医药废硫酸钠盐燃烧特性及低温炭化除杂研究

使用低温炭化-高温活化两步工艺处理典型的医药废盐,成功回收了无机盐和活性炭材料。低温炭化阶段将废盐中的有机物转变为不溶性残余炭渣,通过简单的溶解、过滤即可实现无机盐与有机物的分离;残余炭渣作为炭前体经过活化可得到活性炭材料。使用原子荧光光谱法、气相色谱-质谱联用法对废盐成分进行分析,采用Friedman法和Starink法计算废盐焚烧的活化能,通过管式炉模拟试验对废盐低温炭化条件进行优化,最后采用氢氧化钾浸渍法活化残余炭渣以制备活性炭。结果表明,废盐中溶解性有机碳在空气气氛、350℃、60 min条件下去除率达到99.98%,得到的无机盐产品符合GB/T 6009—2014《工业无水硫酸钠》Ⅲ类要求。残余炭渣经活化所得活性炭对亚甲基蓝的吸附容量达到762.86 mg/g。

低温炭化装置研制

高温气冷堆核电示范工程燃料元件生产线是国家重大专项之一,也是世界首条工业化规模高温气冷堆核燃料元件生产线。低温炭化工艺是球形燃料元件裂解酚醛树脂的关键工艺之一,工作温度为800℃左右。高温气冷堆核燃料元件实验线低温炭化工艺使用原型设备为小规模实验室型电阻加热炉,该设备生产能力低,操作复杂,不适合工业化规模的生产。为满足工业化高温气冷堆核燃料元件生产需求,需要研制一台适合于工业化规模的生产的低温炭化炉。经过设计、安装、调试和生产运行,新设计低温炭化装置各项参数和性能达到了设计要求,可以制备出合格的产品。该设备操作简单,满足了高温气冷堆核电示范工程核燃料元件生产线工业化生产的要求,填补了高温气冷堆核燃料元件低温炭化工艺工业化处理设备的空白。

低温炭化温度梯度对聚丙烯腈预氧纤维结构演变及碳纤维性能的影响

聚丙烯腈(PAN)预氧纤维在低温炭化阶段经热裂解重组而转化为具有乱层石墨结构雏形的低温炭化纤维,此阶段的温度调控对最终碳纤维的结构与性能有着重要影响。采用^(13)C固体核磁共振谱图(^(13)C-NMR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和力学性能分析等手段,研究预氧纤维在低温炭化阶段的反应进程、温度梯度调控对预氧纤维的结构演变和碳纤维结构及性能的影响。结果表明:PAN预氧纤维在低温炭化过程中,经450℃热处理后碳结构的支链化程度达到最大值0.99,当处理温度达到550℃后,以芳环链段的重组交联为主要反应。低温炭化温度梯度影响预氧纤维的结构演变进程,当采用350—450—650℃的梯度升温模式时,先经450℃处理的低碳纤维中—C—C基团的^(13)C-NMR位移最大,表明纤维内的支化交联反应最多,再经650℃处理的纤维d_(002)以及相应高碳纤维的I_(A)/I_(G)达到最大,说明其无定形碳相对含量最多,因而最终碳纤维的力学性能最差;当采用350—550—650℃的梯度升温模式时,纤维内裂解与重组交联反应有序开展,低碳和高碳纤维的碳结构更优,最终碳纤维的致密性及力学性能得到提升。

市政污泥低温炭化处理系统的设计

市政污泥低温炭化处理的工艺设计实现了对污泥的无害化处理和资源化利用,污泥炭化处理过程清洁、环保、高效,工艺技术先进,使污泥处理具有良好的社会效益和经济效益。

生物质废弃物低温炭化降低含水率试验

指出了目前国内外对污泥低温炭化的研究较多,但对于生物质废弃物的低温炭化处理的研究试验开展较少。针对垃圾湿组分、垃圾发酵产沼后的沼渣、污水厂污泥、破碎餐厨垃圾以及湿组分和发酵液混合样5种试样进行了含水降低率试验,结果表明:适宜的反应温度分别为220℃、280℃、230℃、180℃、210℃时,含水降低率分别达到28.73%、40.47%、40.07%、48.90%、44.13%,取得了良好的减量化效果。试验结果可应用于垃圾生物质处理工程实践,有利于降低后续处理成本。

连续低温炭化炉流场数值模拟

高温气冷堆的球形燃料元件的基体材料中含有一定量的树脂,在制造过程中需要进行炭化处理,连续低温炭化炉主要对压制完成的燃料元件球进行连续炭化处理,将基体石墨中的酚醛树脂等有机物裂解转化为具有较高机械强度的树脂炭。连续炭化炉由进料室、气氛保护加热炉、横移过渡室、水冷套机构、出料室等五部分组成,其中炉内的气氛分布对炭化处理工艺影响较大。本文针对连续低温炭化炉内氩气流动情况,应用CAXA软件建立炉腔流域三维模型,应用Ansys Fluent软件进行数值模拟计算。根据炉内的温度、速度、压强分布云图表征情况,对炉腔内结构和进气、排气口位置进行优化设计,得到合理的炉腔内结构。

球形燃料元件连续低温炭化设备简述

低温炭化是将压制球坯处于氩气气氛内缓慢升温,将基体石墨中的酚醛树脂等有机物裂解转化为具有较高机械强度的树脂炭,消除球形燃料元件压制过程中造成的内应力,初步加强球形燃料元件强度。本文研究设计了低温炭化设备的主要结构和功能参数,利用ABAQUS软件进行球形燃料元件温度的模拟计算。

低温炭化工艺对炭纤维力学性能的影响

研究聚丙烯腈基预氧丝的炭化工艺条件如温度、牵伸比及炉内气压对纤维性能的影响。结果表明:在最佳条件下制备的炭纤维的拉伸强度为4.13 GPa,拉伸模量为238 GPa,并确定了影响纤维力学性能的因素。

低温处理中间相沥青炭微球的充放电性能研究

研究了在 5 0 0～ 10 0 0℃下停留不同时间低温炭化处理的中间相沥青炭微球 (MCMBs)的充放电性能 ,并与其XRD结构相关联。研究表明 :在 5 0 0～ 10 0 0℃停留 4h炭化处理的中间相炭微球中 ,70 0℃炭化处理的MCMBs充放电性能最好 ,充放电容量最高 ,不可逆容量损失最小 ;在 70 0℃炭化温度下停留时间的延长有利于MCMBs循环性能的提高。

炭化型煤的水蒸气气化特性及动力学

以褐煤等粉煤为原料,采用冷压成型和低温炭化工艺,研制出高热稳定性的气化用炭化型煤。在固定床气化装置中,研究了炭化型煤的水蒸气气化特性和动力学。研究表明,气化温度从880℃提高到1 000℃,碳转化率达到85%的时间从40-50min缩短至20min以内;反应进行5-8min时,炭化型煤气化反应速率达到最大值;气化温度为880℃时,反应全程处在化学反应控制区;气化温度为920℃、960℃和1 000℃时,反应过程由化学控制区向内扩散控制区转移,转移的拐点在碳转化率为90%-95%之间出现。炭化型煤气化动力学可用二维扩散模式的缩核模型描述,在化学反应控制区,表观活化能为93.83-104.11kJ/mol,表观活化能与指前因子存在动力学补偿效应;在内扩散控制区,表观活化能为76.45-87.05kJ/mol。

蓝藻与木屑混合炭化制备燃料炭研究

该研究以蓝藻与木屑压缩混合物为原料,经粉碎干燥处理后,进行热解炭化制备燃料炭,考察了升温速率、炭化时间、炭化温度等因素对炭化实验的影响。结果表明,在不同炭化条件下获得的燃料炭的得率和热值差异较大,且获得燃料炭的燃烧性能较未炭化原料有很大提升;蓝藻与木屑混合物制备燃料炭较为适宜的工艺条件为:升温速率为10℃/min,炭化温度为350℃,炭化时间为40min,在此条件下燃料炭得率可达57.9%,热值可达17.4 MJ/kg,其热值比普通生物质材料(10MJ/kg)提高了0.7倍。

聚乙烯亚胺/植酸自组装整理棉织物的阻燃性能表征

为解决植酸(PA)的强酸性对阻燃棉织物(COT)的影响及棉织物阴燃问题,以聚乙烯亚胺(PEI)和PA为原料,利用层层自组装(LBL)和喷涂工艺,在棉织物表面制备PEI/PA阻燃涂层,探讨复配阻燃剂的协同阻燃效果。用热重分析、极限氧指数(LOI)仪、垂直燃烧测试仪等对阻燃整理前后的棉织物进行表征。研究表明:植酸、聚乙烯亚胺的初始分解温度下降,先于主体吸热降解,有效抑制织物初始热裂解,促进材料低温炭化。在升温阶段,聚乙烯亚胺热裂解产生N2和NO2等惰性气体,形成隔氧保护层,起延缓织物降解作用;植酸降解产生磷酸或偏磷酸,催化纤维素脱水炭化,有促进低温炭化趋势。聚乙烯亚胺/植酸复配整理织物,损毁长度减少到3cm,续燃时间和阴燃时间可达到0s,LOI值由18.1%提升到38.2%,PEI所带正电荷与PA所带负电荷的磷酸基团通过静电相互作用改善了PA的酸性性质,有效解决棉织物的阴燃及植酸强酸性对棉织物的影响问题,并达到阻燃目标。

麦秸秆制备水煤浆的成浆特性研究

为了大规模、高效利用农作物废弃物秸秆,采用低温炭化麦秸秆的方法,将麦秸秆掺混至成浆性良好的贫瘦煤中进行麦秸秆水煤浆的制备,研究了麦秸秆的添加量、炭化温度对水煤浆成浆性能的影响,并对其燃烧热量与灰熔融性变化进行了研究。结果表明:麦秸秆的添加量越大,水煤浆的成浆性、流动性越差,但浆体稳定性提高,添加比例为11.67%时,成浆浓度可降低约28.25%;随着炭化温度的升高,浆体的成浆特性逐渐提高;炭化后麦秸秆的片层状结构断裂,比表面积增加,表面含氧官能团减少,增加了分散剂有效作用位点,提高了麦秸秆水煤浆的成浆性能;加入麦秸秆后水煤浆的熔融温度降低,燃烧特性温度降低,燃烧活性增加。

利用橡树叶快速制备活性炭的方法研究

目的利用橡树叶在低温条件下快速制备活性炭。方法将橡树叶粉碎至40目,按橡树叶粉、98%浓硫酸、氯化锌质量比为1∶0.8∶0.1的比例混匀,控制温度120℃初步碳化,然后将温度控制在260~300℃继续进行碳化40~60 min,经洗涤烘干,活化,即可得到活性炭。结果利用亚甲基蓝吸附实验法,对制备活性炭进行了吸附能力测定,并与市售活性炭吸附能力进行对比。低温快速制备的活性炭吸附能力为201.10 ml/g,基本达到了市售活性炭的吸附能力(161.65 ml/g、211.43 ml/g)。结论在低温条件下快速制备活性炭方法,所需碳化及活化温度低、所需时间短,不需要隔绝空气,生产工艺简单,显著降低了能耗及生产成本。其吸附能力达到了市售活性炭的水平。

浅析城市生活垃圾的资源化处理方式

城市生活垃圾的处理已从传统的填埋、焚烧和生化处理方式逐步过渡至循环经济和资源化处理。上海浦东新区在生活垃圾资源化处理方面开展积极探索和尝试,介绍了生活垃圾封闭式低温炭化处理和有机质固废处理厂的项目建设。通过研究、比对2种资源化处理方式的应用条件,进一步提出研究新工艺技术的适用条件及适度规模,建议结合城市垃圾收费制度改革,加强源头管理,以实现生活垃圾资源化处理的总体目标。

上海石化48K大丝束碳纤维项目开工

总投资35亿元的上海石化2.4万吨/年原丝、1.2万吨/年48K大丝束碳纤维项目打下桩基,正式开工建设。该项目投产后将有望改变我国大丝束碳纤维全部依赖进口、长期供不应求的局面,推动国产碳纤维产业发展。上海石化是国内第一家率先突破48K大丝束碳纤维产业化技术的企业。该项目采用自主开发的聚丙烯腈(PAN)基大丝束原丝、碳纤维技术,将于2024年建成投产。其工艺路线为硫氰酸钠(Na SCN)连续溶液聚合湿法纺丝原丝、氧化、低温炭化、高温炭化及后处理。

垃圾焚烧厂协同焚烧污泥的工艺研究

本文介绍两种垃圾与污泥协同焚烧的工艺路线——掺烧干化污泥和掺烧低温炭化污泥,重点讨论掺烧10%干化污泥的焚烧锅炉燃烧特性和掺烧10%低温炭化污泥的焚烧锅炉燃烧特性。分析发现,垃圾掺烧污泥后,锅炉蒸发量减少,炉渣量和飞灰量增加,锅炉出口SO_(x)、NO_(x)污染物浓度增大;与干化污泥相比,掺烧低温炭化污泥的锅炉蒸发量减少约2.1%,炉渣和飞灰均增加约3.2%,SO_(x)污染物浓度下降约15.3%,NO_(x)污染物浓度下降约4.0%,运行能耗减少约51.6%,平均吨物料发电量降低2%。结果表明,垃圾焚烧厂协同焚烧低温炭化污泥的优势明显,其具有重要的市场应用价值。

低碳社会 你家厨余垃圾都去哪儿了

你家垃圾现在做没做到分类?令人掩鼻的厨房垃圾最后是怎么处理的?在全国科技周主会场,“生态驿站”——城市分类垃圾循环再利用解决方案,引起记者的关注。一个平面沙盘上,有三个集装箱模样的模块,分别标着“厨余垃圾就地资源化处理系统”“园林绿化垃圾低温炭化系统”“鱼菜共生系统”,三大模块化系统前栽满绿植花果。