剂选型和装填方案、进口烟气条件和温度分布提出了相应的建议。

某硫酸装置振打除灰设施故障时的应急措施

某硫酸装置余热锅炉、电除尘器及热管锅炉等设备配套的振打除灰设施,以维持各设备长周期稳定运行。介绍了不同设备配套的振打除灰设施,并提出在振打除灰设施功能失效状态下采取的应急措施,以及措施实施后的效果。

烧结烟气制酸中二级动力波装置优化设计

针对烧结烟气制酸中电除雾频繁出现故障和成品酸颜色变差等问题,通过优化设计,降低故障率,提高装置使用寿命,降低维护工作强度,保证检修安全。

硫铁矿制硫酸中部分重金属相关问题的探讨

文章分析以硫铁矿为原料制取工业硫酸的过程中,重金属元素(镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌、铊)的来源,及其在硫酸生产工艺中的物理、化学变化和最终去向,梳理国家在硫酸行业原料、产品及污染物排放标准中对重金属污染物指标的监控情况,讨论硫酸行业如何应对日益严苛的重金属排放控制要求,实现绿色健康发展。

硫铁矿制酸余热锅炉仿真模拟研究

本文针对国内某硫铁矿制酸系统中余热锅炉膜式水冷壁及防磨瓦磨损严重频发泄露导致制酸系统停产检修等严重问题,采用数值模拟的方法,研究锅炉内流场、温度场以及烟尘颗粒轨迹等规律,从流体力学的方向研究锅炉的结构参数与磨损的因果关系,为后续企业优化升级,设计适用于高温高浓度含尘烟气特性的高效余热锅炉提供理论的参考。

硫酸改性g-C_(3)N_(4)的制备及其光催化产氢性能研究

采用硫酸水热处理改性g-C_(3)N_(4)材料。使用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外-可见漫反射仪、比表面积仪和电化学工作站等设备测试材料的形貌和性能。研究了不同硫酸浓度对其形貌、结构、比表面积,进一步探究影响期光催化产氢性能的原因。结果表明,0.4 mol/L硫酸处理的g-C_(3)N_(4)具有优异比表面积、孔径以及可见光响应从而光催化产氢性能高,而当硫酸浓度>0.4 mol/L时,的结构发生改变,被剥离的太严重,导致介孔的减少不利于光催化产氢。

焦化硫泡沫制酸副产稀硫酸无害化利用技术探析

为实现焦化硫泡沫制酸副产稀硫酸的无害化利用,在分析稀硫酸的来源、化学组分及制酸系统工艺特点的基础上,进行了焦化硫泡沫制酸副产稀硫酸资源化利用改造和硫酸尾气组合塔工艺、吸收工序的参数调整。试运行结果表明:采用稀硫酸替代浓硫酸处理预处理尾气,可满足相关标准的排放要求;采用稀硫酸替代除盐水调节成品酸浓度和作为吸收剂使用,成品酸浓度可稳定达标;将稀硫酸回用至制酸系统,年可产生经济效益约70万元,表明焦化硫泡沫制酸副产稀硫酸在制酸系统内部进行消化是一种可行方案。

改性炼钢污泥催化剂的催化脱硝性能

选择性催化还原技术是工业烟气脱硝技术中最常用的烟气脱硝方法.但催化剂的制备过程较为复杂,并且制备成本较高.本文以钢铁企业在生产过程中产生的炼钢污泥作为原料,采用焙烧改性、硫酸改性和硫酸–焙烧改性三种不同方法对其进行处理,制备了一种用于选择性催化还原氮氧化物的新型催化剂.采用比表面积分析法(BET)、扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)和NH3程序升温脱附分析(NH_(3)-TPD)等表征手段,对改性前后炼钢污泥催化剂物理化学性质的变化进行分析研究.结果表明:催化剂的主要活性组分为Fe、Mn、V、Ti;焙烧改性对催化剂活性具有一定的提升效果,可以使催化剂中的Fe_(3)O_(4)转化为具有更好脱硝活性的α-Fe_(2)O_(3);硫酸改性后的催化剂具有优异的催化活性,300℃时可以达到88.5%的脱硝效率;硫酸改性改变了催化剂表面形貌,减小了晶粒尺寸,生成了大量的硫酸盐物种,给催化剂表面提供了更多酸性位点,从而促进催化性能的提升.该研究为低成本脱硝催化剂的开发提供了基础,促进了冶金工业的清洁生产.