含汞气田废水净化分离出的固体残渣汞形态分析

随着《水俣公约》对我国于2017年8月16日正式生效,以及政府和社会对环境保护的日益重视,含汞气田开采过程中产生的含汞废水治理与排放受到了越来越多的关注。含汞废水不经处理可能会影响气田正常生产、损坏生态环境,并危害现场人员的健康。在处理过程中水中含有的各类可溶性汞污染物会随固体残渣被分离,分离出的这类含汞固体残渣经毒性浸出试验鉴定后通常属于危物。通过对其中各汞形态进行分析,可为气田含汞危废无害化处置选择合适的脱汞技术,同时为气田汞污染防治提供基础理论依据。目前国内外对固相中汞形态的分析方法主要有色谱法、原子吸收光谱法(AAS)、毛细管电泳法、电化学分析法、原子荧光光谱法(AFS)等。主要介绍了气相色谱与原子荧光联用法、高效连续萃取离心分离技术与冷原子吸收测汞仪联用法对含汞气田废水净化过程分离出的固体残渣中汞形态进行分析。

煤/重油加氢共炼过程中固体残渣的红外光谱研究

以一种褐煤和催化裂化油浆为研究对象,采用油溶性钼基催化剂,在高压釜内进行煤/重油加氢共炼反应,得到不同反应时间的固体残渣。应用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对固体残渣表征分析,采用Peakfit软件对不同官能团的特定谱带进行分峰拟合,结合产物分布及转化率变化推测反应过程。结果表明,残渣中存在5种氢键类型,其中羟基自缔合氢键含量最高,含氧基团中则是羟基苯和醚含量最高。反应可分为3个阶段:第一阶段煤转化率快速上升,各种基团迅速减少,脂肪链大量断裂;第二阶段为煤转化率稳定阶段,羟基苯、醚继续减少,其它含氧基团变化较小;第三阶段为深度转化阶段,固体残渣的脂肪族和含氧化合物继续减少,氢键缔合作用降到最低,煤转化率进一步上升。

煤炭地下气化固体残渣毒性及废水污染物的实验分析

以山西宁武小庄煤矿煤炭试样为研究对象,进行煤炭地下气化模型实验,实验后收集不同反应带的固体残渣,对固体残渣毒性进行化验分析,并测定煤炭地下气化废水中污染物。研究结果表明,煤炭地下气化固体残渣浸出液中的危害成分含量均未超过危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别,但其中挥发酚的含量超过污水综合排放标准的最高允许排放浓度,固体残渣为第Ⅱ类一般工业固体废物。煤炭地下气化废水中pH值、铬(六价)、总硬度铁、镍、砷及氟化物的浓度达到地下水质量标准中Ⅰ类水质的标准;汞的含量达到地下水质量标准中Ⅱ类水质的标准;锰的含量达到地下水质量标准中Ⅲ类水质的标准;亚硝酸盐的含量达到地下水质量标准中Ⅳ类水质的标准;氰化物、挥发酚、氨氮及硝酸盐的含量超过地下水质量标准中Ⅴ类水质的浓度限值,可能会对地下水造成影响。固体残渣毒性对地下水的影响较小,地下气化废水可生化性差,经过水处理后可达标。

煤/油加氢共炼产物中固体残渣的组成和性质分析

以一种褐煤为原料煤,马瑞常压渣油(MRAR)为原料油,在高压釜内进行煤/油加氢共炼反应,从反应后的产品中提取了固体残渣(甲苯不溶物),通过元素分析、XRF、SEM、XRD、FT-IR、XPS等手段对固体残渣进行了表征分析。结果表明,该固体残渣的有机成分中富含稠环芳烃,杂原子官能团之间存在氢键缔合作用,Fe、Al、Ca等金属元素含量高。固体残渣颗粒粒径分布范围较宽,71.64%分布在52.48μm以内,部分颗粒表面光滑,结构紧密;部分颗粒表面粗糙,孔隙较多。残渣表面的C主要以C—C、C—H形式存在,且存在27.61%的石墨C。O主要以羰基形式存在,S主要以噻吩S形式存在,N主要以吡啶和吡咯的形式存在。残渣表面碱性基团相对含量较高,趋于碱性。

细叶桉亚临界水热液化中固体残渣分析

以细叶桉为原料,对其进行不同温度(260、280、300和320℃)条件下,保温时间为30min的亚临界水热液化,并探讨温度对固体残渣的影响。实验结果表明,当温度为260℃时,固体残渣得率高达37.5%。固体残渣是带有多孔结构的无定形炭,其孔隙随着液化温度的升高而增多。

悬浮床加氢固体残渣加工利用现状及展望

悬浮床加氢技术是当前石化行业的前沿技术,可实现资源清洁高效转化及提高资源利用率,但该工艺运行过程中需要外排一部分固体残渣,常作为废弃物直接焚烧,不仅污染环境,还浪费资源、增加成本。为实现固体残渣的清洁高效利用,介绍了循环进料、焦化进料、调和沥青、制取碳材料、分离处理、气化制氢等加工利用方式的研究进展,分析了各种加工利用方式存在的问题。悬浮床加氢固体残渣的加工利用技术目前大都处于实验研究阶段,尚未得到工业化应用,未来需要深入探索、寻求突破,以实现资源清洁高效利用和低碳环保的目标。

提取粉煤灰有价成分后固体残渣制备微晶玻璃

为解决粉煤灰提取有价成分后固体残渣中由于含氟硅酸盐而难以利用的问题,利用氟硅酸盐在微晶玻璃制备中可作成核剂的特性,提出了将两条工艺路线相结合的新方法,即以该类固体残渣为原料制备微晶玻璃,实现此类固体废物的资源化利用。通过等温晶化制度对产品进行晶化处理。研究表明,晶化产物中生成了大量以镁橄榄石为主晶相的微晶体,该方法是可行的。

[BMIM]HSO_(4)/乙醇降解纤维素残渣的热解行为和产物分布

以微晶纤维素为原料,利用1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO_4)和乙醇组成的二元溶剂体系,在180℃下对其进行催化降解,得到纤维素固体残渣(solid residue,SRE);考察[BMIM]HSO_4的质量分数对SRE结构特征和热解过程的影响规律,为SRE的资源化利用提供理论基础.通过多种手段对样品进行结构表征,结果表明,所得SRE可保持纤维素的化学结构,但随着[BMIM]HSO_4质量分数的增加,SRE的粒径显著降低,其晶体结构逐渐被破环并转化为热不稳定的无定形结构.随着[BMIM]HSO_4质量分数的增加,SRE的热失重起始温度显著降低,热失重曲线向低温区移动.经[BMIM]HSO_4/乙醇降解处理后,挥发分与残渣的气固作用在SRE热解过程中加强,导致焦炭和气体的产率增加,生物油的产率降低.

不同等级煤与油共炼的转化率差异及残渣分析

选取安徽褐煤、辽宁褐煤和贵州烟煤三种煤为原料,以油溶性环烷酸钼为催化剂,分别与马瑞常渣(MRAR)、克炼常渣(KAR)以及催化裂化油浆(FCCS)在高压釜内模拟悬浮床加氢共炼反应。结果表明,不同的油体系下,两种褐煤都能达到83%以上的转化率,而对于贵州烟煤,转化率最高的FCCS体系与最低的KAR体系分别为67.75%和50.31%,相差很大。采用FT-IR和SEM分析反应后固体残渣,计算了固体残渣中脂肪族和芳香族中各个基团的相对含量,并对比了不同体系反应后固体残渣的微观形貌。结果表明,KAR体系的固体残渣脂肪链较长,支链化程度高,取代度较低。转化率较高的褐煤反应后固体残渣结构松散,分散度高;转化率较低的烟煤固体残渣随着转化率降低,残渣颗粒逐渐变大,表面更加光滑,板结程度加深。

对苯二甲酸氧化残渣中的有色杂质在活性炭上的吸附规律

为了去除对苯二甲酸氧化残渣中的有色杂质,考察了活性炭类型、吸附温度及溶剂体系含水量对吸附过程的影响。结果表明:以二甲基亚砜作为溶剂的吸附体系中,有色杂质在活性炭上的吸附遵循Langmuir吸附规律;不同类型的活性炭AC-1(木质)与AC-2(煤质)的吸附性能具有不同的温度敏感性,温度对AC-2影响更显著;在溶剂体系中加少量的水有利于杂质吸附。

用氯气和聚乙烯氯化物残渣对黄钾铁矾进行氯化以从中回收锌

用氯化法从黄钾铁矾中回收如锌之类的金属时所遇到的麻烦是金属以硫酸盐形式存在,而它比氯化物更为稳定。在试验中将黄钾铁矾或将它与锌的铁酸盐混合后干燥并在450℃～600℃下预热,然后用热水浸出过滤。将滤渣在空气中进行氯化处理,在氯化过程中加入纯氯气进行直接处理,或加入从聚乙烯氯化物残渣燃烧时产生的HCl进行间接处理。在氯化前进行预处理几乎可使以硫酸钠形式存在的钠全部排出。对固体残渣进行直接氯化处理表明,90%以上的锌可排出,黄钾铁矿中的铁含量增加列50%(以赤铁矿形式存在)。在间接氯化处理过程中以氯化亚铁形式存在的铁只占原来铁含量的1～3%。总之,所进行的研究表明,只要将黄钾铁矾预处理使其变为可溶性的产物,就可能用氯化法从中回收金属。同时还表明,将黄钾铁矾和聚乙烯氯化物残渣一起处理时可得到一种易于为冶金工业所用的产品。

中药渣固体酸催化剂的制备及其对酯化反应的催化性能

以甘草提取残渣为原料,经炭化、磺化处理制备中药残渣炭基固体酸催化剂,并以草酸酯化反应评价了催化剂催化性能。采用SEM、XRD、FT-IR、Raman对催化剂结构进行了表征,系统考察了碳化温度和磺化方法对催化剂活性的影响。结果表明,未磺化的中药残渣炭无明显催化活性,磺化后的TCMRC-CA-600对草酸酯化具有良好催化活性。磺化后的催化剂保持了中药残渣炭原有的植物筛管形貌,且磺酸基团被成功引入,证明了磺酸基团为催化剂催化活性中心。该催化剂在反应温度为90℃、反应时间为3 h的反应条件下,草酸转化率、草酸二甲酯产率分别达到了94.4%和72.2%。

一种白色固体燃料

白色固体燃料,又被称作人造化学固体燃料或白碳精,是一种新型燃料,倍受国外客商欢迎。某厂已将此产品销售到东南亚等地。 随着人民生活水平和对环境要求的不断提高,人们对燃料也提出了新的标准,这就是要求使用安全、卫生、燃烧时无异味、无刺激、无固体残渣、易点燃、火焰稳定、热值高、偏差小(即自始至终火苗大小均匀一致)。同时,人们还要求使用方便,贮存安全,

纤维素超低酸水解产物的分析

基于木质纤维素类生物质水解为人类提供乙醇等能源、化工产品的重要性,该文以定量滤纸模拟生物质的主要组分-纤维素,以其超低酸水解试验得到的最佳工况下液体产物和固体残渣为研究对象,通过高效液相色谱(HPLC)结合KS-802糖柱对产物质中糖的种类进行了划分,以GC-MS对副产物进行定性,并通过扫描电镜(SEM)及热重和工业分析元素分析对固体残渣作了从表观到内部的研究,发现纤维素超低酸水解主要生成纤维四糖、三糖和二糖等低聚糖和葡萄糖及果糖,反应副产物有糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸及一些小分子酮、醛类和酸类极性化合物,水解残渣已完全改变了原始形貌,热裂解活性增强,残留物中碳和灰分含量有较大增加,最后根据分析结果探讨了纤维素超低酸水解的反应途径,为木质纤维素类生物质水解技术的规模化利用打下基础。

活性炭辅助微波热解污泥反应条件的试验研究

针对微波不能直接实现原污水污泥高温热解的问题,采用活性炭作为微波能吸收物质辅助污泥热解。对影响污泥热解效能的3个主要因素:污泥样品量、活性炭掺杂量和微波辐射功率,各做了3个水平的考察,得到了试验条件下的最优方案:污泥样品量30g、活性炭掺杂量6g、微波辐射功率1200W。结果表明:在最优试验方案下,污泥能在7min内升至920℃的高温,实现污泥快速、高效热解。通过分析3个因素对污泥热解效能的影响,进一步对最优试验方案下的固体产物吸收微波的性能及用其作为掺杂物辅助微波热解污水污泥的可行性进行了研究,结果表明:固体残渣吸收微波性能良好,可以代替活性炭作为更经济、高效的污泥微波热解辅助材料。

油溶性铁镍催化剂在煤/重油加氢共炼中的应用

以褐煤A为原料煤,以马瑞常压渣油为原料油,采用实验室合成的油溶性铁镍复合催化剂在高压釜中模拟煤/重油浆态床加氢共炼反应进行活性评价.采用XRD,SEM和TEM等表征手段分析催化剂的硫化产物及煤/重油加氢共炼体系产生的固体残渣,探究该复合催化剂与单金属催化剂之间产生活性差异的原因.结果表明:相比于油溶性单金属铁、油溶性单金属镍催化剂,油溶性铁镍复合催化剂具有更高的干基无灰煤转化率,可达87.37%.油溶性铁镍复合催化剂的硫化产物结晶度低,颗粒表面粗糙,分散度高,不仅存在铁、镍的单金属硫化物,而且形成了铁镍混晶的硫化物(Fe-Ni-S混晶).油溶性铁镍复合催化剂作用下得到的固体残渣,粒径小,结构松散,芳香度低,进一步证实油溶性铁镍复合催化剂促进了煤的深度转化.

松木粉气流床气化特性实验研究

在气流床气化实验装置上进行了松木粉气化特性的研究。考察了温度、氧当量比、水蒸气配比对气体产物的成分、气化特性和固体产物的微观形态及成分的影响,结果表明,随着温度的升高,CO与H2浓度显著升高,CO2与CH4浓度明显下降,碳转化率、产气率、产气热值有所提高;氧当量比从0.2上升至0.5时,CO与H2浓度降低超过10%,CO2浓度则上升100%以上,碳转化率提高至92.9%,产气率有所上升,而产气热值则降低超过20%;水蒸气配比从0增大至0.58时,H2/CO体积比由0.63提高为1.40,碳转化率、产气率和产气热值均呈现先增大后减小趋势。由SEM照片可以看出,固体残渣主要由类球状或块状结构与纤维团聚结构两部分组成。温度升高使残渣颗粒由呈现不规则形状逐渐向球形转化,氧当量比的增大使残渣中类球状颗粒表面孔洞与裂缝明显增多直至破碎。

亚/超临界乙二醇中沙柳的液化工艺研究

在亚/超临界乙二醇体系中,以碳酸钠作为催化剂,利用正交试验和单因素方法对沙柳进行了液化实验,考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、液固比以及沙柳的粒度对液化反应的影响。采用红外光谱,热重等手段分析了随着反应时间的增加,液化产物成分和液化残渣的变化。结果表明:①反应温度对液化有显著的影响,反应时间、催化剂用量、液固比以及沙柳粒度也有不同的影响;②沙柳液化适宜的工艺条件为:反应温度372.7℃,反应时间为15 min,乙二醇体积为60 mL,沙柳质量为5 g,催化剂质量为0.6 g时的液化率为98.56%;③对液化产物和固体残渣做红外分析,在达到反应时间10 min后的液化液体产物和固体残渣的峰型都没有大的变化,说明液化过程中沙柳组分中的半纤维素和木质素首先发生降解,并且残渣中仍存有纤维素,产物成分不会随着反应时间的延长而改变,且液化产物结构复杂,主要含有醇、醛、酯、酚类、芳烃等;④对沙柳固体残渣做热重分析知,半纤维素在反应时间为15 min时达到全部降解。纤维素的含量随着反应时间的延长有降低的趋势,说明延长反应时间会促进纤维素的降解。

煤/重油加氢共炼中沥青质的转化规律

以安徽褐煤为原料煤、钼酸铵为催化剂,分别采用马瑞常渣(MRAR)和克拉玛依常渣(KAR)为原料油在高压釜内模拟煤/重油加氢共炼反应。在MRAR体系和KAR体系达到反应温度400℃后反应0 min和60 min时,提取产物中的沥青质和固体残渣,采用元素分析、FTIR、XRD、^13C NMR和SEM等手段分析其结构及微观形貌变化。结果表明:反应0 min和60 min时,与MRAR体系相比,KAR体系中沥青质的脂肪侧链都较长,且芳香片层的直径和高度较大,更易于缩合生焦,因此其干基无灰煤转化率低于MRAR体系干基无灰煤转化率。反应0 min时,KAR体系中沥青质的特征更接近煤液化沥青质的特征,此后随着次生沥青质的增多,KAR体系中沥青质的芳香片层高度与MRAR体系中沥青质的芳香片层高度差异明显减少。反应60 min时,共炼体系中固体残渣的脂肪链结构与其沥青质的脂肪链结构相似,表明部分固体残渣是沥青质缩合生焦形成的。SEM对比分析则进一步说明了共炼体系中沥青质是复杂的混合产物,随反应进行KAR体系相比MRAR体系形成了更多焦炭。

泼因脱华尔煤的液化性能研究

对泼因脱华尔煤进行了不同温度条件下的液化试验；对固体残渣进行了显微研究，讨论了各种煤岩组分的液化性能。